شكل غريب من الماس الفضائي يمكن أن يكون له أصوله داخل كوكب ميت طويل

بلورة لونسداليت في عينة نيزكية. (تومكينز وآخرون ، PNAS ، 2022)

يعتقد العلماء أنهم اكتشفوا أخيرًا سبب استدعاء شكل فائق الصلابة من الماس لونسداليت يوجد داخل نوع نادر من النيزك. إذا كان الباحثون على حق ، فإن قصة أصل البلورة صادمة تمامًا مثل المادة نفسها.

على عكس الماس التقليدي الذي يتشكل متى يتم ضغط الجرافيت ببطء من خلال الضغوط العميقة داخل وشاح الأرض ، ربما تكون لونسداليت قد تشكل في فوضى تصادم كارثي في ​​الفضاء بين الكواكب.

يتكون الماس العادي من ذرات الكربون مع جميع الإلكترونات الأربعة المتاحة التي ترتبط مع جار في نمط رباعي السطوح ، مما يجعل الهيكل بأكمله قويًا بما يكفي لجعل البلورة واحدة من أصعب المواد على الأرض.

Lonsdaleite هو أيضًا بلور مصنوع من الكربون ، فقط بهيكل يحافظ تمامًا على الشكل السداسي للجرافيت.

حسب نماذج الكمبيوتر ، يجب أن يجعل هذا الهيكل المادة أكثر صلابة من الماس التقليدي. لكن إثبات هذه الفرضية صعب.

Lonsdaleite نادر جدًا ، والعينات القليلة التي تم جمعها حتى الآن أرق بكثير من شعرة الإنسان ، مما يجعل تحليلها في المختبر تحديًا.

تم التعرف على المادة الغريبة لأول مرةفينيزكفي عام 1967، وقد أربك العلماء كثيرًا منذ ذلك الحين.في عام 2014 ، مجموعة من الباحثين جادل لم يكن هذا lonsdaleite في الواقع مادة منفصلة ، طبيعية ، ولكنه ، بدلاً من ذلك ، ماس تقليدي كان ببساطة في حالة من الفوضى.

لكن في السنوات التي تلت ذلك ، لم تصمد هذه الفرضية أمام التدقيق.

بينما تم العثور على lonsdaleite في الغالب في نوع نادر من النيزك الصخري يسمى ureilite ، فقد تم تصنيعه أيضًا في المختبر تحت درجات حرارة عالية ، و المحددة على الأرض في الأماكن التي يعتقد أنها تعرضت للكويكبات.

يعتقد أن اليوريلايت قد نشأت في كوكب قزم طمس طويل ، ملطخ الآن من خلال النظام الشمسي على شكل قطع صغيرة من الحطام الفضائي.

يدعم هذا أيضًا نظرية أصل الاصطدام لـ lonsdaleite ، على الرغم من عدم اتفاق جميع العلماء.

باستخدام تقنيات المجهر الإلكتروني المتقدمة على 18 عينة من اليوريليت ، قام فريق دولي من الباحثين بالتركيز على تكوين lonsdaleite بشكل لم يسبق له مثيل.

يقول المؤلفون إنهم أثبتوا أخيرًا أن lonsdaleite يمكن أن يتشكل بشكل طبيعي وبطريقة مشابهة بشكل ملحوظ لكيفية توليف العلماء للمواد في المختبر.

هناك دليل قوي على أن هناك عملية تشكيل مكتشفة حديثًا للماس اللونساليت والماس العادي ، والتي تشبه عملية ترسيب البخار الكيميائي فوق الحرج (CVD) التي حدثت في هذه الصخور الفضائية ، ربما في الكوكب القزم بعد وقت قصير من اصطدام كارثي ، ' يشرح الميكروسكوب دوجال ماكولوتش من جامعة RMIT في أستراليا.

'ترسيب البخار الكيميائي هو إحدى الطرق التي يصنع بها الناس الماس في المختبر ، وذلك أساسًا عن طريق زراعته في غرفة متخصصة.'

تتوافق النتائج مع الأبحاث السابقة التي وجدت أيضًا توقيعات في النيازك المليئة بالماس والتي تتوافق مع عمليات CVD منخفضة الضغط.

ولكن خلافا ل بعض الأوراق الأخرى ، يشير هذا إلى أن لونسداليت يتشكل في بيئة مضغوطة بشكل معتدل من تأثير بين كتلة ذات حجم كاف وكوكب قزم-ليس في عباءة عالية الضغط لكوكب أكبر ، كما هو الحال مع الماس التقليدي.

احتوت معظم عينات النيزك التي تم تحليلها في هذه الدراسة الأخيرة على مجموعات من الماس الصغير المدمج في الجرافيت. كانت هذه المقاطع الغنية بالألماس مجاورة للبقع التي لا تحتوي على الماس ، وفي ما بينها ، وجد الباحثون غالبًا بنية سداسية الشكل من لونسداليت.

وفقًا للباحثين ، إذا تم إعطاء التركيبة الصحيحة للمعادن صدمة كبيرة بما يكفي ، يمكن للغاز الساخن والسوائل أن يتشتت نظريًا على طول الكسور وحدود الحبوب ، مما يؤدي إلى صدمة الجرافيت في بنية سداسية الشكل في لونسداليت. عندما تبرد الصخور ، يمكن أن تشكل هذه المناطق حبات فرعية من مادة فائقة الصلابة.

'وهكذا زودتنا الطبيعة بعملية لمحاولة تكرارها في الصناعة ،' يقول عالم الجيولوجيا آندي تومكينز من جامعة موناش في أستراليا.

نعتقد أنه يمكن استخدام lonsdaleite في صنع أجزاء آلة صغيرة شديدة الصلابة إذا تمكنا من تطوير عملية صناعية تعزز استبدال أجزاء الجرافيت مسبقة التشكيل بواسطة lonsdaleite.

في يوم من الأيام ، يمكن أن يصنع حتى ملف خاتم خطوبة نادر للغاية .

تم نشر الدراسة في PNAS .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.