Wetenschappers zeggen dat deze mysterieuze diamanten uit de ruimte kwamen

Professor Andy Tomkins (links) van Monash University met RMIT-promovendus Alan Salk en een uriliet-meteorietmonster. Krediet: RMIT University

Exotische diamanten van een oude dwergplaneet in ons zonnestelsel zijn mogelijk gevormd kort nadat de dwergplaneet ongeveer 4,5 miljard jaar geleden in botsing kwam met een grote asteroïde.

Een team van wetenschappers zegt dat ze de aanwezigheid van lonsdaleite, een zeldzame zeshoekige vorm van diamant, in ureliet-meteorieten uit de mantel hebben bevestigd. dwergplaneet.

Lonsdaleite is vernoemd naar de beroemde Britse kristalloloog Dame Kathleen Lonsdale, die als eerste vrouw werd verkozen tot Fellow van de Royal Society.

Onderzoeksteam – met wetenschappers van Monash universiteitEn de RMIT UniversiteitEn de CSIROde Australische synchrotron, en Universiteit van Plymouth – Ik heb bewijs gevonden van hoe lonsdaleiet gevormd werd in ureliet meteorieten. Ze publiceerden hun bevindingen op 12 september in Proceedings van de National Academy of Sciences (PNAS). De studie werd geleid door geoloog professor Andy Tomkins van de Monash University.

Het team voorspelde dat de hexagonale structuur van Lonsdalite-atomen het moeilijker maakt dan gewone diamant, die een kubische structuur heeft, zei RMIT-professor Dougal McCulloch, een van de betrokken senior onderzoekers.

“Deze studie bewijst onomstotelijk dat Lonsdalite in de natuur bestaat”, zegt McCulloch, directeur van de Microscopy and Microanalysis Facility bij RMIT.

“We hebben ook de grootste lonsdalite-kristallen ontdekt die tot nu toe bekend zijn, die tot een micron groot zijn – veel dunner dan een mensenhaar.”

Volgens het onderzoeksteam zou de ongebruikelijke structuur van lonsdaleite kunnen helpen bij het ontwikkelen van nieuwe fabricagetechnieken voor superharde materialen in mijnbouwtoepassingen.

Wat is de oorsprong van deze mysterieuze diamanten?

McCulloch en zijn team van het Massachusetts Institute of Technology, promovendi Alan Salk en dr. Matthew Field, gebruikten geavanceerde elektronenmicroscopietechnieken om solide, intacte plakjes meteorieten vast te leggen om snelle snapshots te maken van hoe gewone diamanten en diamanten werden gevormd.

“Er is sterk bewijs dat er een nieuw ontdekt vormingsproces is van nesadalieten en gewone diamant, dat vergelijkbaar is met het proces van superkritische chemische dampafzetting dat plaatsvond in deze ruimterotsen, mogelijk op de dwergplaneet kort na een catastrofale botsing”, zegt McCulloch. gezegd.

“Chemische dampafzetting is een manier waarop mensen diamanten maken in een laboratorium, voornamelijk door ze in een gespecialiseerde ruimte te laten groeien.”

Professor Dougal McCulloch (links) en PhD-onderzoeker Alan Salk van RMIT met professor Andy Tomkins van Monash University (rechts) bij RMIT’s Microscopy and Microanalysis Facility. Krediet: RMIT University

Tomkins zei dat de groep suggereerde dat de lonsdaleiet in meteorieten werd gevormd uit een superkritische vloeistof bij hoge temperaturen en matige druk, waardoor de vorm en textuur van reeds bestaand grafiet bijna perfect behouden bleef.

“Later werd Lonsdalite gedeeltelijk vervangen door diamant met een koelere omgeving en lagere druk”, zegt Tomkins, een toekomstige fellow bij ARC in de School of Earth, Atmosphere and Environment aan de Monash University.

En dus heeft de natuur ons een proces gegeven dat we in de industrie kunnen proberen te repliceren. Wij zijn van mening dat lonsdaleite kan worden gebruikt om extra stijve machineonderdelen te maken als we een industrieel proces kunnen ontwikkelen dat de vervanging van voorgevormde grafietonderdelen door lonsdaleite bevordert. “

Tomkins zei dat de bevindingen van het onderzoek hielpen bij het oplossen van een al lang bestaande puzzel met betrekking tot de samenstelling van de koolstoffasen in ureliet.

De kracht van samenwerking

Dr. Nick Wilson van CSIRO zei dat de samenwerking van technologie en ervaring van de verschillende betrokken instellingen het team in staat stelde om lonsdaleite vol vertrouwen te bevestigen.

Bij CSIRO werd een micro-analyzer met een elektronensonde gebruikt om snel de relatieve verdeling van grafiet, diamant en Lonsdaliet in de monsters in kaart te brengen.

“Individueel geeft elk van deze technieken ons een goed idee van wat deze stof is, maar als ze samen worden genomen, is dat echt de gouden standaard”, zei hij.

Referentie: “Lonsdaleite-sequencing van diamantvorming in Ureiliet-meteorieten via” Ter plekke Chemische vloeistof-/dampafzetting” door 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 en Lauren A. Jennings en Dougal G. McCulloch, 12 september 2022, hier beschikbaar. Proceedings van de National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119