Atunci când asteroizii lovesc Pământul, un material mai dur decât diamantele se formează

Atunci când carbonul este supus unor temperaturi și presiuni extreme în interiorul Pământului, acesta se poate cristaliza și transforma în diamant, cel mai dur mineral natural de pe planetă (deși nu neapărat și cel mai rezistent). Dar se pare că asteroizii pot lovi Pământul cu o asemenea forță încât formează un material mai dur decât diamantul.

Însă se pare că există mai multe moduri de a forma un diamant. În 1891, cercetând un meteorit descoperit în Canyon Diablo, Arizona, oamenii de știință au observat prezența unor „particule dure” în interiorul acestuia. Mai târziu, în 1939, s-a confirmat că acestea erau un amestec de diamant, grafit și o substanță nouă, nemaivăzută până atunci, denumită ulterior „lonsdaleit”, în onoarea profesoarei Dame Kathleen Lonsdale, specialistă în cristalografie.

• Pungile de perfuzii ar pompa microplastice direct în fluxul sanguin, sugerează oamenii de știință
• Cercetătorii au găsit o legătură între dietă și cancerul pulmonar

Inițial, cercetătorii au presupus că acest material neobișnuit este o variantă de diamant cu structură hexagonală, spre deosebire de forma cubică obișnuită a diamantelor clasice. Însă, analizând mostrele meteoritului în 2022, o echipă de specialiști a descoperit că acestea conțineau, de fapt, diamante nanostructurate, cu straturi de tip grafenic intercalate între ele. Din punct de vedere tehnic, proba analizată era un diaphit, adică o combinație a două minerale care cresc simultan, ceea ce duce la o structură cristalină mai puțin ordonată, plină de „erori” de aliniere.

Impactul asteroizilor poate crea un material mai dur decât diamantul

Dar cum ajung diamantele și lonsdaleitul în asteroizi și comete, care nu sunt caracterizate de temperaturi sau presiuni ridicate? Când meteoriții se prăbușesc pe Pământ, impactul este atât de puternic încât poate genera pe loc un material mai dur decât diamantul.

„Dovezile sugerează că aceste ‘diamante’ s-au format prin compresia la șoc a grafitului inițial. Analizele de spectroscopie Raman au relevat că anumite zone din interiorul unor granule prezentau semnătura diamantului cubic cristalin, indicând faptul că temperaturile atinse în timpul impactului au fost suficient de ridicate pentru a permite această transformare termodinamică”, a explicat echipa de cercetători în studiu.

Diamantele și lonsdaleitul pot lua naștere și în spațiu, atunci când obiectele cosmice se ciocnesc. O altă echipă de cercetători a sugerat în 2022 că aceste structuri s-au format în urma unei coliziuni antice dintre un asteroid de mari dimensiuni și o planetă pitică.

„Există dovezi solide că s-a descoperit un nou proces de formare a lonsdaleitului și a diamantului clasic, asemănător cu procesul de depunere chimică dintr-o fază supercritică, care s-a petrecut în aceste roci spațiale, probabil într-o planetă pitică, la scurt timp după o coliziune catastrofală”, a declarat profesorul Dougal McCulloch, director al RMIT Microscopy and Microanalysis Facility (Australia).

Depunerea chimică din fază de vapori (chemical vapour deposition) este, de altfel, una dintre metodele folosite pentru crearea diamantelor sintetice în laborator, prin creșterea cristalelor într-o cameră specializată.

Un material util în domeniul electronicii

Echipa de cercetători consideră că lonsdaleitul s-a format inițial într-un fluid supercritic din interiorul meteoritului, păstrând structura grafitului preexistent. Ulterior, pe măsură ce materialul s-a răcit, o parte din lonsdaleit s-a transformat în diamant.

Dincolo de faptul că este un mineral fascinant, lonsdaleitul se dovedește a fi cu 58% mai rezistent la stres decât diamantul. Mai mult, el ar putea avea și alte proprietăți utile dacă va putea fi produs în cantități suficiente în laborator.

„Pe lângă proprietățile sale mecanice remarcabile, care combină rezistența extremă la comprimare și la rupere a diamantului cu structurile grafitice intercalate, ne așteptăm ca aceste materiale să prezinte și caracteristici electronice valoroase. Structurile de diaphit, având interfețe conductoare între straturile de grafen și diamant, oferă un nou mecanism prin care pot apărea căi superconductoare în acest material, altfel izolator”, a explicat prima echipă de cercetători.

Astfel, acest nou tip de diamant, format în mod natural prin impact, și nu prin căldură și presiune extremă din interiorul Pământului, ar putea avea aplicații promițătoare în domeniul electronicii și al conductorilor, scrie IFL Science.

Vă recomandăm să citiți și:

Astronomii dezvăluie cel mai mare jet radio văzut vreodată în Universul timpuriu

O simulare cuantică a dezvăluit cum bulele cosmice ar putea prăbuși Universul

„Marile canioane” de pe Lună au fost create în doar 10 minute catastrofale, relevă un studiu

Cercetătorii au simulat prăbușirea asteroidului Bennu pe Pământ. Care ar fi consecințele?