D’étranges diamants d’une ancienne planète naine de notre système solaire pourraient 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, selon des scientifiques.
L’équipe de recherche affirme avoir confirmé l’existence de lonsdaleite, une forme hexagonale rare de diamant, dans les météorites ureilite du manteau de la planète naine.
Lonsdaleite porte le nom de la célèbre cristallographe pionnière britannique Dame Kathleen Lonsdale, qui fut la première femme élue membre de la Royal Society.
L’équipe, composée de scientifiques de l’Université Monash, de l’Université RMIT, du CSIRO, du Synchrotron australien et de l’Université de Plymouth, a trouvé des preuves de la formation de la lonsdaleite dans les météorites à ureilite et a publié ses découvertes dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS). L’étude a été dirigée par le professeur géologue Andy Tomkins de l’Université Monash.
L’un des chercheurs principaux impliqués, le professeur RMIT Dougal McCulloch, a déclaré que l’équipe avait prédit que la structure hexagonale des atomes de lonsdaleite la rendait potentiellement plus dure que les diamants ordinaires, qui avaient une structure cubique.
« Cette étude prouve catégoriquement que la lonsdaleite existe dans la nature », a déclaré McCulloch, directeur du RMIT Microscopy and Microanalysis Facility.
« Nous avons également découvert les plus gros cristaux de lonsdaleite connus à ce jour, d’une taille allant jusqu’à un micron – beaucoup, beaucoup plus fins qu’un cheveu humain. »
L’équipe affirme que la structure inhabituelle de la lonsdaleite pourrait aider à éclairer de nouvelles techniques de fabrication de matériaux ultra-durs dans les applications minières.
Quelle est l’origine de ces mystérieux diamants ?
McCulloch et son équipe RMIT, Ph.D. Le chercheur Alan Salek et le Dr Matthew Field ont utilisé des techniques avancées de microscopie électronique pour capturer des tranches solides et intactes des météorites afin de créer des instantanés de la formation de la lonsdaleite et des diamants réguliers.
« Il existe des preuves solides qu’il existe un processus de formation nouvellement découvert pour la lonsdaleite et le diamant ordinaire, qui ressemble à un processus de dépôt chimique en phase vapeur supercritique qui a eu lieu dans ces roches spatiales, probablement sur la planète naine peu de temps après une collision catastrophique », a déclaré McCulloch. .
« Le dépôt chimique en phase vapeur est l’une des façons dont les gens fabriquent des diamants en laboratoire, essentiellement en les faisant pousser dans une chambre spécialisée. »
Tomkins a déclaré que l’équipe a proposé que la lonsdaleite dans les météorites se forme à partir d’un fluide supercritique à haute température et à des pressions modérées, préservant presque parfaitement la forme et les textures du graphite préexistant.
« Plus tard, la lonsdaleite a été partiellement remplacée par du diamant à mesure que l’environnement se refroidissait et que la pression diminuait », a déclaré Tomkins, ARC Future Fellow à la School of Earth, Atmosphere and Environment de l’Université Monash.
« La nature nous a donc fourni un procédé à essayer et à reproduire dans l’industrie. Nous pensons que la lonsdaleite pourrait être utilisée pour fabriquer de minuscules pièces de machine ultra-dures 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 mystère de longue date concernant la formation des phases carbonées dans les uréilites.
« Sequential Lonsdaleite to Diamond Formation in Ureilite Meteorites via In Situ Chemical Fluid/Vapor Deposition » est publié dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).
Formation séquentielle de lonsdaleite à diamant dans les météorites d’ureilite par dépôt de fluide chimique / vapeur, Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2208814119