La formazione dei diamanti: davvero

Quante volte avete sentito la storia de "i diamanti sono fatti come le matite" o "i diamanti sono fatti di carbone"? Tante volte, credo. Tante perché, almeno quando ero piccoletto io, a scuola ti dicevano questa, per farti capire come la stessa materia potesse dar forma a materiali differenti. Giusto, vero, ma...

...ed è quel "ma", proprio, che giustifica o giustificherà, ogni singolo centesimo di quello che avete speso (o spenderete) per chiedere la mano della vostra metà - o meta. Sì, perché i diamanti sono costosi - ma anche i migliori amici delle donne, quindi... - non per moda, o perché semplicemente simbolo del lusso. O meglio, anche; ma anche perché la loro formazione e il loro reperimento, avviene in  condizioni davvero particolari. Sono un materiale a scarsa disponibilità sulla terra e di complessa estrazione. Sì, va bé lo dico: in più c'è la richiesta commerciale ampia, che giustifica lo stabilizzarsi di un prezzo alto.

Ciò detto, come un Mythbusters de noatri, proverò a sfatare la credenza della formazione dal carbone di cui sopra.

Le piante (origine del carbone più antico rinvenibile. ndEm) si trovano sulla Terra, da circa 450 milioni di anni - stante alle datazioni sui vari reperti ritrovati - mentre i diamanti si sono formati - sempre secondo le datazioni effettuate - tutti, almeno la gran parte, nel lasso di tempo che va dal Precambriano (4,6milioni di anni. Le rocce più antiche ritrovate sulla Terra. ndEm) e il Periodo Cambriano (542milioni di anni fa). Confrontando dunque le due età, si conviene subito che le piante sarebbero apparse sulla superficie terrestre, almeno 100 milioni di anni dopo la comparsa del più "giovane" dei diamanti. In più c'è un'altra questione, che riguarda il fatto che i giacimenti carbonifieri, sono tutti disposti con geometria stratigrafica plano-orizzontale: i diamanti si rinvengono invece quasi esclusivamente in unità rocciose verticali (camini di rocce ignee). 

Credenza sfatata. Punto e basta.

Ma provo anche ad andare oltre. Allora: come si sono formati i diamanti?

Esistono quattro processi geo-tettonici, petrochimici e mineralogici - che di rado coinvolgono il carbone - che sono responsabili della formazione di quasi tutti i diamanti naturali rinvenuti. Il primo dei processi, rappresenta la formazione di quasi il 100%; gli altri sono più o meno ininfluenti fonti di diamanti commerciali.

Formazione dei diamanti 

(Nell'immagine il numero corrisponde ai vari processi descritti sotto. Fonte geology.com)

Formazione dei diamanti nel Mantello Terrestre (1)

Si ritiene che questo sia il processo che ha prodotto la quasi totalità dei depositi commerciali. Le rocce del Mantello sono venute in superficie a seguito di eruzioni profonde, che hanno prodotto i camini a kimberlite e lamproite. Processi erosivi possono, successivamente, aver depositato i diamanti all'interno di rocce sedimentarie. Il processo è fortemente accreditato perché la formazione del diamante richiede condizioni di pressioni e temperature (1050°C) rinvenibili soltanto a determinate profondità: queste corrispondono a quelle del Mantello Superficiale, a circa 150km dalla superficie. I diamanti qui formati e stabilizzati, sarebbero portati in alla luce, durante processi eruttivi estremamente rari, in cui il magma in risalita riesce a strappare parte delle rocce in posto e a portarle in eruzione. E' coinvolto il carbone? No: il carbone è una roccia sedimentaria, formata da residui vegetali depositati sulla superficie terrestre. Raramente è sepolto a una profondità superiore di 3,2km ed è molto improbabile che possa essere spostato dalla crosta, fino alla base di una placca continentale. La fonte di carbonio per questi diamanti è quella probabilmente intrappolata nell'interno della Terra, dal momento della formazione del pianeta. 

Formazione dei diamanti nelle zone di subduzione (2)

Piccoli diamanti sono stati rinvenuti in rocce coinvolte in processi di subduzione, e successivamente riportate in superficie da altre attività tettoniche (rocce di questo genere sono davvero rarissime. nEm). Le temperature (intorno ai 200°C) e le pressioni (80km di profondità), potrebbe indurre una metamorfosi del carbonio, ma i risultati danno diamanti molto piccoli e non utilizzabili per scopi commerciali. E' coinvolto il carbone? Si può dire che è una fonte di carbonio possibile, ma tuttavia improbabile. Infatti, considerando che le subduzioni interessano generalmente placche oceaniche (più pesanti) che scendono sotto a quelle continentali, la più probabile riserva di carbonio per produrre diamanti in zone subduzione, è rappresentata dalle rocce carbonatiche (calcare e marmo) e semmai fossili vegetali di mare aperto.

Formazione dei diamanti in siti d'impatto (3)

La Terra, nell'arco della sua storia, è stato più volte colpita da asteroidi di grandi dimensioni. Nei punti d'impatto si producono energie (in termini di pressioni e temperature) in grado di formare diamanti. Sono stati rinvenuti diamanti di ridotte dimensioni, nelle rocce dei crateri d'impatto. L'uso commerciale è pressoché nullo. E' coinvolto il carbone? In questo caso sì: potrebbe rappresentare una delle fonti di carbonio che alimenterebbe il processo, insieme a quello dei calcari, delle dolomie o dei marmi etc.

Formazione dei diamanti nello spazio (4)

Da alcune ricerche della NASA, si sono scoperti meteoriti contenenti una gran quantità di nanodiamanti (nano = dimensioni del miliardesimo di metro. ndEm). La scoperta è confermabile, dai dati dello Smithsonian, sull'analisi del meteorite Allen Hills. Si formerebbero per impatti analoghi a quelli del punto (3), ma tra meteoriti. Tuttavia anche questi diamanti sono di dimensioni troppo piccole, sia per uso come gemme, che per quello di abrasivi. E' coinvolto il carbone? No, assolutamente: non ci sono dati di presenza di carbone nello spazio.