Naukowcy twierdzą, że te tajemnicze diamenty pochodzą z kosmosu

Profesor Andy Tomkins (z lewej) z Uniwersytetu Monash z naukowcem z RMIT, Alanem Salkiem i próbką meteorytu urilitu. Źródło: Uniwersytet RMIT

Egzotyczne diamenty ze starożytnej planety karłowatej w naszym Układzie Słonecznym mogły powstać wkrótce po tym, jak planeta karłowata zderzyła się z dużą asteroidą około 4,5 miliarda lat temu.

Zespół naukowców twierdzi, że potwierdził obecność lonsdaleitu, rzadkiej heksagonalnej formy diamentu, w urelitowych meteorytach z płaszcza. Planeta krasnoludków.

Lonsdaleite nosi imię słynnej brytyjskiej krystalolog, Dame Kathleen Lonsdale, która była pierwszą kobietą, która została wybrana na członka Towarzystwa Królewskiego.

Zespół badawczy – z naukowcami z Uniwersytet MonashA RMIT . UniwersytetA CSIROaustralijski synchrotron oraz Uniwersytet w Plymouth – Znalazłem dowody na powstawanie lonsdaleitu w meteorytach urelitowych. Swoje odkrycia opublikowali 12 września br Materiały Narodowej Akademii Nauk (PNAS). Badania prowadził geolog profesor Andy Tomkins z Uniwersytetu Monash.

Zespół przewidział, że heksagonalna struktura atomów Lonsdalitu sprawia, że ​​jest to trudniejsze niż zwykły diament, który ma strukturę sześcienną, powiedział profesor RMIT Dougal McCulloch, jeden z zaangażowanych starszych naukowców.

„Badanie to jednoznacznie udowadnia, że ​​Lonsdalite istnieje w naturze” – powiedział McCulloch, dyrektor Zakładu Mikroskopii i Mikroanalizy w RMIT.

„Odkryliśmy również największe znane do tej pory kryształy lonsdalitu, które mają wielkość do mikrona – znacznie cieńsze niż ludzki włos”.

Zdaniem zespołu badawczego niezwykła struktura lonsdaleitu może pomóc w opracowaniu nowych technik wytwarzania supertwardych materiałów w zastosowaniach górniczych.

Jakie jest pochodzenie tych tajemniczych diamentów?

McCulloch i jego zespół z Massachusetts Institute of Technology, dr Alan Salk i dr Matthew Field, wykorzystali zaawansowane techniki mikroskopii elektronowej do uchwycenia stałych, nienaruszonych kawałków meteorytów, aby stworzyć szybkie migawki tego, jak powstają zwykłe diamenty i diamenty.

„Istnieją mocne dowody na to, że istnieje nowo odkryty proces formowania się nesadalitów i zwykłego diamentu, który jest podobny do procesu chemicznego osadzania pary w stanie nadkrytycznym, który miał miejsce w tych skałach kosmicznych, prawdopodobnie na planecie karłowatej wkrótce po katastrofalnej kolizji” McCulloch powiedział.

„Chemiczne osadzanie z fazy gazowej to jeden ze sposobów, w jaki ludzie wytwarzają diamenty w laboratorium, głównie poprzez hodowanie ich w specjalistycznym pomieszczeniu”.

Profesor Dougal McCulloch (po lewej) i doktorant Alan Salk z RMIT wraz z profesorem Andym Tomkinsem z Monash University (po prawej) w Zakładzie Mikroskopii i Mikroanalizy RMIT. Źródło: Uniwersytet RMIT

Tomkins powiedział, że grupa zasugerowała, że ​​lonsdaleit w meteorytach powstał z płynu nadkrytycznego w wysokich temperaturach i umiarkowanym ciśnieniu, prawie doskonale zachowując kształt i teksturę wcześniej istniejącego grafitu.

„Później Lonsdalite został częściowo zastąpiony diamentem z chłodniejszym środowiskiem i niższym ciśnieniem” – powiedział Tomkins, przyszły pracownik ARC w Szkole Ziemi, Atmosfery i Środowiska na Uniwersytecie Monash.

W ten sposób natura zapewniła nam proces, który można powtórzyć w przemyśle. Uważamy, że lonsdaleit może być użyty do produkcji bardzo sztywnych części maszyn, jeśli uda nam się opracować proces przemysłowy, który promuje zastąpienie wstępnie uformowanych części grafitowych lonsdaleitem. „

Tomkins powiedział, że odkrycia pomogły rozwiązać odwieczną zagadkę dotyczącą składu faz węglowych w urelicie.

Siła współpracy

Dr Nick Wilson z CSIRO powiedział, że współpraca technologii i doświadczeń różnych zaangażowanych instytucji pozwoliła zespołowi z pełnym przekonaniem potwierdzić lonsdaleit.

W CSIRO zastosowano mikroanalizator z sondą elektronową do szybkiego mapowania względnego rozmieszczenia grafitu, diamentu i Lonsdalitu w próbkach.

„Indywidualnie, każda z tych technik daje nam dobre wyobrażenie o tym, czym jest ta substancja, ale jeśli weźmiemy je razem – to naprawdę złoty standard” – powiedział.

Odniesienie: „Sekwencjonowanie Lonsdaleite formacji diamentów w meteorytach Ureilite via Na miejscu Osadzanie płynów chemicznych/oparów” Andrew J. Tomkins, Nicholas C. Wilson, Colin McRae, Alan Salk, Matthew R. Field, Helen E. Brand, Andrew D. Langendam, Natasha R. Stephen, Aaron Turbie, Zanett Pinter i Lauren A. Jennings i Dougal G. McCulloch, 12 września 2022, dostępne tutaj. Materiały Narodowej Akademii Nauk.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119