В метеоритах нашли редкие космические алмазы
Ученые и раньше находили крошечные алмазы в метеоритах или камнях из космоса. Но теперь австралийские ученые заявили на этой неделе (12 сентября 2022 г.), что они подтвердили существование редкой формы космического алмаза в четырех метеоритах, обнаруженных в Северной Африке. Эти бриллианты — лонсдейлит. Примечательно, что те, которые они нашли, тоньше человеческого волоса и очень жесткий. Более того, в то время как земные алмазы образуются глубоко внутри Земли под воздействием высоких температур и давлений, ученые считают, что эти редкие алмазы образовались в космосе. Они могут быть результатом древнего столкновения карликовой планеты, похожей на карликовую планету Плутон, и гигантского астероида.
Космические алмазы получили свое название в честь известного британского первопроходца-кристаллографа Кэтлин Лонсдейл. В то время как обычные алмазы имеют кубическую кристаллическую структуру, лонсдейлит, наоборот, имеет гексагональную кристаллическую структуру.
Дугал МакКаллох из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, принял участие в исследовании. Он прокомментировал:
Это исследование категорически доказывает, что лонсдейлит существует в природе.
Исследователи опубликовали свои результаты 12 сентября в рецензируемом журнале. Труды Национальной академии наук.
Тоньше человеческого волоса
Ученые обнаружили лонсдейлит в редком типе метеорита, известном как урейлит. И в этом случае кристаллы лонсдейлита, которые они нашли, крошечные. Маккалох объяснил:
Мы также обнаружили самые большие из известных на сегодняшний день кристаллов лонсдейлита размером до микрона… намного, намного тоньше человеческого волоса.
Эндрю Томкинс из Университета Монаша добавил:
Мы думаем, что лонсдейлит можно будет использовать для изготовления крошечных сверхтвердых деталей машин, если мы сможем разработать промышленный процесс, который способствует замене предварительно формованных графитовых деталей лонсдейлитом.
Создание космических алмазов
Команда использовала передовые методы электронной микроскопии, чтобы сделать снимки фрагментов метеорита. В частности, они использовали их для обнаружения лонсдейлита и изучения того, как он и обычные алмазы формируются в космосе. МакКаллох сказал:
Имеются убедительные доказательства того, что существует недавно обнаруженный процесс формирования лонсдейлита и обычного алмаза. Это похоже на процесс сверхкритического химического осаждения из паровой фазы, который произошел в этих космических породах, вероятно, на карликовой планете вскоре после катастрофического столкновения.
Команда считает, что лонсдейлит в метеоритах образовался из сверхкритической жидкости. Википедия определяет сверхкритическую жидкость как:
Любое вещество при температуре и давлении выше его критической точки, когда не существует отдельных жидких и газообразных фаз, но ниже давления, необходимого для его сжатия в твердое тело.
Существование в виде сверхкритической жидкости почти идеально сохранило бы форму и текстуру ранее существовавшего графита, считают ученые. Томкинс объяснил:
Позднее лонсдейлит частично замещался алмазом по мере охлаждения окружающей среды и снижения давления.
Расположение лонсдейлита
Ученые считают, что лонсдейлит зародился в мантии разрушенной карликовой планеты внутри Солнечной системы. Карликовая планета и астероид, при столкновении которых образовались эти космические алмазы, давно исчезли. Ученым известно лишь о нескольких кратерных месторождениях, содержащих лонсдейлит, включая кратер Барринджера (Метеор) в Аризоне.
Однако не все уреилитовые метеоры содержат космические алмазы. В ходе исследования было изучено 18 уреилитов, в основном из северо-западной Африки. Только четыре образца содержали редкий лонсдейлит. Именно открытие лонсдейлита в местных месторождениях Тунгуски привело исследователей к выводу, что великий взрыв в 1908 году был метеоритом, а не кометой.
От метеоров к производству
Алан Салек из RMIT подытожил открытие, рассказав EarthSky:
Эти совместные усилия важны по нескольким ключевым причинам. Мы предположили происхождение этих уреилитовых метеоритов, а также сообщили о самых крупных кристаллах лонсдейлита, обнаруженных на сегодняшний день, с новым предложенным механизмом образования.
Лонсдейл сам по себе является очень интересным материалом, поскольку предыдущие исследования показывают, что он может быть на 58% тверже обычного алмаза из-за его гексагональной атомной структуры.
Есть надежда, что если бы мы смогли имитировать условия, встречающиеся в природе, мы могли бы вырастить кристаллы лонсдейлита в лаборатории для дальнейших исследований и потенциального промышленного применения в будущем.
Итог: ученые подтвердили существование космических алмазов, известных как лонсдейлит. Кроме того, они сказали, что их, вероятно, создало столкновение между карликовой планетой и астероидом.
