ダイヤモンドの奇跡 – 天然ダイヤモンドの生成

カラーダイヤモンドの生成

非常にまれですが、ダイヤモンドに炭素以外の微量の異種原子が含まれると、ダイヤモンドに色の変化が生じます。カラーダイヤモンドの生成についてはこちらをご覧ください。

知っていましたか？

レッドダイヤモンドは、カラーダイヤモンドの中でも最も希少なダイヤモンドです。

1

1. 地球深部での生成

天然ダイヤモンドは、地球の奥深くで高温高圧にさらされて誕生しました。

地下120キロを超える深さ、900〜1300°Cにも達する強烈な熱と45キロバールを上回る圧力、そして数百万年から数十億年という悠久の時の流れ。人間の想像をはるかに超えて、この奇跡は起こります。炭素が結晶化し、ダイヤモンドが生成されるのです。

この驚くべき旅を続けるためには、ダイヤモンドは地表への航海に乗り出し、その生成を促した強烈な熱と圧力から解放される必要があります。

そして、その瞬間が訪れます。地球深部でマントルの一部が溶けてマグマに流れ込み、それが急激に地表に噴出して、ダイヤモンドを地下深部から地表付近まで運ぶのです。冷えたマグマは固まってキンバーライトと呼ばれる岩石を形成します。キンバーライトが垂直に蓄積した構造はキンバーライトパイプと呼ばれ、ほぼ全ての天然ダイヤモンドは、このキンバーライトパイプから産出されています。しかし、全世界で発見されたキンバーライトパイプのうち、ダイヤモンドを含むものは15パーセント、採掘の採算性を有するものは1パーセントしかありません。ダイヤモンドがいかに希少であるかがお分かりいただけるでしょう。

知っていましたか？

「キンバーライト」という名前は、キンバーライト岩石から初めてダイヤモンドが見つかった南アフリカの町キンバリーに由来します。

2

地殻運動による生成

カザフスタン、中国、ノルウェーの超高圧変成岩からは、極めて小さなダイヤモンドが発見されています。これらのダイヤモンドは、地殻変動により地表に運ばれたものと考えられています。

また、サブダクション（沈み込み）と呼ばれる別の地質構造プロセスでは、二つのプレートのうち一つが他のプレートの下に潜り込み、重力のためにマントル内に沈みます。このプロセス中に、有機炭素がマントルに戻され、ダイヤモンドに結晶化する場合があります。

3

隕石の衝突による生成

地球はその誕生以来、幾度となく隕石の衝突に見舞われてきました。巨大な隕石が地球に衝突すると、ダイヤモンドの生成に最適な高温高圧の極限環境が作られます。シベリアのポピガイ クレーター など、巨大隕石の衝突によってできたクレーター周辺で見つかったダイヤモンドは、サイズが小さく低品質です。

4

宇宙の隕石による生成

ナノダイヤモンドは、直径が数ナノメートル（1ナノメートルは10億分の1メートル）のダイヤモンドです。 新たに形成された星の周りや一部の隕石の中から、多数のナノダイヤモンドが検出されています。ナノダイヤモンドは小さすぎて使用できませんが、私たちの銀河の構造と形成を探るうえで貴重な情報源です。

合成ダイヤモンド

ダイヤモンドが、すべて自然に生成されるとは限りません。研究室で成長したダイヤモンド、すなわち「合成ダイヤモンド」は、「人工ダイヤモンド」または「ラボグロウン ダイヤモンド」とも呼ばれ、天然ダイヤモンドと同じ化学組成と基本結晶構造を持つ人工材料から作られます。

合成ダイヤモンドは、主に高温高圧法（HPHT）と化学蒸着法（CVD）の2つの方法で製造されます。

HPHTでは、天然ダイヤモンドの生成を模倣します。高圧高温の環境を作り出し、そこに小さな天然ダイヤモンドの種結晶を置きます。すると、種結晶の上に溶解した炭素からダイヤモンドが生成されます。

CVDはより一般的な方法で、やはりダイヤモンドの種結晶からダイヤモンドを生成します。密閉されたチャンバー内で、約3000℃の温度に加熱された混合ガスに種結晶をさらすと、ガスはプラズマを形成し、炭素原子がダイヤモンドの種結晶に付着します。これが結晶化して、大きなダイヤモンドを生成するのです。

合成ダイヤモンドは、短期間で製造されます。1カラットの合成ダイヤモンドは、わずか3〜5日で作り出されます。合成ダイヤモンドは大量生産されるため、天然ダイヤモンドが持つような特別感はありません。また、さらに技術が向上し、合成ダイヤモンドの流通量が増えると、その価値は下がることが予想されます。