Erforschung der Erdkruste 12.11.2014, 16:19 Uhr

Geologe stellt Diamanten aus Erdnussbutter her

Mittelalterliche Alchimisten wären beeindruckt gewesen: Ein Wissenschaftler am Bayerischen Geoinstitut hat Erdnussbutter zu Diamant werden lassen. Reich werden ihn die schlammbraunen Edelsteine zwar nicht machen, aber der Forscher hatte sie sowieso nur als Mittel zum Zweck hergestellt: Sie sollen ihm helfen, die Zusammensetzung des Erdmantels zu enträtseln.

Als organisches Material enthält das fettige Nussmus viel Kohlenstoff. Mit genügend Druck brauchte der Forscher mehrere Wochen, um einen drei Millimeter großen Diamanten zu schaffen.

Als organisches Material enthält das fettige Nussmus viel Kohlenstoff. Mit genügend Druck brauchte der Forscher mehrere Wochen, um einen drei Millimeter großen Diamanten zu schaffen.

Foto: Flickr/Rupert Ganzer

Es soll ja Leute geben, die schmieren sich Erdnussbutter aufs Brot oder fertigen Sauce daraus. Andere wiederum sehen ein ganz anderes Potenzial in der beigebraunen Pampe – und machen Diamanten daraus. Was sich im ersten Moment anhört wie ein Witz, ist Dan Frosts absoluter Ernst: Der britische Geologe, seit 2012 Professor am bayerischen Geoinstitut der Uni Bayreuth, hat eine Portion Erdnussbutter so sehr unter Druck gesetzt, dass tatsächlich Diamanten entstanden sind.

Natürlicher Entstehungsprozess im Labor nachgestellt

Zwar gelingt es der Industrie schon seit längerem, künstliche Diamanten herzustellen – oft unter Verwendung von Sprengstoff, der eine mit Kohlenstoff gefüllte Kapsel schnell und kräftig komprimiert. Frost jedoch wollte mit seinem Verfahren der natürlichen Entstehung der Steine so nahe kommen wie möglich: Ursprüngliche Diamanten bilden sich rund 800 Kilometer unter der Erdoberfläche bei Temperaturen von über 2200 Grad Celsius und einem Druck, der 1,3 Millionen Mal so hoch ist wie der der Atmosphäre. Der Druck zwingt die Atome, sich anders zu formieren – aus Kohlenstoff wird Diamant.

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Frost vertritt die Theorie, dass vor langer Zeit Felsbrocken Kohlendioxid aus den Ozeanen gebunden hätten. Die Steine seien in den Erdmantel gelangt, wo sie das Kohlendioxid wieder abgegeben hätten. Frisch freigesetzt, hätte es sich in Sauerstoff und Kohlenstoff getrennt, worauf der immense Druck aus letzterem die Diamanten habe entstehen lassen.

Experimente mit Erdnussbutter

Diesen Druck bringt Frost ins Labor; ohne von außen zugeführten Sprengstoff. Dabei experimentierte er mit unterschiedlichen Materialien. Auf Geheiß eines Fernsehsenders probierte er es mit Erdnussbutter – und der Prozess gelang. Der Geologe wundert sich nicht sehr darüber: Alles Organische enthalte schließlich Kohlenstoff, und in dem fettigen Nussmus sei nun einmal besonders viel.

Er habe lediglich eine ganze Menge Wasser extrahieren müssen, erklärt er, schon habe der Druck gegriffen und die Umwandlung funktioniert – zum Preis von einer ganzen Menge Schmiererei, aber immerhin. Und auch an die regelmäßigen kleinen Explosionen, die der bei dem Prozess entweichende Wasserstoff regelmäßig verursache, haben sich die Forscherkollegen am Bayerischen Geoinstitut inzwischen gewöhnt.

Für Schmuck eher nicht geeignet

Allerdings ist das Verfahren alles andere als effektiv: Mehrere Wochen sind nötig, um auf diesem Weg einen Diamanten mit einem Durchmesser von drei Millimetern zu erzeugen. Und auch für Schmuck eignen sich die Erdnussbutter-Diamanten nicht gerade: Sie sind schlammbraun und damit deutlich weniger attraktiv als ihre schillernd weißen Verwandten. Das findet Frost jedoch nicht tragisch – ging es ihm doch gar nicht um die alchimistischen Freuden, Blei in Gold oder vielmehr profane Erdnussbutter in wertvolle Diamanten umzuwandeln.

Eine Angestellte des Auktionshauses Sotheby's hält den pinkfarbenen Diamanten Pink Star – 59,60 Karat schwer, lupenrein und 44,4 Millionen Euro wert. Gegen diesen Klunker hat der Erdnussbutter-Diamant keine Chance.

Eine Angestellte des Auktionshauses Sotheby’s hält den pinkfarbenen Diamanten Pink Star – 59,60 Karat schwer, lupenrein und 44,4 Millionen Euro wert. Gegen diesen Klunker hat der Erdnussbutter-Diamant keine Chance.

Quelle: dpa

Für ihn sind die entstehenden Edelsteine vielmehr ein Mittel zum Zweck: Sein Ziel ist es, die Zusammensetzung des Erdmantels zu erforschen. So will er wissen, woher zum Beispiel Silizium stammt, ob es durch Meteoriten auf die Erde gelangt ist und wie es sich in der Erdkruste wohin verteilt hat. Dafür bestrahlt Frost seine selbstgemachten Erdnussbutter-Diamanten mit Schallwellen und vergleicht die dadurch entstehenden Muster mit Erdbeben-Wellen. Aufgrund der Ergebnisse kann er auf die Zusammensetzung des Erdmantels rückschließen.

Erste Ergebnisse legen nahe, dass der Erdmantel nicht viel Silizium enthält. Das könnte mehrere Ursachen haben: von der bereits erwähnten Umverteilung des Elements ins Innere des Erdkerns bis hin zu einem schlichten Irrtum in den zugrundeliegenden Studien.

 

Ein Beitrag von:

  • Judith Bexten

    Judith Bexten ist freie Journalistin. Ihre Schwerpunkte liegen in den Bereichen Technik, Logistik und Diversity.

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