Les diamants exotiques d’une ancienne planète naine de notre système solaire peuvent s’être formés peu de temps après la collision de la planète naine avec un gros astéroïde il y a environ 4,5 milliards d’années.
Une équipe de scientifiques affirme avoir confirmé la présence de lonsdaleite, une forme hexagonale rare de diamant, dans des météorites d’urélite du manteau. planète naine.
Lonsdaleite porte le nom de la célèbre spécialiste britannique du cristal Dame Kathleen Lonsdale, qui fut la première femme à être élue membre de la Royal Society.
Équipe de recherche – avec des scientifiques de Université MonashEt RMIT.UniversitéEt CSIROsynchrotron australien, et Université de Plymouth – J’ai trouvé des preuves de la façon dont la lonsdaleite s’est formée dans les météorites d’urélite. Ils ont publié leurs conclusions le 12 septembre dans Président de l’Académie nationale des sciences (PNAS). L’étude a été dirigée par le professeur géologue Andy Tomkins de l’Université Monash.
La lonsdaleite, également connue sous le nom de diamant hexagonal en référence à sa structure cristalline, est un allotrope de carbone avec un réseau hexagonal, par opposition au réseau cubique traditionnel du diamant. Nommé en l’honneur de Kathleen Lonsdale, une experte en cristal.
L’équipe estime que la structure hexagonale atomique de la Lonsdalite la rend plus dure que le diamant ordinaire, qui a une structure cubique, a déclaré le professeur RMIT Dougal McCulloch, l’un des chercheurs principaux impliqués.
“Cette étude prouve de manière concluante que la Lonsdalite existe dans la nature”, a déclaré McCulloch, directeur de l’installation de microscopie et de microanalyse au RMIT.
“Nous avons également trouvé le plus grand cristal de lonsdalite connu à ce jour, qui mesure jusqu’à un micron – beaucoup plus fin qu’un cheveu humain.”
Selon l’équipe de recherche, la structure inhabituelle de la lonsdaleite pourrait contribuer à éclairer de nouvelles techniques de fabrication de matériaux extra-durs dans les applications minières.
Quelle est l’origine de ce mystérieux diamant ?
McCulloch et son équipe au Massachusetts Institute of Technology, Ph.Ds Alan Salk et Dr. Matthew Field, a utilisé des techniques de microscopie électronique de pointe pour capturer des tranches solides et intactes de météorites afin de créer des instantanés rapides de la formation des diamants et des diamants ordinaires.
“Il existe des preuves solides qu’il y a eu un processus de formation pour la nésadalite et le diamant ordinaire récemment découverts, qui est similaire au processus de dépôt chimique en phase vapeur supercritique qui se produit dans ces roches spatiales, peut-être sur une planète naine peu de temps après la collision cataclysmique”, a déclaré McCulloch. a dit.
“Le dépôt chimique en phase vapeur est l’une des façons dont les gens fabriquent des diamants en laboratoire, en particulier en les faisant pousser dans des salles spéciales.”
Le professeur Dougal McCulloch (à gauche) et le chercheur au doctorat Alan Salk du RMIT avec le professeur Andy Tomkins de l’Université Monash (à droite) à l’installation de microscopie et de microanalyse du RMIT. Crédit : Université RMIT
Tomkins a déclaré que le groupe a suggéré que la lonsdaleite dans les météorites se formait à partir de fluides supercritiques à des températures élevées et à des pressions modérées, conservant presque parfaitement la forme et la texture du graphite préexistant.
“Ensuite, la Lonsdalite a été partiellement remplacée par du diamant avec un environnement plus frais et une pression plus basse”, a déclaré Tomkins, futur boursier à l’ARC à l’École de la Terre, de l’atmosphère et de l’environnement de l’Université Monash.
Et la nature nous a donné des processus à essayer et à reproduire dans l’industrie. Nous pensons que la lonsdaleite peut être utilisée pour fabriquer des pièces de machine extra-rigides si nous pouvons développer des procédés industriels qui encouragent le remplacement des pièces en graphite préformées de la lonsdaleite. “
Tomkins a déclaré que les résultats de la recherche aident à résoudre un casse-tête de longue date concernant la composition de la phase carbonée de l’urélite.
Le pouvoir de la collaboration
Le Dr Nick Wilson du CSIRO a déclaré que la collaboration technologique et l’expérience des différentes institutions impliquées ont permis à l’équipe de confirmer en toute confiance la lonsdaleite.
Au CSIRO, la microanalyse par sonde électronique est utilisée pour cartographier rapidement la distribution relative du graphite, du diamant et de la lonsdalite dans les échantillons.
“Individuellement, chacune de ces techniques nous donne une bonne idée de ce qu’est cette substance, mais mises ensemble, c’est vraiment l’étalon-or”, a-t-il déclaré.
Référence : “Séquençage lonsdaleite de la formation de diamants dans la météorite Ureilite via En place Dépôt chimique liquide/vapeur » par 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 et Lauren A. Jennings et Dougal G. McCulloch, 12 septembre 2022, disponible ici. Président de l’Académie nationale des sciences.
DOI : 10.1073/pnas.2208814119
