Diamante

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Introduzione

Diamante Forma cristallina del carbonio, usata sia come pietra preziosa in gioielleria sia per varie applicazioni industriali. Si presenta in forme diverse: oltre al diamante propriamente detto, una gemma cristallina, si distinguono il bort, un tipo di diamante cristallizzato in modo imperfetto, estremamente duro e di colore scuro; il ballas, una massa compatta e sferica di minuti cristalli di diamante; e il carbonado, talvolta chiamato diamante nero, una forma opaca grigiastra o nera priva di sfaldature. Carbonado, ballas e bort sono impiegati per il taglio e la levigatura della pietra, per le corone di taglio delle aste di perforazione petrolifera e nella fabbricazione di utensili particolari.

Il nome 'diamante' deriva dal greco adámas ('invincibile, indomabile'), che era probabilmente applicata dai greci a ogni pietra dura, ad esempio il corindone. Il primo riferimento inequivocabile al diamante di trova nella letteratura latina del I secolo d.C. I diamanti conosciuti dai romani provenivano senza dubbio dall'India che, fino al XVIII secolo, era il solo paese esportatore di queste pietre. Giacimenti diamantiferi furono scoperti in seguito anche in Brasile e in Sudafrica (che oggi ne è il principale esportatore).

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Proprietà

Al diamante, la più dura tra le sostanze conosciute, viene attribuito il valore 10 nella scala di durezza di Mohs. Poiché la durezza non è una qualità costante, ma varia a seconda della direzione cristallografica, tale valore non può essere considerato preciso, ma solo un'indicazione delle caratteristiche di resistenza alla scalfittura.

Il diamante cristallizza nel sistema cubico; le forme più frequenti sono ottaedri e rombododecaedri, anche se non sono rari cristalli arrotondati, distorti o geminati. La densità varia da 3,15 a 3,53, e nei cristalli più puri è quasi sempre 3,52.

I diamanti esibiscono un'ampia variabilità di trasparenza e colore, causata dalla presenza di tracce di diversi elementi; tutte le pietre di interesse gemmologico sono trasparenti e in particolare quelle incolori, dette diamanti bianchi, sono estremamente preziose. I diamanti bruni non sono particolarmente rari, a differenza di quelli verdi, blu e rossi; questi ultimi sono i più rari in assoluto.

Due importanti caratteristiche del diamante sono la lucentezza e il fuoco, determinati da proprietà fisiche come l'indice di rifrazione e la dispersione, più alte per il diamante che per qualunque altra pietra naturale trasparente e incolore. I diamanti non tagliati hanno lucentezza grassa e non sono brillanti, ma le stesse pietre, una volta tagliate, presentano una caratteristica ed elevata lucentezza, tecnicamente detta adamantina.

L'effetto dell'alta dispersione è quello di separare le componenti colorate della luce bianca, in modo tale da fare scintillare la pietra. Alcuni diamanti mostrano fluorescenza, e quando vengono esposti alla radiazione luminosa, proveniente dal Sole o da altre sorgenti di luce ultravioletta, emettono una luce, di solito di colore blu, ma che in alcune pietre può essere gialla, bianca o rossa.

Altre caratteristiche del diamante, pur non aggiungendo nulla all'aspetto, sono spesso utili per identificare la pietra, per verificarne l'autenticità e per distinguere i veri diamanti dalle imitazioni. Essendo eccellenti conduttori di calore, ma non di elettricità, i diamanti risultano freddi al tatto e si caricano positivamente quando vengono strofinati. La capacità di conduzione del calore renderebbe questa sostanza ideale per la produzione di pellicole superficiali per i chip dei calcolatori, nei quali il calore deve essere dissipato molto rapidamente; drogando il diamante, in modo da renderlo semiconduttore, queste pellicole potrebbero essere mantenute a uno spessore minimo.

A differenza delle imitazioni, i diamanti sono trasparenti ai raggi X e particolarmente resistenti all'attacco degli acidi e degli alcali. I cristalli trasparenti, riscaldati in presenza di ossigeno, bruciano alla temperatura di circa 800 °C, liberando anidride carbonica.

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Formazione

L'esatto meccanismo di formazione dei diamanti è ancora materia di dibattito fra i geologi, ma certamente sono necessarie condizioni estreme di temperatura e pressione perché il carbonio possa cristallizzare in questa forma. Si ritiene che i diamanti si siano prodotti nell'ambito di rocce fuse, a 150-200 km di profondità e in presenza di pressioni prossime a 50.000 atm: nelle zone profonde della crosta terrestre il materiale da cui si formano i diamanti fu probabilmente spinto verso l'alto, provocando la formazione di condotti kimberlitici, a forma di imbuto, caratteristici di molti giacimenti diamantiferi.

La roccia genitrice è forse la peridotite, ma molti diamanti vengono recuperati da depositi alluvionali a notevole distanza dalla loro zona di origine. In alcuni casi le pietre si trovano in arenarie, conglomerati, o altre rocce sedimentarie.

Piccoli diamanti opachi, detti diamanti esagonali, sono stati trovati in alcuni tipi di meteoriti; si sono probabilmente formati direttamente dalla grafite presente nelle meteoriti al momento dell'impatto sulla Terra, quando, per alcuni milionesimi di secondo, la pressione raggiunse valori estremamente elevati, fino a circa 1000 t per cm². Queste pietre presentano proprietà fisiche identiche a quelle dei diamanti del sistema cubico, pur avendo struttura cristallina alquanto diversa.

Secondo recenti indagini effettuate su un campione rappresentativo di tutti i giacimenti conosciuti di diamanti, sarebbero soltanto tre le generazioni dei diamanti terrestri, vale a dire, soltanto in tre periodi della storia geologica della Terra si sarebbero venute a creare le condizioni adatte alla formazione dei diamanti: la prima e più antica generazione risalirebbe a circa 3,3 miliardi di anni fa, la seconda a 2,9 miliardi di anni fa e la terza, e ultima, a 1,2 miliardi di anni fa; a quanto si sa ora, non sarebbero seguiti altri cicli di generazione diamantifera.

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Distribuzione

Un 'ciottolo' raccolto da un bambino sulle sponde del fiume Orange, in Sudafrica, nel 1866, in seguito identificato come un diamante di 21 carati, fu il primo passo verso l'apertura dei campi diamantiferi in quella regione. La corsa per la ricerca dei diamanti nei depositi alluvionali dei fiumi Orange e Vaal ebbe il suo picco nel 1870 e 1871, in seguito alla scoperta dei cosiddetti 'scavi gialli' (appezzamenti quasi circolari di argilla gialla, che ospitavano grossi diamanti) in prossimità dell'attuale Kimberley.

Al di sotto dell'argilla, spesso chiamata 'terreno giallo', si trovava una roccia dura e bluastra assai produttiva, nominata 'terreno blu' e identificata scientificamente come kimberlite; si tratta di una forma di peridotite, che costituiva il materiale da cui, per alterazione, si formava il terreno giallo. Un ulteriore scavo mostrò che le aree circolari di terreno giallo e blu costituivano la sommità di condotti kimberlitici a imbuto, ritenuti di origine vulcanica, che proseguivano verso il basso per una profondità imprecisata. Condotti di questo tipo, non tutti contenenti diamanti, sono stati trovati in varie località sudafricane.

Giacimenti di diamanti, per la maggior parte alluvionali, sono stati scoperti in altre parti del continente africano: Tanzania, Repubblica democratica del Congo, Ghana e Sierra Leone, e anche in Australia, sui monti Urali, in Siberia, in Venezuela e nella Guyana.

La produzione attuale dell'India si limita a piccole quantità estratte da letti di conglomerati e da condotti kimberlitici.

In Brasile i diamanti si trovano in località molto disparate, come nei pressi della città di Diamantina, nel Minas Gerais, a Bahía e nel Brasile centromeridionale. L'industria estrattiva brasiliana riguarda soprattutto l'estrazione di ballas e carbonado.