Blutdiamanten und ihr geologischer Fingerabdruck

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Der geologische Fingerabdruck eines Diamanten soll helfen herauszufinden, aus welcher Mine der Diamant stammt. Bisher ist es praktisch unmöglich mit geologischen und mineralogischen Methoden einen Diamanten eindeutig einer Mine zuzuordnen, das liegt daran, dass Diamanten ziemlich rein sind, eine einheitliche Struktur haben und unter ähnlichen Bedingungen entstehen. Das bedeutet auch je reiner und wertvoller ein Diamant ist, umso schwieriger ist es seine geografische Herkunft festzustellen.

Wie Diamanten in der Erde entstehen

Anders ist das z. B. bei grünen Smaragden: Zum einen haben sie eine wesentlich komplexere Struktur bestehend aus Beryllium-Aluminium-Silikaten mit einer Spur Chronium und zum anderen entstehen sie unter unterschiedlichen geologischen Bedingungen. Es ist daher viel wahrscheinlicher das ein geologischer Fingerabdruck für Smaragde als für Diamanten entwickelt wird.

Chemische Analytik von Diamanten

Es gibt verschiedene Ansätze einen geologischen Fingerabdruck für Diamanten zu entwickeln, die alle auf dem gleichen Prinzip beruhen: Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung  der Diamanten zu entdecken. Man muss hier allerdings hinzufügen, dass wir hier von Rohdiamanten sprechen, denn einen geologischen Fingerabdruck für einen geschliffenen und geschnittenen Diamanten herzustellen ist ziemlich schwierig wenn gar unmöglich. Ich möchte hier mal einige Methoden kurz  und grob vorstellen.

Verhältnis von Kohlenstoffisotopen im Diamanten

Da Diamanten praktisch nur aus Kohlenstoff bestehen, ist eine Idee das Verhältnis der Kohlenstoffisotope zueinander zur Identifizierung zu nutzen. Kohlenstoffatome haben normalerweise sechs Protonen und sechs Neutronen aber hin und wieder tauchen Isotope mit sieben Neutronen auf. Es wurde vorgeschlagen einen Blick auf das Verhältnis dieser beiden Isotopentypen, zu haben.

Verhältnis von Schwefelisotopen im Diamanten

Man findet in Diamanten mineralische Einschlüsse, die eine Mischung seltener Schwefelisotope enthalten. Chemiker wollen das Verhältnis dieser Schwefelisotope zueinander zur Identifizierung nutzen.

Menge an Stickstoff im Diamanten

Die häufigste Verunreinigung in Diamanten ist Stickstoff. Stickstoff hat eine ähnliche Struktur wie Kohlenstoff und fügt sich daher gut in das Atomgitter ein. Es wurde vermutet, dass die Menge an Stickstoff für die Identifizierung genutzt werden kann.

Menge an Uranium im Diamanten

Die Böden der Diamantenminen enthalten unterschiedliche Mengen an Uranium, welches sich in Spuren in den Diamanten aus diesen Minen wiederfindet.

Infrarotbestrahlung des Diamanten

Man schickt einen Infrarotstrahl durch den Diamanten und schaut welches Licht, einer bestimmten Wellenlänge, absorbiert wird. Die Absorption gibt Auskunft über Verunreinigungen mit Stickstoff, Wasserstoff und Sauerstoff.

Multiparametrisches Referenzprofil einer Diamantenmine

Eine Idee, die sich aufdrängt, ist, wie beim Blutbild in der klinischen Chemie, die verschiedenen Tests zu kombinieren und so das multiparametrische Profil eines Diamanten zu erstellen. Würde man für viele Diamanten aus einer verbotenen Mine multiparametrische Profile erstellen und miteinander vergleichen könnte man ein Referenzprofil für diese verbotene Mine bekommen. Ist die Herkunft eines Diamanten unbekannt, könnte man dann das Profil dieses Diamanten mit dem Referenzprofil der verbotenen Mine vergleichen. Verknüpft man diese Referenzprofile mit geografischen Daten könnte man einen Atlas herstellen. Ich vermute allerdings, dass sich ähnlich wie früher beim Vaterschaftstest, mit einem multiparametrischen Profil nur die Herkunft ausschließen aber nicht zuordnen lässt. Zusätzlich gibt es das rechtliche Problem, das es gerade verboten ist, sich Diamanten aus diesen verbotenen Minen zu beschaffen. Vielleicht könnte man zu Forschungszwecken für die Geologen und Mineralogen eine Ausnahme machen. Natürlich werden die Warlords, die die Region in der diese Mine liegt, kontrollieren mit ziemlicher Sicherheit ein solches Vorhaben verhindern, denn es gefährdet ihre Geldquelle. Die einzige Möglichkeit, die ich sehe, ist das man Undercoverleute einsetzt die bewusst Diamanten aus den verschiedenen verbotenen Minen kaufen. Ich befurchte, dass wir in Zukunft bei manchen global knapp werdenden Rohstoffen noch häufiger auf die forensische Geologie angewiesen sein werden.

Weiterführende Links

Heute vor 106 Jahren gefunden – der Cullinan Diamant

 

Joe Dramiga

Veröffentlicht von

Joe Dramiga ist Neurogenetiker und hat Biologie an der Universität Köln und am King’s College London studiert. In seiner Doktorarbeit beschäftigte er sich mit der Genexpression in einem Mausmodell für die Frontotemporale Demenz. Die Frontotemporale Demenz ist eine Erkrankung des Gehirns, die sowohl Ähnlichkeit mit Alzheimer als auch mit Parkinson hat. Kontakt: jdramiga [at] googlemail [dot] com

2 Kommentare

  1. non-destructive diamond fingerprinting

    Danke für den interessanten Beitrag, der zeigt, wieviele Methoden uns heute zur Verfügung stehen um etwas zu “fingerprinten”. Sicher kann man heute auch die Herkunft eines Weines mit ähnlichen Methoden feststellen. Eine viel sinnvollere Anwendung für solche fingerprinting-Methoden ist aber sicher das Diamenten-Fingerprinting. Es würde dann ein zuverlässiges Qualitätslabel für Diamenten erlauben, welches auch eine “ethische” Dimension hätte.
    Der Artikel hat mich zu einer kleinen Internet-Recherche veranlasst, die mit der google-Suchanfrage non-destructive diamond fingerprinting ihren Ausgangspunkt hatte.
    Der Artikel Origin determination gibt einen guten Überblick über die wichtigsten Techniken für das gemstone-fingerprinting.
    Es gibt viele nicht-destruktive Methoden, allerdings sind die meisten davon noch im Forschungsstadium oder sind exzessiv teuer. Hier eine (unvollständige Liste) der nicht-destruktiven Methoden)

    Cathodoluminescence (CL) benutzt das Licht im Wellenlägenbereich 160-2000nm, das von einem Kristall abstrahlt, wenn er mit Elektronen bombardiert wird .

    Bei Secondary ion mass spectrometry (SIMS) werden Ionen auf die Probe geschossen und die erzeugten Sekundärionen aufgefangen und analysiert.

    x-ray Fluoreszenz-Analyse (XRF) analysiert das erzeugte Fluoreszenzlicht, wenn die Probe Röntgenstrahlen ausgesetzt wird

    magnetic anisotropy at low temperature nutzt die Antwort auf magnetische Felder wobei die Probe sehr stark abgekühlt wird

    laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS). ist sehr aussagekräftig. Ein solches Gerät kostet aber 2 Millionen Pfund.

  2. Automatisierter Hochdurchsatz

    Hallo Martin,

    danke fuer die Links zu den nicht-destruktiven Methoden. Ich denke prinzipiell eignen sich diese Methoden, die auf Bestrahlung beruhen, ganz gut fuer den automatisierten Hochdurchsatz.

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