Diamante

A pesar de ser la sustancia natural más dura en la Tierra, diamante tiene una calificación de 'bueno' en tenacidad debido a su perfecta escisión en cuatro direcciones. Los impactos intensos en direcciones específicas durante el uso diario pueden llevar a fracturas y roturas de la piedra.

Diamante es altamente estable bajo condiciones cotidianas, con excelente resistencia a la exposición a la luz, el calor y los detergentes domésticos comunes. Permanece inalterado por la humedad o las condiciones secas, y la contaminación causa poco o ningún cambio en su apariencia.

Un diamante es un cristal transparente de átomos de carbono enlazados tetraedralmente (sp) que cristaliza en la red de diamante, que es una variación de la estructura cúbica centrada en la cara. Los diamantes se han adaptado para muchos usos, debido a las excepcionales características físicas. Las más notables son su dureza extrema y su conductividad térmica (900–2.320 W/(m·K)),​ así como la amplia banda prohibida y alta dispersión óptica.​ Sobre los 1.700 °C (1.973 K / 3.583 °F) en el vacío o en atmósfera libre de oxígeno, el diamante se convierte en grafito; en aire la transformación empieza aproximadamente a 700 °C.​ Los diamantes existentes en la naturaleza tienen una densidad que va desde 3,15–3,53 g/cm³, con diamantes muy puros generalmente extremadamente cerca a 3,52 g/cm³.​

Las condiciones para que suceda la formación de diamante en el manto de la litosfera ocurren a profundidad considerable, correspondiendo a los requerimientos antes mencionados de temperatura y presión. Estas profundidades están estimadas entre 140 y 190 km,​​ La tasa a la que la cambia la temperatura con el incremento de profundidad en la Tierra varía grandemente en diferentes partes de la Tierra. En particular, bajo las placas oceánicas, la temperatura sube más rápidamente con la profundidad, más allá del rango requerido para la formación del diamante a la profundidad requerida.​ La combinación correcta de temperatura y presión solo se encuentra en las partes gruesas, viejas y estables de las placas continentales, donde existen regiones de litosfera conocidas como cratones. Una larga estancia en la litosfera cratónica permite a los cristales de diamante crecer más grandes aún.​ A través de estudios de composición isotópica de carbono (similar a la metodología usada en datación por radiocarbono, excepto con los isótopos estables C-12 y C-13), se ha encontrado que el carbono de los diamantes proviene de fuentes tanto orgánicas como inorgánicas. Algunos diamantes, conocidos como harzburtigícos, son formados de carbono inorgánico encontrado originalmente en lo profundo del manto terrestre. En contraste, los diamantes eclogíticos contienen carbono orgánico de detritus orgánico que ha sido arrastrado hacia abajo desde la superficie de la corteza terrestre a través de subducción (ver tectónica de placas) antes de transformarse en diamante.​ Estas dos fuentes diferentes de carbono tienen diferentes razones C:C mensurables. Los diamantes que han llegado a la superficie de la Tierra son generalmente bastante viejos, yendo desde mil millones a 3,3 mil millones de años. Esto es del 22% a 73% de la edad de la Tierra. Los diamantes ocurren más frecuentemente como octaedros eudrales o redondeados y octaedros gemelados denominados maclas. Como la estructura del cristal de diamante tiene una disposición cúbica de los átomos, tienen muchas facetas que pertenecen a un cubo, octaedro, rombicosidodecaedro, tetraquishexaedro o hexaquisoctaedro. Los cristales pueden redondearse y las aristas inexpresivas pueden elongarse. Algunas veces se les encuentra crecidos juntos o formando cristales dobles "gemelados" en las superficies del octaedro. Estas formas diferentes y hábitos de los diamantes resultan de las diferentes circunstancias externas. Los diamantes (especialmente aquellas con las caras del cristal redondeadas) se encuentran comúnmente recubiertos en nyf, una piel opaca gomosa.​

La estructura cristalina más común del diamante se llama diamante cúbico. Está formado por celdas unitarias (consulte la figura) apiladas. Aunque hay 18 átomos en la figura, cada átomo de esquina es compartido por ocho celdas unitarias y cada átomo en el centro de una cara es compartido por dos, por lo que hay un total de ocho átomos por celda unitaria. Cada lado de la celda unitaria mide 3,57 angstroms de longitud. Una celosía cúbica de diamante se puede considerar como dos celosías cúbicas interpenetradas centradas en la cara con una desplazada 1/4 de la diagonal a lo largo de una celda cúbica, o como una celosía con dos átomos asociados con cada punto de la celosía. Visto desde una dirección cristalográfica <1 1 1>, está formado por capas apiladas en un patrón repetido ABCABC ... Los diamantes también pueden formar una estructura ABAB ..., que se conoce como diamante hexagonal o lonsdaleita, pero esto es mucho menos común y se forma en condiciones diferentes a las del carbono cúbico.

El uso más popular del diamante es la joyería. Sin embargo, también se aprovecha en varias industrias como conductor de calor, en la fabricación de automóviles, para tallar y pulir roca y otros materiales resistentes, e incluso en la construcción y reparación de carreteras y otras infraestructuras.

Se pensaba que el diamante representaba el sol en el Antiguo Egipto, mientras que los hindúes en la Antigua India creían que podían atraer rayos. Los antiguos griegos y romanos pensaban que los diamantes eran lágrimas de los dioses. Los diamantes también simbolizan la fidelidad y el compromiso entre dos personas en una relación, por lo que, en algunas culturas, un anillo de diamantes es un símbolo de compromiso o intención de casarse.

Los diamantes están lejos de estar distribuidos uniformemente en la Tierra. Una regla empírica conocida como la regla de Clifford establece que casi siempre se encuentran en kimberlitas en la parte más antigua de los cratones, los núcleos estables de continentes con edades típicas de 2.500 millones de años o más. Sin embargo, existen excepciones. La mina de diamantes Argyle en Australia, el mayor productor de diamantes por peso del mundo, está ubicada en un cinturón móvil, también conocido como cinturón orogénico, una zona más débil que rodea el cratón central que ha sufrido tectónica de compresión. En lugar de kimberlita, la roca huésped es lamproita. Lamproites con diamantes que no son económicamente viables también se encuentran en los Estados Unidos, India y Australia. Además, los diamantes en el cinturón Wawa de la provincia Superior en Canadá y los microdiamantes en el arco insular de Japón se encuentran en un tipo de roca llamada lamprophyre. Las kimberlitas se pueden encontrar en diques y umbrales estrechos (de 1 a 4 metros) y en tuberías con diámetros que van desde aproximadamente 75 ma 1,5 km. La roca fresca es de color verde azulado oscuro a gris verdoso, pero después de la exposición rápidamente se vuelve marrón y se desmorona. Es una roca híbrida con una mezcla caótica de pequeños minerales y fragmentos de roca (clastos) hasta del tamaño de sandías. Son una mezcla de xenocrysts y xenoliths (minerales y rocas transportados desde la corteza inferior y el manto), pedazos de roca superficial, minerales alterados como la serpentina y nuevos minerales que cristalizaron durante la erupción. La textura varía con la profundidad. La composición forma un continuo con las carbonatitas, pero estas últimas tienen demasiado oxígeno para que el carbono exista en forma pura. En cambio, está encerrado en el mineral calcita (CaCO3). Las tres rocas que contienen diamantes (kimberlita, lamproita y lamprofira) carecen de ciertos minerales (melilita y kalsilita) que son incompatibles con la formación de diamantes. En la kimberlita, la olivina es grande y conspicua, mientras que la lamproita tiene Ti-flogopita y la lamprofira tiene biotita y anfíbol. Todos se derivan de tipos de magma que erupcionan rápidamente a partir de pequeñas cantidades de fundido, son ricos en volátiles y óxido de magnesio, y son menos oxidantes que los fundidos de manto más comunes como el basalto. Estas características permiten que las masas fundidas lleven diamantes a la superficie antes de que se disuelvan.

Los diamantes son extremadamente raros, con concentraciones de al menos partes por mil millones en la roca madre. Antes del siglo XX, la mayoría de los diamantes se encontraban en depósitos aluviales. Los diamantes sueltos también se encuentran a lo largo de las costas antiguas y existentes, donde tienden a acumularse debido a su tamaño y densidad. En raras ocasiones, se han encontrado en labranza glacial (especialmente en Wisconsin e Indiana), pero estos depósitos no son de calidad comercial. Estos tipos de depósitos se derivaron de intrusiones ígneas localizadas a través de la meteorización y el transporte por el viento o el agua. La mayoría de los diamantes provienen del manto de la Tierra, y la mayor parte de esta sección trata sobre esos diamantes. Sin embargo, existen otras fuentes. Algunos bloques de la corteza, o terrenos, se han enterrado lo suficientemente profundo a medida que la corteza se espesaba, por lo que experimentaron un metamorfismo de presión ultra alta. Estos tienen microdiamantes distribuidos uniformemente que no muestran signos de transporte por magma. Además, cuando los meteoritos golpean el suelo, la onda de choque puede producir temperaturas y presiones suficientemente altas para que se formen microdiamantes y nanodiamantes. Los microdiamantes de tipo impacto se pueden utilizar como indicador de antiguos cráteres de impacto. El cráter Popigai en Rusia puede tener el depósito de diamantes más grande del mundo, estimado en billones de quilates y formado por el impacto de un asteroide. Un error común es que los diamantes se forman a partir de carbón altamente comprimido. El carbón se forma a partir de plantas prehistóricas enterradas, y la mayoría de los diamantes datados son mucho más antiguos que las primeras plantas terrestres. Es posible que los diamantes se puedan formar a partir del carbón en las zonas de subducción, pero los diamantes formados de esta manera son raros y la fuente de carbono es más probable que sean rocas carbonatadas y carbono orgánico en los sedimentos, en lugar de carbón.

El diamante es la piedra preciosa más fuerte del mundo por lo que muchos creen que aporta fortaleza, coraje y valentía a quien la usa. Se dice que por estar estrechamente vinculada al chakra de la corona sirve para equilibrar los hemisferios del cerebro. Se considera un unificador y un símbolo de amor incondicional.