Oamenii de știință spun că aceste diamante misterioase au venit din spațiul cosmic

Profesorul Andy Tomkins (stânga) de la Universitatea Monash cu cercetătorul doctor al RMIT Alan Salk și o probă de meteorit urilit. Credit: Universitatea RMIT

Este posibil ca diamantele exotice de pe o veche planetă pitică din sistemul nostru solar să se fi format la scurt timp după ce planeta pitică s-a ciocnit cu un asteroid mare în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani.

O echipă de oameni de știință spun că a confirmat prezența lonsdaleitei, o formă rară de diamant hexagonală, în meteoriții de urelit din manta. planeta pitica.

Lonsdaleite poartă numele celebrului cristalolog britanic Dame Kathleen Lonsdale, care a fost prima femeie care a fost aleasă ca membru al Societății Regale.

Echipa de cercetare – cu oameni de știință din Universitatea MonashSi RMIT .UniversitateSi CSIROsincrotronul australian și Universitatea din Plymouth – Am găsit dovezi ale modului în care s-a format lonsdaleitul în meteoriții de urelit. Ei și-au publicat concluziile pe 12 septembrie în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Studiul a fost condus de profesorul geolog Andy Tomkins de la Universitatea Monash.

Echipa a prezis că structura hexagonală a atomilor de Lonsdalite o face mai dificilă decât diamantul obișnuit, care are o structură cubică, a spus profesorul RMIT Dougal McCulloch, unul dintre cercetătorii seniori implicați.

„Acest studiu demonstrează în mod concludent că Lonsdalite există în natură”, a spus McCulloch, directorul Microscopy and Microanalysis Facility de la RMIT.

„Am descoperit, de asemenea, cele mai mari cristale de lonsdalit cunoscute până în prezent, care au o dimensiune de până la un micron – mult mai subțire decât un păr uman”.

Potrivit echipei de cercetare, structura neobișnuită a lonsdaleitei ar putea ajuta la informarea noilor tehnici de fabricare a materialelor superdure în aplicațiile miniere.

Care este originea acestor diamante misterioase?

McCulloch și echipa sa de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, Ph.D.s. Alan Salk și Dr. Matthew Field, au folosit tehnici avansate de microscopie electronică pentru a captura bucăți solide, intacte de meteoriți, pentru a crea instantanee rapide ale modului în care s-au format diamantele și diamantele obișnuite.

„Există dovezi puternice că există un proces nou descoperit de formare a nesadaliților și a diamantului obișnuit, care este similar cu procesul de depunere a vaporilor chimici supercritici care a avut loc în aceste roci spațiale, posibil pe planeta pitică la scurt timp după o coliziune catastrofală”, McCulloch. spus.

„Depunerea chimică de vapori este o modalitate prin care oamenii fac diamante într-un laborator, în primul rând prin creșterea lor într-o cameră specializată”.

Profesorul Dougal McCulloch (stânga) și cercetătorul doctorat Alan Salk de la RMIT cu profesorul Andy Tomkins de la Universitatea Monash (dreapta) la RMIT’s Microscopy and Microanalysis Facility. Credit: Universitatea RMIT

Tomkins a spus că grupul a sugerat că lonsdaleitul din meteoriți s-a format dintr-un fluid supercritic la temperaturi ridicate și presiuni moderate, păstrând aproape perfect forma și textura grafitului preexistent.

„Mai târziu, Lonsdalite a fost înlocuit parțial cu diamant, cu un mediu mai rece și o presiune mai scăzută”, a declarat Tomkins, viitor bursier la ARC în cadrul Școlii Pământului, Atmosferei și Mediului de la Universitatea Monash.

Și astfel natura ne-a oferit un proces de încercat și de replicat în industrie. Credem că lonsdaleitul poate fi folosit pentru a face piese de mașini extra-rigide dacă putem dezvolta un proces industrial care să promoveze înlocuirea pieselor preformate din grafit cu lonsdaleit. „

Tomkins a spus că descoperirile studiului au ajutat la rezolvarea unui puzzle de lungă durată privind compoziția fazelor de carbon din urelit.

Puterea cooperării

Dr. Nick Wilson de la CSIRO a spus că colaborarea tehnologiei și experienței diverselor instituții implicate a permis echipei să confirme cu încredere lonsdaleitul.

La CSIRO, un microanalizator cu sondă de electroni a fost folosit pentru a mapa rapid distribuția relativă a grafitului, diamantului și Lonsdalitei din probe.

„Individual, fiecare dintre aceste tehnici ne oferă o idee bună despre ce este această substanță, dar dacă sunt luate împreună – acesta este cu adevărat standardul de aur”, a spus el.

Referință: „Secvențierea lonsdaleite a formării diamantelor în meteoriți ureilit via La fata locului Chemical Fluid/Vapor Deposition” de Andrew J. Tomkins, Nicholas C. Wilson, Colin McRae, Alan Salk, Matthew R. Field, Helen E. Brand, Andrew D. Langendam, Natasha R. Stephen, Aaron Turbie, Zanet Pinter, Lauren A. Jennings și Dougal G. McCulloch, 12 septembrie 2022, disponibil aici. Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119