Tuesday, May 26th, 2020
Postet i: Jorden |

Diamanter kan spores tilbage til minen

  • nov 27th, 2019
  • Steen Laursen
  • Jorden

Den 16. april i år blev knap syv gram pink diamant solgt for næsten 40 millioner dollar. Stenen er da også enestående, men det er mange diamanter nede i forlovelsesring-kategorien også.

Blå diamant fra Cullinan Minen
Diamanter kan spores tilbage til deres mine. Blå diamanter som denne kommer fx stort set alle fra Premier Minen, også kaldet Cullinan Minen. Foto: Petra Diamonds.

Diamanterne spiller forførende med lyset i guldsmedens vindue, hvor de pryder ringe og ure og kalder til køb. Ens ser de ud, og det skulle de i princippet også være, for en diamant består af kulstofatomer, der er sat sammen på en ganske bestemt måde. En krystalstruktur med helt faste regler.

Men i atomernes rækker er der både fejl og snavs, for diamanterne vokser mellem 130 og 300 kilometer under Jordens gamle kontinenter, og der er der mange andre grundstoffer end kulstof. Selv de mest glasklare diamanter har optaget lidt af de grundstoffer. Derfor kan forskerne godt finde den mine, hvor diamanten engang blev gravet frem.

Farven på diamanten fortæller om minen

Verdens allerstørste diamanter er lette at spore tilbage til deres mine, for de er beskrevet i litteraturen. Den syv gram tunge og 40 millioner dollar dyre pink Princie-diamant stammer således fra Golkonda-minerne i det sydøstlige Indien. Her blev den fundet for over 300 år siden.

Men farven alene giver et godt fingerpeg om, hvor en ædelsten kommer fra, forklarer Ulrik Hartmann hurtigt og veloplagt. Han sælger diamanter et stenkast fra Nyhavn i København:

”Før den australske Argyle Mine åbnede, kom de pink diamanter fra Sydamerika, Indien eller Afrika, men nu kommer de næsten udelukkende fra denne nye mine. Hvide sten af meget høj kvalitet er derimod typiske for Sibirien og Canada, medens de hvide fra Afrika tit har en lidt varm lød. Blå diamanter kommer derimod næsten udelukkende fra Premier Minen i Sydafrika.”

Diamanters magnetiske egenskaber fortæller om grundstofferne

Pink diamanter fra Argyle mine
I dag kommer stort set alle pink diamanter fra Argyle Minen i Australien. Den leverer omkring 90 procent af Verdens nyfundne pink diamanter. Minen leverer også særlige gule diamanter. Foto: Diavik Mine

Farven kommer primært fra de fremmede grundstoffer i diamanterne, og stofferne bestemmer ikke bare farven, men også en række andre egenskaber. Stuart Gilder er professor i geofysik og arbejder med magnetiske egenskaber på Ludwig Maximilians Universität i München i det sydlige Tyskland:

”Alt har magnetiske egenskaber, og vi kender rene diamanters egenskaber meget godt. På kun fem sekunder kan jeg måle en bestemt diamants magnetiske egenskaber uden at beskadige den. De egenskaber fortæller, hvilke andre grundstoffer end kulstof der er i diamanten. Vi arbejder på at lave et katalog over egenskaber i diamanter fra hele verden, så man hurtigt kan finde kilden til en specifik diamant.”

Stuart Gilder måler dels, hvor kraftigt magnetiske diamanterne er, men også hvordan deres magnetisme ændrer sig med temperaturen og med magnetiske felter omkring stenen. Tilsammen giver disse egenskaber et godt fingerpeg om fundstedet.

Mange spor udpeger diamantminen

Men det spændende arbejde med diamanterne har et mål. Hvis diamanten i forlovelsesringen er gravet op i en krigszone, så betaler den vordende gom ikke kun for et romantisk bryllup. Han betaler også for børnesoldater, folkedrab og fattigdom i Afrika. 

Ved at kombinere en diamants farve, magnetisme og meget andre egenskaber prøver forskerne derfor at finde en måde at udpege, hvilken diamantmine en sten stammer fra. Jo flere egenskaber de bruger, jo mere sikkert kan de stedfæste minen. 

Gul farve kan fx give et fingerpeg, når man kombinerer den med andre egenskaber i diamanten. Gule diamanter er nemlig almindelige i mange miner, og gule diamanter får normalt deres farve fra et lille indhold af grundstoffet nitrogen. Men de gule diamanter fra Argyle minen i Australien får derimod deres farve fra en bestemt type uorden i stenenes kulstofatomer. Det er en såkaldte gitterfejl i krystalstrukturen, og den giver andre magnetiske egenskaber end nitrogen. Kombinationen af farve og magnetisme i en diamant kan derfor vise, at den kommer fra Argyle minen.

Destruktive analyser ødelægger lidt af diamanten

Grønlandsk diamant
Grønlands diamanter tilhører geologisk set den samme provins, som de Canadiske kommer fra. Foto: GEUS

Oven i disse egenskaber kan forskerne også måle, hvorfra kulstof i diamanten stammer. Kulstof fra Jordens indre og fra havets levende organismer er nemlig forskelligt. Det meste af Jordens kulstof er af typen C-12. Det vil sige, at kulstofatomerne er af den isotop, som har 12 partikler i atomkernen. En lille del af kulstoffet har dog 13 partikler i kernen, og kulstof fra Jordens indre har en ret konstant blanding af disse to isotoper. 

Men når levende organismer optager kulstoffet, så optager de ikke lige let de to isotoper. Derfor laver de om på blandingen. Diamanter dannet af deres kulstof kan man genkende på, at deres blandingsforhold kan være meget anderledes.

Denne analyse kan imidlertid være en dyr affære. Det er nemlig en af de såkaldte destruktive analyser, hvor forskerne ødelægger små dele af diamanten under analysen. 

Desværre falder en del af de mest lovende metoder til at afsløre borgerkrigenes bloddiamanter ind under de destruktive analyser. Man kan nemlig se, hvilke andre grundstoffer end kulstof stenen indeholder, når man fordamper lidt af den med laserlys og analyserer dampen.

Mineselskaberne vil ikke dele vinden om diamanter

Det er dog ikke alle eksperter, der er overbevist om, at et katalog over egenskaber kan stedfæste en specifik diamant. En af skeptikerne er Mark Hutchison. Han er geokemiker i konsulentvirksomheden Trigon, som blandt andet har arbejdet med Grønlands diamanter:

”Diamanter fra en bestemt mine varierer en del, og deres karakteristika kan overlappe med diamanter fra en anden mine. Men det er måske muligt at sige, hvor en hel gruppe af diamanter sandsynligvis kommer fra”, forklarer han.

Igen viser Argyle minen i Australien problematikken fint, da den både leverer hvide, gule og pink diamanter. Mark Hutchison anslår, at man skal analysere op imod 20 gram diamanter, før man kan sætte oprindelse på dem, men han forudser et helt andet problem for Stuart Gilder og hans kollegers katalog.

”Det største problem er, at de fleste mineselskaber ikke vil offentliggøre oplysninger om deres diamanter, og sådanne traditioner er svære at ændre.”

I dag arbejder diamantbranchen selv på at lave et system til certificering af hver enkelt diamant, så den bliver registreret ved minen. Det er den såkaldte Kimberley Processen.

Det system er imidlertid under anklage for at være korrumperet og for at levere utroværdige certifikater. Det holder ikke bloddiamanterne ude af markedet. Derfor er den videnskabelige tilgang måske alligevel den bedste garanti for et helt igennem romantisk bryllup.

Egenskaber der udpeger diamantens mine

Hvor en diamant kommer fra er et vigtigt spørgsmål. Derfor analyserer forskere over hele verden stenenes egenskaber for at etablerer et sæt af egenskaber, der udpeger deres oprindelsesmine. De væsentligste egenskaber er:

  • Farve
  • Fysiske egenskaber som størrelse, form og strukturer på overfladen før stenen bliver skåret.
  • De magnetiske egenskaber for hele diamanter
  • Andre grundstoffer stoffer end kulstof
  • Mængden af isotopen kulstof-13 i forhold til kulstof-12
  • Typen af små korn af andre mineraler inde i diamanten
  • Sammensætningen af isotoper af nitrogen
  • Indholdet af grundstoffer dannet ved radioaktivitet i diamanten

Kilde til diamanternes farve

En diamant kan have mange farver, og de stammer fra uorden i diamantens struktur eller fra stoffer, som ikke er det kulstof, som normalt udgør tæt på 100 procent af en diamant:

  • Pink og rød farve er resultat af uorden i diamantens kulstofatomer.
  • Blå farve stammer fra et lille indhold af grundstoffet bor i diamanten.
  • Gul og brun farve er normalt dannet af små mængder af grundstoffet nitrogen, men den kan også stamme fra uorden i kulstofatomerne.
  • Grøn farve opstår ved radioaktiv bestråling af en diamant.
  • Sort farve stammer fra partikler, der ligger som fint pigment inde i en diamant, som fint kan have kvalitet af en smykkesten.

Du kan også læse om Grønlands diamanter, som er et kapitel for sig. Når diamanter er lige dyre nok, så ser man i øvrigt, at urgamle krystaller erstatter diamanter i smykker.

Hvis du kunne lide artiklen, så følg os på Facebook eller abonner på vores nyhedsbrev. Det kommer kun en eller to gange om ugen. Her på ScienceFix lægger vi vægt på fakta og forskning, og derfor har vi normalt links med.