البروفيسور آندي تومكينز (إلى اليسار) من جامعة موناش مع عالم الدكتوراه بجامعة RMIT آلان سالك وعينة نيزك يوريلايت. الائتمان: جامعة RMIT
ربما تكون الماس الغريب من كوكب قزم قديم في نظامنا الشمسي قد تشكل بعد وقت قصير من اصطدام الكوكب القزم بكويكب كبير منذ حوالي 4.5 مليار سنة.
يقول فريق من العلماء إنهم أكدوا وجود lonsdaleite ، وهو شكل سداسي نادر من الماس ، في النيازك اليوريلايت من عباءة كوكب قزم.
سميت Lonsdaleite على اسم عالمة البلورات البريطانية الشهيرة Dame Kathleen Lonsdale ، والتي كانت أول امرأة يتم انتخابها كزميلة في الجمعية الملكية.
فريق البحث – مع علماء من جامعة موناشو جامعة RMITو CSIRO، والسنكروترون الأسترالي ، و جامعة بليموث – وجدت دليلًا على كيفية تشكل lonsdaleite في النيازك اليوريلايت. نشروا النتائج التي توصلوا إليها في 12 سبتمبر في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS). قاد الدراسة البروفيسور الجيولوجي آندي تومكينز من جامعة موناش.
Lonsdaleite ، المعروف أيضًا باسم الماس السداسي في إشارة إلى التركيب البلوري ، هو تآصل من الكربون مع شبكة سداسية الشكل ، على عكس الشبكة المكعبة للماس التقليدي. تم تسميته على شرف كاثلين لونسديل ، عالمة البلورات.
قال دوجال ماكولوتش ، أستاذ RMIT ، وهو أحد كبار الباحثين المشاركين ، إن الفريق توقع أن الهيكل السداسي لذرات لونسداليت يجعله أكثر صعوبة من الماس العادي ، الذي له هيكل مكعب.
قال ماكولوتش ، مدير مرفق الفحص المجهري والتحليل الدقيق في RMIT: “تثبت هذه الدراسة بشكل قاطع أن لونسداليت موجود في الطبيعة”.
“لقد اكتشفنا أيضًا أكبر بلورات لونسداليت المعروفة حتى الآن والتي يصل حجمها إلى ميكرون – أرق بكثير من شعرة الإنسان.”
وفقًا لفريق البحث ، يمكن أن يساعد الهيكل غير المعتاد لـ lonsdaleite في إعلام تقنيات التصنيع الجديدة للمواد فائقة الصلابة في تطبيقات التعدين.
ما هو أصل هذه الماسات الغامضة؟
استخدم ماكولوتش وفريقه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، عالم الدكتوراة آلان سالك والدكتور ماثيو فيلد ، تقنيات الفحص المجهري الإلكتروني المتقدمة لالتقاط شرائح صلبة وسليمة من النيازك لإنشاء لقطات سريعة لكيفية تشكل الألماس العادي والماس.
قال مكولوتش: “هناك دليل قوي على أن هناك عملية تشكيل مكتشفة حديثًا للالنسداليت والماس العادي ، والتي تشبه عملية ترسيب البخار الكيميائي فوق الحرج التي حدثت في هذه الصخور الفضائية ، ربما في الكوكب القزم بعد وقت قصير من اصطدام كارثي” .
“ترسيب البخار الكيميائي هو إحدى الطرق التي يصنع بها الناس الماس في المختبر ، وذلك أساسًا من خلال زراعته في غرفة متخصصة.”
البروفيسور دوجال ماكولوتش (يسار) وباحث الدكتوراه آلان سالك من RMIT مع البروفيسور آندي تومكينز من جامعة موناش (على اليمين) في مرفق الفحص المجهري والتحليل الدقيق في RMIT. الائتمان: جامعة RMIT
قال تومكينز إن المجموعة اقترحت أن lonsdaleite في النيازك تكونت من سائل فوق حرج عند درجة حرارة عالية وضغوط معتدلة ، مما يحافظ بشكل مثالي تقريبًا على شكل وملمس الجرافيت الموجود مسبقًا.
قال تومكينز ، زميل المستقبل في ARC في كلية الأرض والغلاف الجوي والبيئة بجامعة موناش: “في وقت لاحق ، تم استبدال لونسداليت جزئيًا بالماس مع برودة البيئة وانخفاض الضغط”.
وهكذا زودتنا الطبيعة بعملية لمحاولة تكرارها في الصناعة. نعتقد أنه يمكن استخدام lonsdaleite لصنع أجزاء آلة بالغة الصلابة إذا تمكنا من تطوير عملية صناعية تعزز استبدال أجزاء الجرافيت مسبقة التشكيل بواسطة lonsdaleite. “
قال تومكينز إن نتائج الدراسة ساعدت في معالجة لغز طويل الأمد يتعلق بتكوين مراحل الكربون في اليوريلايت.
قوة التعاون
قال الدكتور نيك ويلسون من CSIRO إن تعاون التكنولوجيا والخبرة من مختلف المؤسسات المعنية سمح للفريق بتأكيد lonsdaleite بثقة.
في CSIRO ، تم استخدام محلل ميكرو بمسبار إلكتروني لرسم خريطة سريعة للتوزيع النسبي للجرافيت والماس ولونسداليت في العينات.
قال: “بشكل فردي ، كل تقنية من هذه التقنيات تعطينا فكرة جيدة عن ماهية هذه المادة ، ولكن إذا تم أخذها معًا – فهذا حقًا هو المعيار الذهبي”.
المرجع: “Lonsdaleite المتسلسلة لتكوين الماس في Ureilite Meteorites عبر فى الموقع ترسيب السوائل / البخار الكيميائي “بقلم أندرو جي تومكينز ، ونيكولاس سي ويلسون ، وكولين ماكراي ، وآلان سالك ، وماثيو آر فيلد ، وهيلين إي إيه براند ، وأندرو دي لانجيندام ، وناتاشا ر. ستيفن ، وآرون توربي ، وزانيت بينتر ، ولورين إيه .Jennings and Dougal G. McCulloch، 12 سبتمبر 2022، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
DOI: 10.1073 / pnas.2208814119