Учените смятат, че са разбрали защо свръхтвърда форма на диамант, наречена лонсдейлит, се намира в рядък вид метеорит. Ако изследователите са прави, историята за произхода на кристала е също толкова шокираща, колкото и самият материал.
За разлика от традиционните диаманти, които се образуват, когато графитът се притиска бавно от налягането дълбоко в земната мантия, лонсдейлитът може да се е образувал в при катастрофален сблъсък в междупланетното пространство.
Обикновените диаманти се състоят от въглеродни атоми, при които всичките четири налични електрона се свързват със съсед в тетраедричен модел, което прави цялата структура достатъчно здрава, за да превърне кристала в едно от най-твърдите вещества на Земята.
Лонсдейлитът също е кристал от въглерод, само че със структура, която напълно запазва шестоъгълната форма на графита.
Според компютърните модели тази структура би трябвало да направи материала още по-твърд от традиционния диамант. Доказването на тази хипотеза обаче е трудно.
|
Кредит: Wikimedia Commons |
 Разположение на слоевете в диамант |
Разположение на слоевете в лонсдейлит.Лонсдейлитът е много рядък, а малкото проби, които са събрани досега, са много, много по-тънки от човешки косъм, което прави лабораторния им анализ труден.
Странният материал е идентифициран за първи път в метеорит през 1967 г. и оттогава озадачава учените. През 2014 г. група изследователи твърдят, че лонсдейлитът всъщност не е отделен, естествено срещащ се материал, а по-скоро обикновен диамант, който просто е в безпорядък.
В годините след това обаче тази хипотеза не е издържала проверката.
Въпреки че лонсдейлитът се среща предимно в рядък вид каменист метеорит, наречен уреилит, той е произведен и в лаборатория при високи температури и е идентифициран на Земята на места, за които се предполага, че са били ударени от астероиди.
Смята се, че уреилитите произхождат от отдавна заличена планета джудже, която сега е разпръсната из Слънчевата система под формата на малки парчета космически отломки.
Това допълнително подкрепя теорията за произхода на лонсдейлитите от сблъсък, въпреки че не всички учени са съгласни с нея.
 Уреилитът ALA 77257 от колекцията от антарктически метеорити на NIPR. Кредит: Wikimedia Commons |
Използвайки усъвършенствани техники за електронна микроскопия на 18 проби от уреилит, международен екип от изследователи изучава формирането на лонсдейлита както никога досега.
Авторите смятат, че най-накрая са доказали, че лонсдейлитът може да се образува по естествен път и по начин, който е забележително подобен на начина, по който учените синтезират материала в лабораторията.
"Има убедителни доказателства, че съществува новооткрит процес на образуване на лонсдейлита и обикновения диамант, който прилича на свръхкритичен процес на химично отлагане на пари (CVD - chemical vapor deposition), който е протекъл в тези космически скали, вероятно на планетата джудже малко след катастрофален сблъсък", обяснява Дъгал Маккулох (Dougal McCulloch) от Университета RMIT в Австралия.
"Химичното отлагане на пари е един от начините, по които хората правят диаманти в лабораторни условия, като по същество ги отглеждат в специална камера."
Констатациите са в съответствие с предишни изследвания, които също са открили в метеорити, пълни с диаманти, подписи, които съответстват на процеси на CVD при ниско налягане.
Но за разлика от някои други статии, тази предполага, че лонсдейлитът се е образувал в среда със слабо налягане при сблъсък между достатъчно голяма маса и планета джудже - а не в мантия с високо налягане на по-голяма планета, какъвто е случаят с традиционния диамант.
Повечето метеоритни проби, анализирани в последното проучване, съдържат клъстери от малки диаманти, вградени в графит. Тези участъци, богати на диаманти, са били съседни на участъци без диаманти, а между тях изследователите често са откривали шестоъгълната структура на лонсдейлита.
Според изследователите, ако подходящият състав на минерала е подложен на достатъчно силен удар, горещият газ и флуид теоретично биха могли да се разпръснат по пукнатините и границите на зърната, разбивайки графита в хексагоналната структура на лонсдейлеита. При охлаждането на скалата тези области биха могли да образуват подзърна от свръхтвърд материал.
"По този начин природата ни предостави процес, който да се опитаме да възпроизведем в промишлеността", коментира геологът Анди Томкинс (Andy Tomkins) от Университета Монаш в Австралия.
"Смятаме, че лонсдейлитът би могъл да се използва за изработване на малки, свръхтвърди машинни части, ако успеем да разработим промишлен процес, който да стимулира замяната на предварително оформени графитни части с лонсдейлит."
Справка: Sequential Lonsdaleite to Diamond Formation in Ureilite Meteorites via In Situ Chemical Fluid/Vapor Deposition
Andrew G. Tomkins, Nicholas C. Wilson, Colin MacRae, Alan Salek, Matthew R. Field, Helen E. A. Brand, Andrew D. Langendam, Natasha R. Stephen, Aaron Torpy, Zsanett Pintér, Lauren A. Jennings, and Dougal G. McCulloch
PNAS. September 12, 2022, 119 (38) e2208814119, https://doi.org/10.1073/pnas.2208814119
Източник: A Bizarre Form of Space Diamond Could Have Its Origins Inside A Long Dead Planet, ScienceAlert
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари