Le professeur Andy Tomkins (à gauche) de l’Université Monash avec le scientifique PhD du RMIT Alan Salk et un échantillon de météorite d’urilite. Crédit : Université RMIT
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 cristallologue britannique 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 le RMIT . UniversitéEt le CSIROle synchrotron australien, et Université de Plymouth – J’ai trouvé des preuves de la formation de la lonsdaleite dans les météorites d’urélite. Ils ont publié leurs conclusions le 12 septembre dans Actes 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 la structure cristalline, est un allotrope de carbone avec un réseau hexagonal, par opposition au réseau cubique du diamant traditionnel. Il est nommé en l’honneur de Kathleen Lonsdale, une cristallologue.
L’équipe a prédit que la structure hexagonale des atomes de lonsdalite la rend plus difficile 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 découvert les plus grands cristaux de lonsdalite connus à ce jour, qui mesurent jusqu’à un micron – beaucoup plus fins qu’un cheveu humain. »
Selon l’équipe de recherche, la structure inhabituelle de la lonsdaleite pourrait aider à éclairer de nouvelles techniques de fabrication pour les matériaux extra-durs dans les applications minières.
Quelle est l’origine de ces mystérieux diamants ?
McCulloch et son équipe du Massachusetts Institute of Technology, Ph.D.s. Alan Salk et le Dr Matthew Field, ont utilisé des techniques avancées de microscopie électronique 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 existe un processus de formation nouvellement découvert de nésadalites et de diamant ordinaire, qui est similaire au processus de dépôt chimique en phase vapeur supercritique qui s’est produit dans ces roches spatiales, peut-être sur la planète naine peu de temps après une collision catastrophique », a déclaré McCulloch. a dit.
« Le dépôt chimique en phase vapeur est une façon pour les gens de fabriquer des diamants dans un laboratoire, principalement en les faisant pousser dans une salle spécialisée. »
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 avait suggéré que la lonsdaleite dans les météorites se formait à partir d’un fluide supercritique à des températures élevées et à des pressions modérées, préservant presque parfaitement la forme et la texture du graphite préexistant.
« Plus tard, la Lonsdalite a été partiellement remplacée par du diamant avec un environnement plus frais et une pression plus basse », a déclaré Tomkins, futur boursier de l’ARC à l’École de la Terre, de l’atmosphère et de l’environnement de l’Université Monash.
Et donc la nature nous a fourni un processus à essayer et à reproduire dans l’industrie. Nous pensons que la lonsdaleite peut être utilisée pour fabriquer des pièces de machines extra-rigides si nous pouvons développer un procédé industriel qui favorise le remplacement des pièces préformées en graphite par la lonsdaleite. «
Tomkins a déclaré que les résultats de l’étude ont aidé à résoudre un casse-tête de longue date concernant la composition des phases de carbone dans l’urélite.
Le pouvoir de la coopération
Le Dr Nick Wilson du CSIRO a déclaré que la collaboration de la technologie et de l’expérience des différentes institutions impliquées a permis à l’équipe de confirmer en toute confiance la lonsdaleite.
Au CSIRO, un microanalyseur à sonde électronique a été utilisé 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 si elles sont prises ensemble, c’est vraiment l’étalon-or », a-t-il déclaré.
Référence : « Séquençage lonsdaleite de la formation de diamants dans les météorites ureilite via Sur site Dépôt chimique de fluide/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. Actes de l’Académie nationale des sciences.
DOI : 10.1073/pnas.2208814119
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