Treffen Sie den mysteriösen Diamanten aus dem Weltraum

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Wissenschaftler haben über seine Existenz diskutiert. Winzige Spuren lieferten Hinweise. Jetzt haben Forscher die Existenz eines himmlischen Diamanten bestätigt, nachdem sie ihn auf der Erdoberfläche gefunden hatten.

Der Stein, Lonsdaleit genannt, hat eine Härte und Festigkeit, die die eines normalen Diamanten übertrifft. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass das seltene Mineral durch einen Meteoriten hierher gelangte.

Darüber hinaus könnte der natürliche chemische Prozess, durch den Wissenschaftler glauben, dass sich Lonsdaleit gebildet hat, eine Möglichkeit zur Herstellung extrem haltbarer Industriekomponenten sein, so die Autoren der Studie, die am 12. September in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde.

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Die Entdeckung begann, als der Geologe Andy Tomkins, Professor an der Monash University in Australien, draußen vor Ort Meteoriten kategorisierte. Er sei in einem Weltraumfelsen im Nordwesten Afrikas auf einen seltsamen „gebogenen“ Diamanten gestoßen, sagte Studienkoautor Alan Salek, Doktorand und Forscher an der RMIT University in Australien.

Tomkins vermutete, dass der Meteorit, der den Lonsdaleit enthielt, aus dem Mantel eines Zwergplaneten stammte, der vor etwa 4,5 Milliarden Jahren existierte, sagte Salek.

„Dann wurde der Zwergplanet katastrophal von einem Asteroiden getroffen, der Druck freisetzte und zur Bildung dieser wirklich seltsamen Diamanten führte“, fügte er hinzu.

Mit ihren hochmodernen Methoden und Möglichkeiten für die Zukunft sei die Entdeckung aufregend, sagte Paul Asimow, Professor für Geologie und Geochemie am California Institute of Technology. Asimow war an der Studie nicht beteiligt.

„Es nutzt wirklich eine Reihe neuerer Entwicklungen in der Mikroskopie, um das, was sie getan haben, genauso gut zu machen, wie sie es gemacht haben“, sagte Asimow.

Das Team konnte den Meteoriten mit Hilfe von Elektronenmikroskopie und fortschrittlichen Synchrotrontechniken analysieren und so Karten der Bestandteile des Weltraumobjekts erstellen, darunter Lonsdaleit, Diamant und Graphit, heißt es in der Studie.

Diamanten und Lonsdaleit können auf drei Arten entstehen. Es kann durch hohen Druck und hohe Temperatur über einen langen Zeitraum entstehen, wodurch Diamanten auf der Erdoberfläche entstehen. der Schock einer Hypergeschwindigkeitskollision eines Meteors; oder die Freisetzung von Dämpfen aus zerkleinertem Graphit, die sich an einem kleinen Diamantfragment festsetzen und darauf aufbauen würden, sagte Asimow.

Die Methode, mit der das Mineral erzeugt wird, könne seine Größe beeinflussen, fügte er hinzu. Die Forscher schlugen in dieser Studie vor, dass die dritte Methode die größere Stichprobe bildete, die sie gefunden hatten.

„Die Natur hat uns damit einen Prozess zur Verfügung gestellt, den wir in der Industrie nachahmen können“, sagte Tomkins in einer Pressemitteilung. „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.“

Lange vor dieser Entdeckung hätten Wissenschaftler über die Existenz von Lonsdaleit diskutiert, sagte Asimow.

„Es scheint eine seltsame Behauptung zu sein, dass wir einen Namen für etwas haben, und wir sind uns alle einig, was es ist“, fügte er hinzu, „und dennoch gibt es in der Gemeinschaft Behauptungen, dass es kein echtes Mineral, kein echter Kristall sei.“ dass es einen makroskopischen Maßstab geben könnte.

Wissenschaftler identifizierten erstmals 1967 Teile des Minerals, aber sie waren winzig – etwa 1 bis 2 Nanometer, was 1.000 Mal kleiner ist als das, was bei der jüngsten Entdeckung gefunden wurde, sagte Salek.

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Die Entdeckung einer größeren Probe habe gezeigt, dass Lonsdaleit nicht nur eine Anomalie anderer Diamanten sei, sagte Asimow.

Normale Diamanten, wie man sie in edlem Schmuck sieht, bestehen aus Kohlenstoff und haben eine kubische Atomstruktur, sagte Salek. Als härtestes bisher bekanntes Material werden sie auch in der Fertigung eingesetzt.

Lonsdaleit bestehe ebenfalls aus Kohlenstoff, habe aber stattdessen eine ungewöhnliche sechseckige Struktur, fügte er hinzu.

Forscher haben bereits Modelle für die Struktur von Lonsdaleit entwickelt und die Theorie aufgestellt, dass die sechseckige Struktur ihn bis zu 58 % härter machen könnte als normale Diamanten, sagte Salek. Diese Härte könnte den seltenen Weltraumdiamanten zu einer wertvollen Ressource für industrielle Anwendungen machen, wenn Wissenschaftler einen Weg finden, mit der neuen Produktionsmethode Mineralien herzustellen, die groß genug sind.

Da Wissenschaftler nun über dieses Mineral Bescheid wissen, wirft die Entdeckung die Frage auf, ob sie es nachbilden können.

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Werkzeuge wie Sägeblätter, Bohrer und Bergbaumaschinen müssen dauerhaft hart und verschleißfest sein, so dass ein Vorrat an Lonsdaleit ihre Leistung noch steigern könnte, sagte Salek. Und da es nun eine glaubwürdige wissenschaftliche Theorie darüber gibt, wie diese größeren Ablagerungen entstanden sind, gibt es einen groben Plan für die Herstellung von Lonsdaleit in einem Labor.

„Aus dieser Entdeckung können wir auch mehr über die Wechselwirkungen des Universums lernen“, sagte Phil Sutton, Dozent für Astrophysik an der University of Lincoln im Vereinigten Königreich. Sutton war an der Forschung nicht beteiligt.

Um die Geschichte unserer Herkunft und unserer Entwicklung aufzudecken, fügte er hinzu, sei es wichtig zu wissen, dass Materialien zwischen Umgebungen ausgetauscht wurden – sogar über Sonnensysteme hinweg.

Wissenschaftler benannten Lonsdaleit nach der Kristallographin Dame Kathleen Lonsdale, die 1945 als eine der ersten Frauen als Fellow in die Royal Society of London gewählt wurde.