Il professor Andy Tomkins (a sinistra) della Monash University con lo scienziato del PhD RMIT Alan Salk e un campione di meteorite di urilite. Credito: Università RMIT
I diamanti esotici provenienti da un antico pianeta nano nel nostro sistema solare potrebbero essersi formati poco dopo che il pianeta nano si è scontrato con un grande asteroide circa 4,5 miliardi di anni fa.
Un team di scienziati afferma di aver confermato la presenza di lonsdaleite, una rara forma esagonale di diamante, nelle meteoriti di urelite del mantello. pianeta nano.
Lonsdaleite prende il nome dalla famosa cristallologa britannica Dame Kathleen Lonsdale, che fu la prima donna ad essere eletta membro della Royal Society.
Gruppo di ricerca – con scienziati di Università di MonashE il RMIT UniversitàE il CSIROil sincrotrone australiano e Università di Plymouth – Ho trovato prove di come si sia formata la lonsdaleite nei meteoriti di urelite. Hanno pubblicato i loro risultati il 12 settembre a Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS). Lo studio è stato condotto dal geologo Professor Andy Tomkins della Monash University.
La Lonsdaleite, nota anche come diamante esagonale in riferimento alla struttura cristallina, è un allotropo di carbonio con un reticolo esagonale, al contrario del reticolo cubico del diamante tradizionale. Prende il nome in onore di Kathleen Lonsdale, una cristallologa.
Il team ha previsto che la struttura esagonale degli atomi di Lonsdalite lo rende più difficile del diamante normale, che ha una struttura cubica, ha affermato il professore del RMIT Dougal McCulloch, uno dei ricercatori senior coinvolti.
“Questo studio dimostra in modo definitivo che la Lonsdalite esiste in natura”, ha affermato McCulloch, direttore della Microscopy and Microanalysis Facility presso RMIT.
“Abbiamo anche scoperto i più grandi cristalli di lonsdalite conosciuti fino ad oggi, che hanno una dimensione fino a un micron, molto più sottili di un capello umano”.
Secondo il team di ricerca, la struttura insolita della lonsdaleite potrebbe aiutare a sviluppare nuove tecniche di fabbricazione per materiali superduri nelle applicazioni minerarie.
Qual è l’origine di questi misteriosi diamanti?
McCulloch e il suo team del Massachusetts Institute of Technology, i dottorandi Alan Salk e il dottor Matthew Field, hanno utilizzato tecniche avanzate di microscopia elettronica per catturare fette solide e intatte di meteoriti per creare istantanee veloci di come si sono formati diamanti e diamanti ordinari.
“Ci sono forti prove che esiste un processo di formazione di nesadalite e diamante ordinario, scoperto di recente, che è simile al processo di deposizione di vapore chimico supercritico che si è verificato in queste rocce spaziali, forse sul pianeta nano poco dopo una collisione catastrofica”, McCulloch disse.
“La deposizione chimica da vapore è un modo in cui le persone producono diamanti in un laboratorio, principalmente coltivandoli in una stanza specializzata”.
Il professor Dougal McCulloch (a sinistra) e il ricercatore PhD Alan Salk di RMIT con il professor Andy Tomkins della Monash University (a destra) presso la Microscopy and Microanalysis Facility di RMIT. Credito: Università RMIT
Tomkins ha detto che il gruppo ha suggerito che la lonsdaleite nei meteoriti si sia formata da un fluido supercritico ad alte temperature e pressioni moderate, preservando quasi perfettamente la forma e la consistenza della grafite preesistente.
“In seguito, la Lonsdalite è stata parzialmente sostituita dal diamante con un ambiente più freddo e con una pressione più bassa”, ha affermato Tomkins, futuro ricercatore presso l’ARC presso la School of Earth, Atmosphere and Environment della Monash University.
E così la natura ci ha fornito un processo per provare a replicare nell’industria. Riteniamo che la lonsdaleite possa essere utilizzata per realizzare parti di macchine extra-rigide se riusciamo a sviluppare un processo industriale che promuova la sostituzione delle parti preformate in grafite con lonsdaleite. “
Tomkins ha affermato che i risultati dello studio hanno aiutato a risolvere un enigma di vecchia data relativo alla composizione delle fasi del carbonio nell’urelite.
Il potere della cooperazione
Il dottor Nick Wilson del CSIRO ha affermato che la collaborazione della tecnologia e dell’esperienza delle varie istituzioni coinvolte ha permesso al team di confermare con sicurezza lonsdaleite.
Al CSIRO, un microanalizzatore a sonda elettronica è stato utilizzato per mappare rapidamente la distribuzione relativa di grafite, diamante e Lonsdalite nei campioni.
“Individualmente, ognuna di queste tecniche ci dà una buona idea di cosa sia questa sostanza, ma se presa insieme, questo è davvero il gold standard”, ha detto.
Riferimento: “Sequenziamento Lonsdaleite della formazione di diamanti in meteoriti di ureilite via Sul posto Chemical Fluid/Vapor Deposition” di 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 e Dougal G. McCulloch, 12 settembre 2022, disponibile qui. Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119
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