Steinen, kalt lonsdaleite, har en hardhet og styrke som overstiger en vanlig diamant. Det sjeldne mineralet kom hit ved hjelp av en meteoritt, har ny forskning antydet.
Avsløringen begynte å utfolde seg da geolog Andy Tomkins, professor ved Monash University i Australia, var ute i felten og kategoriserte meteoritter. Han kom over en merkelig «bøyd» slags diamant i en rombergart i Nordvest-Afrika, sa studiemedforfatter Alan Salek, doktorgradsstudent og forsker ved RMIT University i Australia.
Tomkins teoretiserte at meteoritten som holdt lonsdaleitten kom fra mantelen til en dvergplanet som eksisterte rundt 4,5 milliarder år, sa Salek.
“Dvergplaneten ble deretter katastrofalt truffet av en asteroide, og slapp trykk og førte til dannelsen av disse virkelig merkelige diamantene,” la han til.
Med sine banebrytende metoder og muligheter for fremtiden er oppdagelsen spennende, sa Paul Asimow, professor i geologi og geokjemi ved California Institute of Technology. Asimow var ikke involvert i studien.
“Det drar virkelig nytte av en rekke nyere utviklinger innen mikroskopi for å gjøre det de gjorde så godt som de gjorde det,” sa Asimow.
Teamet var i stand til å analysere meteoritten ved hjelp av elektronmikroskopi og avanserte synkrotronteknikker, som bygde kart over romobjektets komponenter, inkludert lonsdaleitt, diamant og grafitt, ifølge studien.
Diamanter og lonsdaleite kan dannes på tre måter. Det kan være gjennom høyt trykk og temperatur over lang tid, som er hvordan diamanter dannes på jordoverflaten; sjokket av en hypervelocity kollisjon av en meteor; eller frigjøring av damper fra brutt grafitt som vil feste seg til et lite diamantfragment og bygge på det, sa Asimow.
Metoden som lager mineralet kan påvirke størrelsen, la han til. Forskere foreslo i denne studien at den tredje metoden dannet det større utvalget de hadde funnet.
“Naturen har dermed gitt oss en prosess for å prøve å replikere i industrien,” sa Tomkins i en pressemelding. “Vi tror at lonsdaleite kan brukes til å lage små, ultraharde maskindeler hvis vi kan utvikle en industriell prosess som fremmer erstatning av forhåndsformede grafittdeler med lonsdaleite.”
Hva er det egentlig?
Lenge før denne oppdagelsen har forskere diskutert eksistensen av lonsdaleite, sa Asimow.
“Det virker som en merkelig påstand at vi har et navn for en ting, og vi er alle enige om hva det er,” la han til, “og likevel er det påstander i samfunnet om at det ikke er et ekte mineral, det er ikke en ekte krystall, at du kunne ha en makroskopisk skala.”
Forskere identifiserte først biter av mineralet i 1967, men de var små – omtrent 1 til 2 nanometer, som er 1000 ganger mindre enn det som ble funnet i den siste oppdagelsen, sa Salek.
Å finne en større prøve har vist at lonsdaleite ikke bare er en anomali fra andre diamanter, sa Asimow.
Vanlige diamanter, som de du ser i fine smykker, er laget av karbon og har en kubisk atomstruktur, sa Salek. Som det hardeste materialet kjent til nå, brukes de også i produksjon.
Lonsdaleite er også laget av karbon, men den har en uvanlig sekskantet struktur i stedet, la han til.
Forskere har kommet opp med modeller for strukturen til lonsdaleite før, og de teoretiserte at den sekskantede strukturen kunne gjøre den opptil 58% hardere enn vanlige diamanter, sa Salek. Denne hardheten kan gjøre den sjeldne romdiamanten til en verdifull ressurs for industrielle applikasjoner hvis forskere kan finne en måte å bruke den nye produksjonsmetoden til å lage mineraler som er store nok.
Hva betyr det for oss?
Nå som forskere vet om dette mineralet, reiser oppdagelsen spørsmålet om de kan replikere det.
Verktøy som sagblad, bor og gruveplasser må være holdbart og slitesterkt, så en klar tilførsel av lonsdaleite kan få dem til å yte enda bedre, sa Salek. Og nå med en troverdig vitenskapelig teori om hvordan disse større forekomstene ble dannet, eksisterer det en grov plan for å lage lonsdaleite i et laboratorium.
Fra denne oppdagelsen kan vi også lære mer om universets interaksjoner, sa Phil Sutton, universitetslektor i astrofysikk ved University of Lincoln i Storbritannia. Sutton var ikke involvert i forskningen.
For å avdekke historien om hvor vi kommer fra og hvordan vi utviklet oss, la han til, er det viktig å vite at materialer ble utvekslet mellom miljøer – selv på tvers av solsystemer.
Forskere oppkalte lonsdaleite etter krystallografen Dame Kathleen Lonsdale, som i 1945 ble en av de første kvinnene som ble valgt som stipendiat til Royal Society of London.