Des diamants d’un autre monde retrouvés sur Terre

The mysterious hexagonal diamonds that are not found naturally on Earth have been identified in quatre météorites du nord-ouest de l’Afrique. Enquêtant sur leur formation, des chercheurs australiens ont découvert que ces derniers avaient été forgés au cours d’un violent cataclysme sur une ancienne planete naine. Les détails de l’étude sont publiés dans la revue PNAS.

De la lonsdaléite dans des météorites

Diamonds are not specially known for their flexibility. The discovery of several “folded” structures inside four African meteorites has quickly intrigued the researchers of the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO). Ces petites roches appartenaient à une classe connue sous le nom d’uréilites. Ces météorites pierreuses, riches en carbone, contain souvent de minuscules diamants, mais jamais sous cette forme.

Pour en apprendre davantage, the researchers have mapped the distribution of carbon in several samples. Ce faisant, ils ont trouvé des preuves que ces diamants déformés étaiten en réalité de la lonsdaléite. Il s’agit d’une sorte de diamond hexagonal qui, comme les diamants ordinaires, est fait de carbone. The difference is that its atoms are arranged in a hexagonal structure rather than a cubic one.

Une analysis par microscopie électronique à transmission (TEM) à haute résolution a ensuite conférme que ces météorites contenaient bien de la lonsdaléite. Ces diamants étaient également les plus gros cristaux de ce type de minéral jamais trouvés (jusqu’à un micromètre de long). Les précédentes samples recueilles dans plusieres méteorites collectées il ya plusieurs decennieres aux États Unis et en Inde étaiten en effet beaucoup plus petits, à l’échelle du nanomètre.

Mais cela n’explicait toujours pas comment ces diamants hexagonalaux avaient été pliés. D’autres indices sont apparus lorsque l’équipe a remarquez qu’une partie de la lonsdaléite avait été convertie en graphite et en diamant cubique. The team then compared the distribution of all these crystals in eight different samples of uréilite in order to reconstitute their probable origin.

diamonds lonsdaleite
Une image de microanalyseur à sonde électronique d’un fragment de meteorite. The different minerals present are: Fer (rouge), magnesium (vert), silicon (bleu), lonsdaleite (yellow) and diamant (rose). Source: PNAS

Des reliques du système solaire

Lorscur’ils se sont pliés pour la première fois, ces crystals n était pas encore realtement du diamant mais simplement du graphite. Cette matière se serait retrouvée dans le manteau d’une planète naine il ya environ 4,5 milliards d’années, lorsque le système solaire était encore en formation. Au fil du temps, les températures élevés et la pression des materiaux environnants would have déformed ce graphite afin de lui faire prendre la forme pliée que l’on voit aujourd’hui.

Plus tard, les chercheurs pensent que cette planète naine est entrée en collision avec un autre objet massif. The analysis suggests that the crystals were created by a reaction between graphite – which is made up of carbon atoms stratified in leaves – and a supercritical fluid of hydrogen, methane, oxygen and sulfur chemical products formed during de l’impact.

Pour rappel, on parle de fluide supercritical lorsqu’un fluide est chauffé au-delà de sa température critique et lorsqu’il est comprimé au-dessus de sa pressure critique. « Lorsque la planete s’est effondrée, c’était comme unlever le couvercle d’une bouteille de Coca. This released the pressure and this chute of pressure combined with elevated temperatures led to the release of the supercritical fluid.« , summed up Andy Tomkins, de l’Université Monash de Melbourne.

The cataclysme would also destroy the major part of the planet of origin, dispersing its materials in space. Certains would have ended in finale sur Terre.

Ce processus de formation naturelle est assez similaire à celui par lequel les diamants ordinaires sont fabriqués en laboratoire. Cela suggests que quelques ajustements potrouillet finalemente produire de la lonsdaléite à la place. En théorie, ces diamants hexagonalaux should be être environment 60 % plus durs que les diamants ordinaires en raison de leur structure. Cette dureté supplémentaire pourrait alors avoir d’importantes applications industrielles s’ils pouvant être fabriqués syntheticmente.

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