In een nieuwe studie hebben wetenschappers van RMIT University gebruikte elektronenmicroscopie om de relatieve verdeling van naast elkaar bestaande lonsdaleiet, diamant en grafiet in ureilieten in kaart te brengen. Deze kaarten laten zien dat lonsdaleiet de neiging heeft om voor te komen als polykristallijne korrels, soms met kenmerkende vouwmorfologieën, gedeeltelijk vervangen door diamant + grafiet in randen en dwarsdoorsnijdende aderen.
De analyse bevestigde dat deze vreemde diamanten uit een oude dwergplaneet in onze zonnestelsel kan zijn ontstaan kort nadat de dwergplaneet ongeveer 4.5 miljard jaar geleden in botsing kwam met een grote asteroïde.
Een van de betrokken senior onderzoekers, RMIT-professor Dougal McCulloch, zei Het team voorspelde dat de hexagonale structuur van de atomen van lonsdaleite het potentieel moeilijker maakte dan gewone diamanten, die een kubisch systeem hadden.
“Deze studie bewijst categorisch dat lonsdaleiet in de natuur voorkomt.”
“We hebben ook de grootste tot nu toe bekende lonsdaleietkristallen ontdekt die tot een micron groot zijn – veel dunner dan een mensenhaar.”
“De ongebruikelijke structuur van lonsdaleite zou kunnen helpen bij het informeren van nieuwe productietechnieken voor ultraharde materialen in mijnbouwtoepassingen.”
Met behulp van elektronenmicroscopietechnieken hebben wetenschappers vaste en intacte plakjes van de meteorieten vastgelegd om momentopnamen te maken van hoe lonsdaleiet en regelmatige ruiten gevormd.
McCulloch zei: “Er zijn sterke aanwijzingen dat er een nieuw ontdekt vormingsproces is voor de lonsdaleiet en gewone diamant, dat lijkt op een superkritisch chemisch dampafzettingsproces dat heeft plaatsgevonden in deze ruimterotsen, waarschijnlijk op de dwergplaneet kort na een catastrofale botsing.”
“Chemische dampafzetting is een van de manieren waarop mensen diamanten maken in het laboratorium, voornamelijk door ze in een gespecialiseerde kamer te laten groeien.”
Geoloog professor Andy Tomkins van Monash University zei, “Het team stelde voor dat lonsdaleiet in de meteorieten gevormd werd uit een superkritische vloeistof bij hoge temperatuur en gematigde druk, waardoor de vorm en texturen van het reeds bestaande grafiet vrijwel perfect behouden bleven.”
“Later werd lonsdaleiet gedeeltelijk vervangen door een diamant toen de omgeving afkoelde en de druk afnam.”
“De natuur heeft ons dus een proces gegeven dat we in de industrie kunnen proberen te kopiëren. Wij denken dat lonsdaleiet kan worden gebruikt om kleine, ultraharde machineonderdelen te maken als we een industrieel proces kunnen ontwikkelen dat de vervanging van voorgevormde grafietonderdelen door lonsdaleiet bevordert.”
“De onderzoeksresultaten hielpen bij het oplossen van een al lang bestaand mysterie met betrekking tot de vorming van de koolstoffasen in ureilieten.”
Journal Reference:
- Andrew G. Tomkins, Nicholas C. Wilson et al. Sequentiële vorming van lonsdaleiet tot diamant in ureilite-meteorieten via in situ chemische vloeistof-/dampafzetting. PNAS DOI: 10.1073 / pnas.2208814119
