Monash Üniversitesi’nden Profesör Andy Tomkins (solda), RMIT Üniversitesi’nden Doktora uzmanı Alan Salek ve bir ureilite meteor örneği. Kredi bilgileri: RMIT Üniversitesi
Güneş sistemimizdeki eski bir cüce gezegenden gelen tuhaf elmaslar, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce cüce gezegenin büyük bir asteroit ile çarpışmasından kısa bir süre sonra oluşmuş olabilir.
Bir grup bilim insanı, bir cüce gezegenin mantosundan çıkan ureilite meteoritlerinde, nadir görülen altıgen bir elmas şekli olan lonsdaleitin varlığını doğruladıklarını söylüyor.
Lonsdaleite adını, Kraliyet Cemiyeti Üyesi olarak seçilen ilk kadın olan ünlü İngiliz öncü kadın kristalograf Dame Kathleen Lonsdale’den almıştır.
Araştırma ekibi – Monash Üniversitesi, RMIT Üniversitesi, CSIRO, Avustralya Synchrotron ve Plymouth Üniversitesi’nden bilim adamları ile – lonsdaleitin ureilite meteoritlerinde nasıl oluştuğuna dair kanıtlar buldu. Bulgularını 12 Eylül’de dergide yayınladılar. Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı (PNAS). Monash Üniversitesi’nden jeolog Profesör Andy Tomkins çalışmayı yönetti.
Kristal yapıya referansla altıgen elmas olarak da bilinen Lonsdaleit, geleneksel elmasın kübik kafesinin aksine, altıgen kafesli bir karbon allotropudur. Bir kristalograf olan Kathleen Lonsdale’in onuruna seçildi.
İlgili kıdemli araştırmacılardan biri olan RMIT Profesörü Dougal McCulloch, ekibin lonsdaleite atomlarının altıgen yapısının, onu kübik bir yapıya sahip olan normal elmaslardan potansiyel olarak daha zor hale getirdiğini tahmin ettiğini söyledi.
RMIT Mikroskopi ve Mikroanaliz Tesisi Direktörü McCulloch, “Bu çalışma, lonsdaleitin doğada var olduğunu kategorik olarak kanıtlıyor” dedi.
“Ayrıca bugüne kadar bilinen en büyük lonsdaleit kristallerini de keşfettik ve boyutları bir mikrona kadar çıktı – insan saçından çok çok daha ince.”
Araştırma ekibine göre, lonsdaleitin olağandışı yapısı, madencilik uygulamalarında ultra sert malzemeler için yeni üretim tekniklerinin bilgilendirilmesine yardımcı olabilir.
Bu gizemli elmasların kökeni nedir?
McCulloch ve RMIT ekibi, doktora uzmanı Alan Salek ve Dr. Matthew Field, lonsdaleit ve normal elmasların nasıl oluştuğunun anlık görüntülerini oluşturmak için meteorlardan katı ve sağlam dilimler yakalamak için gelişmiş elektron mikroskobu tekniklerini kullandı.
McCulloch, “Lonsdaleit ve normal elmas için, bu uzay kayalarında, muhtemelen cüce gezegende, felaketle sonuçlanan bir çarpışmadan kısa bir süre sonra meydana gelen süper kritik bir kimyasal buhar biriktirme sürecine benzeyen yeni keşfedilen bir oluşum süreci olduğuna dair güçlü kanıtlar var.” Dedi. .
“Kimyasal buhar biriktirme, insanların laboratuvarda, esasen onları özel bir odada yetiştirerek elmas yapma yollarından biridir.”
RMIT’den Profesör Dougal McCulloch (solda) ve doktora uzmanı Alan Salek ile Monash Üniversitesi’nden Profesör Andy Tomkins (sağda) RMIT Mikroskopi ve Mikroanaliz Tesisinde. Kredi bilgileri: RMIT Üniversitesi
Tomkins, grubun göktaşlarındaki lonsdaleitin yüksek sıcaklık ve orta basınçta süper kritik bir sıvıdan oluştuğunu ve önceden var olan grafitin şeklini ve dokularını neredeyse mükemmel şekilde koruduğunu öne sürdüğünü söyledi.
Monash Üniversitesi Dünya, Atmosfer ve Çevre Okulu’nda ARC Gelecek Araştırmacısı olan Tomkins, “Daha sonra, çevre soğudukça ve basınç azaldıkça lonsdaleit kısmen elmasla değiştirildi” dedi.
“Doğa böylece bize endüstride denemek ve kopyalamak için bir süreç sağladı. Önceden şekillendirilmiş grafit parçaların lonsdaleite ile değiştirilmesini teşvik eden bir endüstriyel süreç geliştirebilirsek, lonsdaleit’in küçük, ultra sert makine parçaları yapmak için kullanılabileceğini düşünüyoruz.”
Tomkins, çalışma bulgularının üreilitler içindeki karbon fazlarının oluşumuyla ilgili uzun süredir devam eden bir gizemi çözmeye yardımcı olduğunu söyledi.
İşbirliğinin gücü
CSIRO’dan Dr. Nick Wilson, ilgili çeşitli kurumlardan teknoloji ve uzmanlık işbirliğinin, ekibin lonsdaleite’yi güvenle doğrulamasını sağladığını söyledi.
CSIRO’da, numunelerdeki grafit, elmas ve lonsdaleitin nispi dağılımını hızlı bir şekilde haritalamak için bir elektron probu mikroanalizörü kullanıldı.
“Bireysel olarak, bu tekniklerin her biri bize bu malzemenin ne olduğu hakkında iyi bir fikir veriyor, ancak birlikte ele alındığında – bu gerçekten altın standart” dedi.
Referans: “Üreilit Meteoritlerinde Elmas Oluşumuna Sıralı Lonsdaleite Yerinde Chemical Fluid/Vapor Deposition”, Andrew G. Tomkins, Nicholas C. Wilson, Colin MacRae, Alan Salek, Matthew R. Field, Helen EA Brand, Andrew D. Langendam, Natasha R. Stephen, Aaron Torpy, Zsanett Pinter, Lauren A Jennings ve Dougal G. McCulloch, 12 Eylül 2022, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
DOI: 10.1073/pnas.2208814119