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Comment les diamants se forment-ils vraiment? (Pas du charbon!)

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Les diamants sont en tête de liste sur l'échelle de dureté de Mohs et font partie des pierres précieuses les plus précieuses de la planète - sans compter que De Beers Diamond Cartel contrôle le prix. Autre que pour des cadeaux agréables à votre moitié, ces pierres sont très utiles dans diverses industries. Alors, comment sont-ils fabriqués? Allusion: ce n'est pas du charbon.

Comment ils se forment

À lui seul, le carbone ne peut pas former de diamants sous la surface de la Terre. Afin de se former, le carbone souterrain, à environ 160 km sous la surface de la Terre, doit être soumis à une chaleur et une pression immenses. Le charbon et le diamant sont fabriqués principalement à partir de carbone, mais leurs structures chimiques sont très différentes.

Le charbon est formé de carbone hautement impur qui contient souvent des éléments comme l'oxygène, le sélénium, l'hydrogène, l'azote et le soufre. Le diamant, par contre, nécessite une source de carbone très pure, tout défaut de pureté peut faire changer de couleur ou devenir indésirable.

Lorsque des sources de carbone quasi-pures comme le dioxyde de carbone sont emprisonnées profondément sous la surface de la Terre, les conditions sont presque réunies pour que des diamants se forment. Environ 725 000 PSI (5 000 MPa) sont nécessaires pour presser le carbone dans un solide réseau de diamant qui a une symétrie triple. Les températures doivent également atteindre environ 2 200 ° F (1204 ° C).

[Source de l'image: Pixabay]

Les diamants commencent à se former lorsque ces conditions sont remplies. Les atomes de carbone commencent à se lier avec quatre autres atomes de carbone, ce qui crée le réseau approprié et est la source de la force du diamant. Une fois que le diamant est créé, l'étape suivante consiste à voyager des profondeurs de la Terre jusqu'à la surface à extraire et à trouver.

Comment ils se déplacent vers la surface

La plupart des diamants que l'on trouve aujourd'hui ont été ramenés à la surface par des éruptions volcaniques, souvent violentes par nature. Les scientifiques pensent que le processus de déplacement de leur emplacement de formation à la surface aurait eu lieu en quelques heures. Cela aurait nécessité des éruptions volcaniques se déplaçant à environ 30 miles par heure puis crachant les diamants à la surface. La principale raison pour laquelle les scientifiques pensent que le processus se serait déroulé à une telle vitesse est que si les diamants avaient été soumis à la lave intense pendant de longues périodes de temps, ils se seraient alors formés en graphite en montant.

Après que les éruptions volcaniques ont ramené les diamants à la surface, ils sont devenus contenus dans un matériau appelé Kimberlite. Il s'agit essentiellement de roche volcanique refroidie. Lorsqu'ils sont scellés à l'intérieur de la Kimberlite, ils peuvent conserver leur forme naturelle dure et claire.

Un aspect de la création de diamants que les chercheurs ont encore du mal à comprendre est le temps qu'il leur faut pour se former naturellement. Étant donné que les conditions exactes de la formation naturelle du diamant sont presque impossibles à reproduire en laboratoire, la meilleure méthode de détermination est la datation au carbone. La datation des diamants de cette manière a abouti à une estimation comprise entre des centaines de millions et des milliards d'années.

Le processus de formation du diamant ainsi que quelques faits sur les diamants sont présentés plus simplement dans l'infographie ci-dessous.

[Source de l'image: Club à manches courtes et cravate]

Diamants synthétiques

Les diamants synthétiques sont cultivés dans un environnement qui reproduit artificiellement la pression et la température de l'environnement naturel de formation du diamant. Il existe deux façons principales de fabriquer des diamants synthétiques, l'une impliquant la pression et la température et l'autre impliquant des produits chimiques.

[Source de l'image: Pixabay]

Le HPTP ou haute pression haute température est la principale méthode de fabrication de diamants synthétiques. Un morceau de graphite est placé dans une chambre de pression. Cette chambre de pression est ensuite augmentée jusqu'à 725 000 psi et des températures supérieures à 2 200 ˚F. Quelques jours après avoir été soumis à cet environnement, un diamant peut se former. Pour relancer la réaction, les scientifiques doivent ajouter une trace de solution métallique au graphite. En raison de cette solution ajoutée, les diamants produits selon cette méthode ne sont pas aussi purs et sont utilisés à des fins industrielles.

La deuxième méthode de croissance des diamants est basée sur la vapeur chimique. Il utilise un processus appelé dépôt chimique en phase vapeur qui crée le diamant parfait - plus parfait que celui trouvé dans la nature. Dans cette méthode, un diamant germe est placé à l'intérieur d'une chambre à vide. Ce diamant graine est généralement un petit morceau de diamant naturel infiniment petit. Une fois, à l'intérieur de la chambre à vide, le diamant est soumis aux rayons micro-ondes et le méthane et l'hydrogène sont pompés. Les gaz sont ensuite chauffés à plus de 2 000 ° F tandis que la chambre à vide fournit la pression. Les atomes de gaz adhèrent au diamant germe et forment une feuille de diamant parfaite en une journée.

Les diamants synthétiques produits par dépôt chimique en phase vapeur sont si similaires aux diamants naturels que même pour les experts, ils sont presque impossibles à distinguer. Ceci est finalement dû au fait que structurellement et chimiquement, les diamants résultants sont exactement les mêmes. De nombreux bijoutiers peuvent confondre les diamants synthétiques avec les vrais, cependant, les erreurs se produisent rarement dans l'autre sens.

Cartel de diamants De Beers

Il serait presque impossible de discuter de la façon dont les diamants sont formés sans au moins mentionner le cartel des diamants De Beers. Jusqu'au milieu des années 1800, les diamants étaient en fait plutôt rares et précieux. Cependant, la découverte de grands gisements de diamants a entraîné un effort minier important qui a conduit à une inondation de diamants naturels sur le marché. La société de diamants De Beers a été créée peu de temps après la ruée vers l'extraction de diamants et a consolidé toutes les opérations minières pour créer un monopole sur le commerce et la vente de la gemme.

Ce monopole se poursuit depuis la création de l'entreprise. Plus célèbre, dans les années 1930, alors que les prix des diamants chutaient en raison du manque de demande et de l'augmentation de l'offre, De Beers a lancé sa célèbre campagne de marketing: «Un diamant est éternel». C'est cette campagne qui a cimenté les diamants dans la culture pop et c'est la principale raison pour laquelle ils sont la pierre de choix pour les bagues de fiançailles et autres bijoux à travers le monde. Cette campagne publicitaire visait à convaincre le public que la taille du diamant que vous avez acheté était directement liée à l'amour que vous aviez pour votre conjoint, et à travers les stars de cinéma et la culture pop, c'est exactement ce qu'elle a fait.

[Source de l'image: Pixabay]

Les diamants ont toujours été précieux pour les humains, que ce soit naturellement par manque d'approvisionnement ou artificiellement grâce à un marketing ingénieux. Pour la communauté scientifique, ils continuent à jouer un rôle important car leurs caractéristiques matérielles sont inégalées. Que ce soit sur la main de votre femme ou sur la tête d'un puissant outil de coupe, les diamants entourent notre monde d'une manière que des générations du passé n'auraient jamais pu espérer.

Sources:Sarine, Live Science, DMIA, Business Insider

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