Nach einem Zwischenfall im Weltraum bildeten sich seltsame Diamanten

Laut Wissenschaftlern könnten sich seltsame Diamanten von einem alten Zwergplaneten in unserem Sonnensystem gebildet haben, kurz nachdem der Zwergplanet vor etwa 4,5 Milliarden Jahren mit einem großen Asteroiden* kollidierte.

Das Forschungsteam bestätigte die Existenz einer seltenen sechseckigen* Diamantform namens „lonsdaleit“, nachdem es Ureilit*-Meteoriten* analysiert hatte, die vom Zwergplaneten stammten.

Lonsdaleit ist nach der berühmten britischen Kristallographie*-Pionierin* Dame Kathleen Lonsdale (1903-1971) benannt, der ersten Frau, die zur Royal Society Fellow* gewählt wurde.

Das Team fand Beweise dafür, wie sich Lonsdaleit bildete, indem es Ureilit-Meteoriten untersuchte, die auf der Erde gelandet waren.

Professor Dougal McCulloch, Direktor der RMIT Microscopy* and Microanalysis Facility, einer der leitenden beteiligten Forscher, sagte, das Team habe vorhergesagt, dass die hexagonale Struktur der Atome von Lonsdaleit ihn möglicherweise härter mache als normale Diamanten, die eine kubische* Struktur haben.

„Diese Studie beweist kategorisch, dass Lonsdaleit in der Natur existiert“, sagte Prof. McCulloch.

„Wir haben auch die größten bisher bekannten Lonsdaleit-Kristalle entdeckt, die bis zu einem Mikrometer groß sind – viel, viel dünner als ein menschliches Haar.“

Das Team sagte, die ungewöhnliche Struktur von Lonsdaleit könnte dazu beitragen, neue Herstellungstechniken für ultraharte Materialien in Bergbauanwendungen zu entwickeln.

Prof. McCulloch und sein RMIT-Team – der Doktorand Alan Salek und Dr. Matthew Field – nutzten fortschrittliche Elektronenmikroskopietechniken, um solide und intakte Scheiben der Meteoriten einzufangen und Schnappschüsse davon zu erstellen, wie Lonsdaleit und normale Diamanten entstanden.

„Es gibt starke Hinweise darauf, dass es einen neu entdeckten Bildungsprozess für Lonsdaleit und regulären Diamanten gibt, der einem überkritischen* chemischen Gasphasenabscheidungsprozess* ähnelt, der in diesen Weltraumgesteinen stattgefunden hat, wahrscheinlich auf dem Zwergplaneten kurz nach einer katastrophalen Kollision.“ sagte Prof. McCulloch.

„Die chemische Gasphasenabscheidung ist eine der Methoden, mit denen Menschen Diamanten im Labor herstellen, im Wesentlichen indem sie sie in einer speziellen Kammer wachsen lassen.“

Die in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlichte Studie wurde vom Geologen Professor Andy Tomkins von der Monash University geleitet.

Prof. Tomkins sagte, das Team habe vorgeschlagen, dass Lonsdaleit in den Meteoriten aus einer überkritischen Flüssigkeit bei hoher Temperatur und mäßigem Druck entstanden sei und dabei die Form und Textur des bereits vorhandenen Graphits nahezu perfekt erhalten habe*.

„Später wurde Lonsdaleit teilweise durch Diamant ersetzt, als die Umgebung abkühlte und der Druck abnahm“, sagte Prof. Tomkins.

„Die Natur hat uns somit einen Prozess zur Verfügung gestellt, den wir in der Industrie nachahmen können. Wir glauben, dass Lonsdaleit zur Herstellung winziger, ultraharter Maschinenteile verwendet werden könnte, wenn wir einen industriellen Prozess entwickeln könnten, der den Ersatz vorgeformter Graphitteile durch Lonsdaleit fördert.“ ."

Prof. Tomkins sagte, die Studienergebnisse hätten dazu beigetragen, ein seit langem bestehendes Rätsel hinsichtlich der Bildung von Kohlenstoffphasen in Ureiliten zu lösen.

Dr. Nick Wilson vom CSIRO sagte, die Zusammenarbeit von Technologie und Fachwissen verschiedener Institutionen habe es dem Team ermöglicht, den Lonsdaleit mit Zuversicht zu bestätigen, wobei Wissenschaftler der Monash University, der RMIT University, des CSIRO, des Australian Synchrotron und der Plymouth University beteiligt waren.

Bei CSIRO wurde ein Elektronensonden-Mikroanalysator* verwendet, um schnell die relative Verteilung von Graphit, Diamant und Lonsdaleit in den Proben zu kartieren.

„Jede dieser Techniken gibt uns einzeln eine gute Vorstellung davon, um welches Material es sich handelt, aber zusammengenommen ist das wirklich der Goldstandard“, sagte Dr. Wilson.

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AKTIVITÄTEN IM KLASSENZIMMER1. Herstellung von Lonsdaleit Nachdem Sie den Kids News-Artikel über Lonsdaleit und seine Entstehung gelesen haben, erstellen Sie ein kreisförmiges Flussdiagramm, das den gesamten Produktionsprozess zeigt. Versuchen Sie, das Flussdiagramm einfach zu halten, indem Sie für jede Phase des Prozesses nur Schlüsselwörter verwenden.

Zeit: Nehmen Sie sich 20 Minuten Zeit, um diese Aktivität abzuschließen. Links zum Lehrplan: Englisch; Wissenschaft; Kritisches und kreatives Denken

2. Erweiterung Wenn Sie ein Schmuckstück mit einem oder mehreren dieser Lonsdaleit-Diamanten entwerfen könnten, welches wäre das?

Skizzieren Sie unten Ihren Entwurf.

Zeit: Nehmen Sie sich 15 Minuten Zeit, um diese Aktivität abzuschließen. Links zum Lehrplan: Englisch; Bildende Kunst

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