Учените казват, че тези мистериозни диаманти са дошли от космоса

Професор Анди Томкинс (вляво) от университета Монаш с докторския учен от RMIT Алън Салк и проба от метеоритен урилит. Кредит: Университет RMIT

Екзотичните диаманти от древна планета джудже в нашата слънчева система може да са се образували малко след като планетата джудже се е сблъскала с голям астероид преди около 4,5 милиарда години.

Екип от учени казва, че е потвърдил наличието на лонсдейлит, рядка шестоъгълна форма на диамант, в урелитни метеорити от мантията. планета на джуджета.

Lonsdaleite е кръстен на известната британска кристалоложка Катлийн Лонсдейл, която е първата жена, избрана за член на Кралското общество.

Научен екип – с учени от Университет МонашИ на RMIT УниверситетИ на CSIROавстралийският синхротрон и Университет на Плимут – Намерих доказателства как се е образувал лонсдейлит в урелитни метеорити. Те публикуваха откритията си на 12 септември в Сборник на Националната академия на науките (PNAS). Проучването е ръководено от геолога професор Анди Томкинс от университета Монаш.

Екипът прогнозира, че хексагоналната структура на атомите на Lonsdalite го прави по-труден от обикновения диамант, който има кубична структура, каза професорът от RMIT Дугъл Маккулох, един от участващите старши изследователи.

„Това проучване убедително доказва, че Lonsdalite съществува в природата“, каза McCulloch, директор на Центъра за микроскопия и микроанализ в RMIT.

„Също така открихме най-големите кристали лонсдалит, известни до момента, които са с размери до микрон – много по-тънки от човешки косъм.“

Според изследователския екип, необичайната структура на lonsdaleite може да помогне за информирането на нови техники за производство на свръхтвърди материали в минни приложения.

Какъв е произходът на тези мистериозни диаманти?

McCulloch и неговият екип от Масачузетския технологичен институт, докторите на науките Алън Солк и д-р Матю Фийлд, използваха усъвършенствани техники за електронна микроскопия, за да уловят твърди, непокътнати парчета от метеорити, за да създадат бързи снимки на това как се образуват обикновените диаманти и диамантите.

„Има убедителни доказателства, че има новооткрит процес на образуване на несадалити и обикновен диамант, който е подобен на процеса на суперкритично химическо отлагане на пари, което се е случило в тези космически скали, вероятно на планетата джудже малко след катастрофален сблъсък“, Маккълох казах.

„Химическото отлагане на пари е един от начините, по които хората правят диаманти в лаборатория, предимно като ги отглеждат в специализирано помещение.“

Професор Дугъл Маккулох (вляво) и докторант Алън Салк от RMIT с професор Анди Томкинс от университета Монаш (вдясно) в Центъра за микроскопия и микроанализ на RMIT. Кредит: Университет RMIT

Томкинс каза, че групата предполага, че лонсдейлитът в метеоритите се е образувал от суперкритична течност при високи температури и умерени налягания, почти перфектно запазвайки формата и текстурата на съществуващия графит.

„По-късно Lonsdalite беше частично заменен от диамант с по-хладна среда и по-ниско налягане“, каза Томкинс, бъдещ сътрудник в ARC в Училището по Земя, атмосфера и околна среда в университета Монаш.

И така природата ни е предоставила процес, който да опитаме и възпроизведем в индустрията. Ние вярваме, че лонсдейлитът може да се използва за производство на изключително твърди машинни части, ако успеем да разработим промишлен процес, който насърчава замяната на предварително формовани графитни части с лонсдейлит. „

Томкинс каза, че констатациите от проучването са помогнали за решаването на дългогодишен пъзел относно състава на въглеродните фази в урелита.

Силата на сътрудничеството

Д-р Ник Уилсън от CSIRO каза, че сътрудничеството на технологии и опит от различните участващи институции е позволило на екипа да потвърди уверено lonsdaleite.

В CSIRO беше използван микроанализатор с електронна сонда за бързо картографиране на относителното разпределение на графит, диамант и лонсдалит в пробите.

„Поотделно всяка от тези техники ни дава добра представа какво представлява това вещество, но ако се вземат заедно – това наистина е златният стандарт“, каза той.

Референция: „Секвениране на образуването на диаманти в Ureilite Meteorites на Lonsdaleite чрез На място Отлагане на химични течности/изпарения” от Андрю Дж. Томкинс, Никълъс С. Уилсън, Колин Макрей, Алън Солк, Матю Р. Фийлд, Хелън Е. Бранд, Андрю Д. Лангендам, Наташа Р. Стивън, Арън Турби, Занет Пинтър, Лорън A. Jennings и Dougal G. McCulloch, 12 септември 2022 г., наличен тук. Сборник на Националната академия на науките.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119