Exotické diamanty zo starovekej trpasličej planéty v našej slnečnej sústave mohli vzniknúť krátko po zrážke trpasličej planéty s veľkým asteroidom asi pred 4,5 miliardami rokov.

Tím vedcov tvrdí, že potvrdili prítomnosť lonsdaleitu, vzácnej hexagonálnej formy diamantu, v urelitových meteoritoch z plášťa. trpasličej planéty.

Lonsdaleite je pomenovaný po slávnej britskej kryštalologičke Dame Kathleen Lonsdale, ktorá bola prvou ženou zvolenou za členku Kráľovskej spoločnosti.

Výskumný tím – s vedcami z Monash UniversityA Univerzita RMITA CSIROaustrálsky synchrotrón a University of Plymouth – Našiel som dôkazy o tom, ako lonsdaleit vznikol v urelitových meteoritoch. Svoje zistenia zverejnili 12. septembra Zborník Národnej akadémie vied (PNAS). Štúdiu viedol geológ profesor Andy Tomkins z Monash University.

Tím predpovedal, že šesťuholníková štruktúra atómov Lonsdalitu to sťažuje ako bežný diamant, ktorý má kubickú štruktúru, povedal profesor RMIT Dougal McCulloch, jeden z vedúcich výskumníkov.

„Táto štúdia presvedčivo dokazuje, že Lonsdalite existuje v prírode,“ povedal McCulloch, riaditeľ zariadenia pre mikroskopiu a mikroanalýzu v RMIT.

„Objavili sme aj najväčšie doteraz známe kryštály lonsdalitu, ktoré majú veľkosť až do mikrónu – oveľa tenšie ako ľudský vlas.“

Podľa výskumného tímu by nezvyčajná štruktúra lonsdaleitu mohla pomôcť pri informovaní o nových výrobných technikách pre supertvrdé materiály v banských aplikáciách.

Aký je pôvod týchto záhadných diamantov?

McCulloch a jeho tím z Massachusettského technologického inštitútu, Ph.D.s. Alan Salk a Dr. Matthew Field, použili pokročilé techniky elektrónovej mikroskopie na zachytenie pevných, neporušených plátkov meteoritov, aby vytvorili rýchle snímky toho, ako sa vytvorili obyčajné diamanty a diamanty.

„Existujú silné dôkazy, že existuje novoobjavený proces tvorby nesadalitov a obyčajného diamantu, ktorý je podobný procesu superkritickej chemickej depozície pár, ku ktorému došlo v týchto vesmírnych horninách, možno na trpasličej planéte krátko po katastrofickej zrážke,“ McCulloch. povedal.

„Chemické naparovanie je jedným zo spôsobov, ako ľudia vyrábajú diamanty v laboratóriu, predovšetkým ich pestovaním v špecializovanej miestnosti.“

Profesor Dougal McCulloch (vľavo) a PhD výskumník Alan Salk z RMIT s profesorom Andym Tomkinsom z Monash University (vpravo) v zariadení RMIT pre mikroskopiu a mikroanalýzu. Kredit: Univerzita RMIT

Tomkins uviedol, že skupina navrhla, že lonsdaleit v meteoritoch vznikol zo superkritickej tekutiny pri vysokých teplotách a miernom tlaku, pričom takmer dokonale zachoval tvar a štruktúru už existujúceho grafitu.

„Neskôr bol Lonsdalite čiastočne nahradený diamantom s chladnejším prostredím a nižším tlakom,“ povedal Tomkins, budúci kolega z ARC v Škole Zeme, atmosféry a životného prostredia na Monash University.

A tak nám príroda poskytla proces, ktorý môžeme vyskúšať a zopakovať v priemysle. Veríme, že lonsdaleit môže byť použitý na výrobu extra pevných častí strojov, ak dokážeme vyvinúť priemyselný proces, ktorý podporuje nahradenie predtvarovaných grafitových častí lonsdaleitom. „

Tomkins uviedol, že zistenia štúdie pomohli vyriešiť dlhotrvajúcu hádanku týkajúcu sa zloženia uhlíkových fáz v urelite.

Sila spolupráce

Dr Nick Wilson z CSIRO povedal, že spolupráca technológie a skúseností z rôznych zainteresovaných inštitúcií umožnila tímu s istotou potvrdiť lonsdaleite.

V CSIRO sa použil mikroanalyzátor elektrónovej sondy na rýchle zmapovanie relatívnej distribúcie grafitu, diamantu a Lonsdalitu vo vzorkách.

„Osobne nám každá z týchto techník dáva dobrú predstavu o tom, čo táto látka je, ale ak sa to vezme dohromady – je to naozaj zlatý štandard,“ povedal.

Odkaz: „Lonsdaleitové sekvenovanie tvorby diamantov v ureilitových meteoritoch cez Na mieste Chemické ukladanie tekutín/výparov“ od Andrewa J. Tomkinsa, Nicholasa C. Wilsona, Colina McRae, Alana Salka, Matthewa R. Fielda, Helen E. Branda, Andrewa D. Langendama, Natasha R. Stephena, Aarona Turbieho, Zanetta Pintera a Lauren A. Jennings a Dougal G. McCulloch, 12. september 2022, k dispozícii tu. Zborník Národnej akadémie vied.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119