Cientistas dizem que esses diamantes misteriosos vieram do espaço sideral

Professor Andy Tomkins (esquerda) da Universidade de Monash com o cientista de doutorado do RMIT Alan Salk e uma amostra de meteorito de urilita. Crédito: Universidade RMIT

Diamantes exóticos de um antigo planeta anão em nosso sistema solar podem ter se formado logo após o planeta anão colidir com um grande asteroide há cerca de 4,5 bilhões de anos.

Uma equipe de cientistas diz ter confirmado a presença de lonsdaleíta, uma rara forma hexagonal de diamante, em meteoritos de urelita do manto. planeta dos anões.

Lonsdaleite recebeu o nome da famosa cristalologista britânica Dame Kathleen Lonsdale, que foi a primeira mulher a ser eleita membro da Royal Society.

Equipe de pesquisa – com cientistas de Universidade MonashE a RMIT . UniversidadeE a CSIROo síncrotron australiano e Universidade de Plymouth – Encontrei evidências de como a lonsdaleita se formou em meteoritos de urelita. Eles publicaram suas descobertas em 12 de setembro em Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS). O estudo foi liderado pelo geólogo Professor Andy Tomkins, da Monash University.

A equipe previu que a estrutura hexagonal dos átomos de Lonsdalita o torna mais difícil do que o diamante regular, que tem uma estrutura cúbica, disse o professor do RMIT Dougal McCulloch, um dos pesquisadores seniores envolvidos.

“Este estudo prova conclusivamente que Lonsdalite existe na natureza”, disse McCulloch, diretor do Microscopy and Microanalysis Facility no RMIT.

“Também descobrimos os maiores cristais de lonsdalita conhecidos até hoje, que têm um mícron de tamanho – muito mais finos que um fio de cabelo humano”.

De acordo com a equipe de pesquisa, a estrutura incomum da lonsdaleite pode ajudar a informar novas técnicas de fabricação de materiais superduros em aplicações de mineração.

Qual é a origem desses diamantes misteriosos?

McCulloch e sua equipe do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Ph.D.s. Alan Salk e Dr. Matthew Field, usaram técnicas avançadas de microscopia eletrônica para capturar fatias sólidas e intactas de meteoritos para criar instantâneos rápidos de como diamantes e diamantes comuns se formaram.

“Há fortes evidências de que há um processo de formação recém-descoberto de nesadalitas e diamante comum, que é semelhante ao processo de deposição de vapor químico supercrítico que ocorreu nessas rochas espaciais, possivelmente no planeta anão logo após uma colisão catastrófica”, disse McCulloch. disse.

“A deposição de vapor químico é uma maneira de as pessoas fazerem diamantes em laboratório, principalmente cultivando-os em uma sala especializada”.

Professor Dougal McCulloch (à esquerda) e pesquisador PhD Alan Salk do RMIT com o Professor Andy Tomkins da Monash University (à direita) no Microscopy and Microanalysis Facility do RMIT. Crédito: Universidade RMIT

Tomkins disse que o grupo sugeriu que a lonsdaleita em meteoritos se formou a partir de um fluido supercrítico em altas temperaturas e pressões moderadas, preservando quase perfeitamente a forma e a textura do grafite pré-existente.

“Mais tarde, a Lonsdalite foi parcialmente substituída por diamante com o ambiente mais frio e pressão mais baixa”, disse Tomkins, futuro bolsista da ARC na Escola de Terra, Atmosfera e Meio Ambiente da Universidade de Monash.

E assim a natureza nos forneceu um processo para tentar replicar na indústria. Acreditamos que a lonsdaleite pode ser utilizada para fazer peças de máquinas extra-rígidas se pudermos desenvolver um processo industrial que promova a substituição de peças pré-formadas de grafite por lonsdaleite. “

Tomkins disse que as descobertas do estudo ajudaram a resolver um quebra-cabeça de longa data sobre a composição das fases de carbono na urelita.

O poder da cooperação

O Dr. Nick Wilson, do CSIRO, disse que a colaboração de tecnologia e experiência das várias instituições envolvidas permitiu que a equipe confirmasse com confiança a lonsdaleite.

No CSIRO, um microanalisador de sonda eletrônica foi usado para mapear rapidamente a distribuição relativa de grafite, diamante e Lonsdalita nas amostras.

“Individualmente, cada uma dessas técnicas nos dá uma boa ideia do que é essa substância, mas se tomadas em conjunto – esse é realmente o padrão-ouro”, disse ele.

Referência: “Sequenciamento de Lonsdaleíta da formação de diamantes em Meteoritos Ureilita via No local Deposição de fluido/vapor químico” por 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 e Lauren A. Jennings e Dougal G. McCulloch, 12 de setembro de 2022, disponível aqui. Anais da Academia Nacional de Ciências.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119