Inhalt
- Was ist der Popigai-Krater?
- Nachweis von enormer Hitze und Druck
- Was geschah am Aufprallpunkt?
- Welche Art von Diamanten?
- Werden diese Diamanten abgebaut?
- Lonsdaleit
- Russland als Diamantproduzent
Popigai-Krater-Einschlag: Große Asteroiden können die Erde mit einer Geschwindigkeit von 15 bis 20 Meilen pro Sekunde treffen. Dies erzeugt einen Aufprall, der stark genug ist, um Gestein zu verdampfen, einen riesigen Krater zu graben und Millionen Tonnen Ejekta in die Luft zu sprengen. Die Kraft am Aufprallpunkt übersteigt die Temperatur und den Druck, die zur Herstellung von Diamanten erforderlich sind. Wenn Kohlenstoff in den Gesteinen vorhanden ist, die die Aufprallstelle umgeben, ist die Bildung von Diamanten möglich.
Was ist der Popigai-Krater?
Vor etwa 35 Millionen Jahren schlug ein Asteroid mit einem Durchmesser von 5 bis 8 Kilometern und einer Geschwindigkeit von etwa 15 bis 20 Kilometern pro Sekunde in das Gebiet ein, das heute als Taymyr-Halbinsel in Nordsibirien (Russland) bekannt ist. Die Energie, die durch diesen Aufprall mit hoher Geschwindigkeit abgegeben wurde, war stark genug, um Tausende Kubikkilometer Gestein sofort zum Schmelzen zu bringen und Millionen Tonnen Ejekta hoch in die Luft zu jagen. Einige dieser Auswürfe landeten auf anderen Kontinenten.
Die Explosion erzeugte einen 100 Kilometer breiten Einschlagkrater mit einem bis zu 20 Kilometer breiten Rand aus deformiertem Gestein. Wir kennen dieses Merkmal jetzt als "Popigai-Krater" oder "Popigai-Astroblem", den siebtgrößten Einschlagkrater, der auf der Erde identifiziert wurde.
Nachweis von enormer Hitze und Druck
Heute, 35 Millionen Jahre später, haben Forscher Hunderte Kubikkilometer Tagamit (Gestein, das infolge des Aufpralls geschmolzen ist) im Krater gefunden. Sie glauben, dass ursprünglich ungefähr 1750 Kubikkilometer Gestein geschmolzen waren, aber ungefähr die Hälfte davon ließ den Krater als Auswurf zurück. An der Einschlagstelle befinden sich auch ausgedehnte Suevitablagerungen (Brekzien, die aus Fragmenten von Zielgestein gebildet werden) mit einer Dicke von bis zu 600 Metern. Eine Suevitschicht bedeckt eine Fläche von etwa 5000 Kubikkilometern.
Die Wärme und der Druck, die durch diesen Aufprall erzeugt werden, übertrafen bei weitem das, was für die Bildung von Diamanten am Aufprallpunkt erforderlich ist. Ein Hypervelocity-Aufprall eines 5 Kilometer breiten Objekts würde einen Energiestoß erzeugen, der Millionen von Atomwaffen entspricht und Temperaturen, die heißer sind als die Sonnenoberfläche.
Popigai-Krater-Impakt-Brekzie: Ein großes 457,7-Gramm-Exemplar einer Brekzie aus dem massiven Popigai-Krater in Nordsibirien. Beachten Sie die Vielfalt von Farben, Größen, Formen und Texturen innerhalb einer einzigen Masse - das Ergebnis eines großen Meteoriteneinschlags, der Millionen Tonnen Gestein in die Luft schleuderte. Als Fragmente auf die Erde zurückfielen, mischten sich Gesteine aus verschiedenen Schichten. Millionen von Jahren von Hitze und Druck pressten diese sortierten Stücke zu einer festen Masse zusammen, die als Stoßbrekzie bekannt ist. Fotografie von Geoffrey Notkin, Copyright Aerolite Meteorites.
Was geschah am Aufprallpunkt?
Der Aufprall ereignete sich dort, wo das Grundgestein aus Archäischem Graphit-Granat-Gneis von etwa 1,5 Kilometern Sedimentbedeckung überlagert war. Das Gestein am Aufprallpunkt wurde sofort verdampft, und ein 8 bis 10 Kilometer tiefer Krater wurde durch die Sedimentdecke in den darunter liegenden Gneis gesprengt.
Die Intensität von Hitze und Druck nahm mit zunehmender Entfernung vom Aufprallpunkt ab. In einer Entfernung von etwa 12 Kilometern vom Aufprallpunkt waren die Bedingungen wahrscheinlich noch zu streng für die Bildung und das Überleben von Diamanten.
Die heute gefundenen Diamanten wurden wahrscheinlich in einer dünnen Gesteinszone gebildet, die sich etwa 12 bis 13 Kilometer vom Aufprallpunkt entfernt befindet. Dadurch entstand eine Schale aus diamanthaltigem Gestein mit einer Dicke von 1 bis 2 Kilometern in Form einer Halbkugel um den Aufprallpunkt. In dieser Zone wurden Graphitflocken im archaischen Graphit-Granat-Gneis sofort in Diamant umgewandelt. Die Forscher schätzen, dass diese Schale aus diamanthaltigem Gestein ein Volumen von etwa 1600 Kubikkilometern hatte und mehr Diamanten enthielt als alle anderen bekannten Vorkommen auf der Erde zusammen.
Popigai Crater Satellitenbild: Satellitenbild des Popigai-Einschlagskraters nördlich des Polarkreises in Sibirien, Russland. Der Krater ist schlecht sichtbar, da er durch Auswurf und 35 Millionen Jahre Erosion verdeckt wurde. Bild von der NASA. Bild vergrößern.
Welche Art von Diamanten?
Beim Aufprall auf Popigai waren die Bedingungen für die Bildung von Diamant nur für einen Augenblick gegeben. Diese Gratbildung wandelte Graphitflocken im Graphit-Granat-Gneis der Arche in Diamanten um. Viele der produzierten Diamanten waren kleine polykristalline Steine, die ungefähr die gleiche Größe und Form hatten wie die Graphitflocken im Gneis. Bei den meisten handelt es sich um winzige Steine mit einer Größe von weniger als 2,0 Millimetern, die möglicherweise zur Herstellung von Diamantschleifmitteln geeignet sind. Da diese Diamanten durch Hitze und Druck entstanden, blieb nicht genügend Zeit, um große einkristalline Steine von großer Klarheit und Reinheit zu entwickeln. Aus diesem Grund ist es unwahrscheinlich, dass in Popigai ein Edelstein-Diamanten-Bergbau betrieben wird.
Werden diese Diamanten abgebaut?
Die Diamanten unter dem Popigai-Krater sind wahrscheinlich kein vorrangiges Abbauziel. Heutzutage sind die meisten Industriediamanten der Welt synthetische Steine. Für das Kalenderjahr 2010 berichtete die US Geological Survey:
"Natürlicher Diamant macht etwa 1,4% des gesamten verwendeten Industriediamanten aus, während synthetischer Diamant den Rest ausmacht."Die Effizienz und die Kosten der Herstellung von synthetischen Diamanten haben sich in den letzten Jahrzehnten stetig verbessert. Es ist jetzt billiger, "Industriediamanten herzustellen", als sie abzubauen. Im Jahr 2010 betrug die weltweite Produktion von synthetischem Industriediamanten etwa 4,38 Milliarden Karat im Wert von 1,65 bis 2,50 Milliarden US-Dollar. Dies ist ein Durchschnittspreis von etwa 50 Cent pro Karat oder weniger. Chinesische Unternehmen stellten über 90% des weltweiten synthetischen Diamanten her.
Der Popigai-Krater befindet sich an einem abgelegenen Ort über dem Polarkreis, in einem schwierigen Umfeld, ohne Infrastruktur und ohne lokale Quelle für Mitarbeiter und Unterstützung. Damit die Lagerstätte abgebaut werden kann, müssen die Diamanten: 1) groß genug sein, um gewonnen und in der Industrie verwendet zu werden; 2) physikalische Eigenschaften haben, die für die Industrie nützlich sind; und 3) in ausreichend hohen Konzentrationen vorliegen, um wirtschaftlich abgebaut zu werden. Die Russen haben keine Informationen veröffentlicht, die bestätigen, dass die Lagerstätte abgebaut werden kann.
Lonsdaleit
In den diamanthaltigen Gesteinen des Popigai-Kraters sollen geringe Mengen von Lonsdaleit vorhanden sein. Lonsdaleit ist ein seltenes Kohlenstoffmineral mit einer hexagonalen Kristallstruktur, das mit Diamanten in Meteoriten und an Einschlagstrukturen in Verbindung gebracht wurde. Wie Diamant ist es ein Mineral, das sich unter sehr hohen Temperatur- und Druckbedingungen bildet. Es wird oft als "hexagonaler Diamant" bezeichnet.
Es wurde berichtet, dass einige Proben aus synthetischem Lonsdaleit Haltbarkeitseigenschaften aufweisen, die über denen von Diamant liegen. Über diese Eigenschaften wurde in natürlichen Exemplaren oder in aus dem Popigai-Krater entnommenen Exemplaren nicht berichtet.
Russland als Diamantproduzent
Die Russen verfügen über beträchtliche Erfahrung im Diamantenabbau, in der Herstellung synthetischer Diamanten und in der Verwendung von Diamant als Industriematerial. Alrosa, das staatliche Diamantenbergbauunternehmen Russlands, produziert mehr natürliche Diamanten als jedes andere Unternehmen auf der Welt und ist ein bedeutender Hersteller von Diamanten aus Laboranbau. Russland als Land produziert mehr Edelsteindiamanten als jedes andere Land außer Botswana. Sie haben lange Zeit Diamanten abgebaut und in Labors hergestellt. Wenn Popigai aus irgendeinem Grund ein finanzieller Schatz gewesen wäre, hätten sie ihn wahrscheinlich schon vor langer Zeit abgebaut.