Ученые говорят, что эти загадочные алмазы прибыли из космоса

Экзотические алмазы с древней карликовой планеты в нашей Солнечной системе, возможно, образовались вскоре после того, как карликовая планета столкнулась с большим астероидом около 4,5 миллиардов лет назад.

Группа ученых подтвердила присутствие лонсдейлита, редкой гексагональной формы алмаза, в урелитовых метеоритах из мантии. карликовая планета.

Лонсдейлит назван в честь известного британского кристаллолога дамы Кэтлин Лонсдейл, которая была первой женщиной, избранной членом Королевского общества.

Исследовательская группа — с учеными из Университет МонашаИ РМИТ УниверситетИ CSIROавстралийский синхротрон и Плимутский университет — Найдены доказательства того, как лонсдейлит образовался в урелитовых метеоритах. Свои выводы они опубликовали 12 сентября в Труды Национальной академии наук (ПНАС). Исследование возглавил геолог профессор Энди Томкинс из Университета Монаш.

Команда предсказала, что гексагональная структура атомов лонсдалита делает его более сложным, чем обычный алмаз, который имеет кубическую структуру, сказал профессор RMIT Дугал МакКаллох, один из ведущих исследователей.

«Это исследование убедительно доказывает, что лонсдалит существует в природе», — сказал МакКаллох, директор Центра микроскопии и микроанализа в RMIT.

«Мы также обнаружили самые большие кристаллы лонсдалита, известные на сегодняшний день, размером до микрона — намного тоньше человеческого волоса».

По мнению исследовательской группы, необычная структура лонсдейлита может помочь в разработке новых технологий изготовления сверхтвердых материалов для горнодобывающей промышленности.

Каково происхождение этих загадочных бриллиантов?

Маккалох и его команда из Массачусетского технологического института, доктора наук Алан Солк и доктор Мэтью Филд использовали передовые методы электронной микроскопии для захвата твердых, неповрежденных срезов метеоритов, чтобы создать быстрые снимки того, как формировались обычные алмазы и алмазы.

«Есть убедительные доказательства того, что существует недавно обнаруженный процесс образования неадалитов и обычных алмазов, который похож на процесс сверхкритического химического осаждения из паровой фазы, который произошел в этих космических породах, возможно, на карликовой планете вскоре после катастрофического столкновения», — МакКаллох. сказал.

«Химическое осаждение из паровой фазы — это один из способов изготовления алмазов в лаборатории, в первую очередь путем их выращивания в специальном помещении».

Профессор Дугал МакКаллох (слева) и доктор наук Алан Солк из RMIT с профессором Энди Томкинсом из Университета Монаша (справа) в Центре микроскопии и микроанализа RMIT. Предоставлено: Университет RMIT.

Томкинс сказал, что группа предположила, что лонсдейлит в метеоритах образовался из сверхкритического флюида при высокой температуре и умеренном давлении, почти полностью сохраняя форму и текстуру ранее существовавшего графита.

«Позже лонсдалит был частично заменен алмазом с более прохладной средой и более низким давлением», — сказал Томкинс, будущий сотрудник ARC в Школе Земли, атмосферы и окружающей среды Университета Монаша.

Итак, природа предоставила нам процесс, который можно попытаться воспроизвести в промышленности. Мы считаем, что лонсдейлит можно использовать для изготовления сверхжестких деталей машин, если мы сможем разработать промышленный процесс, способствующий замене предварительно отформованных графитовых деталей лонсдейлитом. «

Томкинс сказал, что результаты исследования помогли решить давнюю загадку относительно состава углеродных фаз в урелите.

Сила сотрудничества

Доктор Ник Уилсон из CSIRO сказал, что сотрудничество технологий и опыта различных вовлеченных учреждений позволило команде с уверенностью подтвердить наличие лонсдейлита.

В CSIRO для быстрого картирования относительного распределения графита, алмаза и лонсдалита в образцах использовали электронно-зондовый микроанализатор.

«Каждый из этих методов по отдельности дает нам хорошее представление о том, что это за вещество, но если все вместе — это действительно золотой стандарт», — сказал он.

Ссылка: «Лонсдейлитовое определение последовательности образования алмазов в уреилитовых метеоритах с помощью Местный Химическое осаждение из жидкости/паров» Эндрю Дж. Томкинса, Николаса С. Уилсона, Колина МакРэя, Алана Солка, Мэтью Р. Филда, Хелен Э. Брэнд, Эндрю Д. Лангендама, Наташи Р. Стивен, Аарона Турби, Занет Пинтер, Лорен А. Дженнингс и Дугал Г. Маккалок, 12 сентября 2022 г., доступно здесь. Труды Национальной академии наук.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119