Метеорит сохранил модификацию углерода

Tomkins et al. / PNAS, 2022

Австралийские ученые исследовали образцы урейлитовых метеоритов, которые были найдены на северо-западе Африки, и в некоторых из них обнаружили крупные включения лонсдейлита — гексагонального алмаза, который ранее не встречался в природе на Земле в большом объеме. В своей работе, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи отмечают, что найденные образцы, вероятнее всего, раньше были частью мантии древней карликовой планеты.

Урейлит — редкий тип каменного метеорита, который имеет уникальный минералогический состав. По сравнению с большинством других метеоритов, урейлиты, как правило, содержат высокий процент углерода (в среднем три процента) в виде графита и наноалмазов. Ранее сообщалось о том, что в некоторых образцах урейлита может встречаться лонсдейлит, который представляет собой полиморфную модификацию углерода с гексагональной решеткой. Впервые о лонсдйлите заговорили в 1967 году после исследования метеоритов из каньона Дьябло и Гоалпара, в которых были обнаружены признаки нового полиморфа углерода. Впоследствии исследователи обнаружили доказательства существования этой структуры в продуктах опытов, в ходе которых графит подвергался статическому или ударному сжатию.

Однако существование лонсдейлита в Земных условиях неоднократно подвергалось сомнению, поскольку ученые не могли найти образцы с достаточно крупными зернами, которые можно было бы однозначно идентифицировать. В некоторых исследованиях выдвигались предположения, что лонсдейлит не существует в природе и, вероятнее всего, представляет собой кубический алмаз, в котором преобладают дефекты двойникования и упаковки, которые и дают дифракционные признаки лонсдейлита. Также ученые не могли точно понять, каким образом в урейлитах образовались и сохранились различные фазы углерода.

Группа австралийских ученых под руководством Эндрю Томкинса (Andrew G. Tomkins) из Университет Монаша исследовала 18 образцов урейлитовых метеоритов, которые были найдены на северо-западе Африки, при помощи электронно-зондового микроанализа (РСМА) в сочетании с просвечивающей электронной микроскопией (ПЭМ) и синхротронной рентгеновской дифракцией. Они обнаружили крупные включения гексагонального алмаза в четырех метеоритах, причем некоторые включения имеют размер до микрометра, что примерно в 1000 раз больше, чем в предыдущих открытиях. Исследователи предполагают, что кристаллы полиморфа алмаза образовались внутри карликовой планеты в результате реакции между графитом, который состоит из атомов углерода, расположенных слоями, и сверхкритической жидкостью из водорода, метана, кислорода и серы, которая, вероятно, образовалась после разрушения планеты из-за столкновения с крупным небесным телом.

Процесс образования кристаллов в метеорите похож на промышленное химическое осаждение из газовой фазы (CVD) при умеренных и низких давлениях, такой вывод может открыть путь к производству формованного лонсдейлита для промышленного применения в будущем. 

От редактора

В изначальном тексте заметки мы указали, что лонсдейлит может быть тверже обычного алмаза приблизительно на 60 процентов. Однако статья, в которой содержалась эта информация, была отозвана. Теории о сверхтвердости лонсдейлита так и не нашли подтверждения. Редакция приносит извинения за допущенную неточность.

Метеориты нередко становятся предметом пристального исследования ученых, поскольку они могут многое сказать не только о происхождении планет и других объектов космоса, но и о Земле. Недавно ученые выяснили, что углистые хондриты могли доставить на Землю до трети общего количества цинка. Они так же могли быть источником других элементов помимо цинка — ртути, селена, благородных газов.

Алиса Родина

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.