În deșerturile din nord-vestul Africii, patru meteorite au scos la iveală ceva ce nu se formează în mod natural pe Pământ: diamante hexagonale.
Când au încercat să înțeleagă cum au apărut, cercetători australieni au urmat firul probelor până la un cataclism violent petrecut pe o veche planetă pitică. Concluziile lor, publicate în PNAS, reconstruiesc povestea unor cristale născute din impact și transformări extreme.
Totul a pornit de la o anomalie. Diamantele nu sunt cunoscute pentru flexibilitate, însă în interiorul acestor meteorite au apărut structuri „îndoite”, imposibil de ignorat pentru echipa de la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO).
Rocile aparțin unei clase numite ureilite, meteorite stâncoase bogate în carbon, cunoscute pentru diamantele lor microscopice. Dar nu așa arată de obicei diamantele din ureilite. Cercetătorii au cartografiat distribuția carbonului în mai multe eșantioane.
Harta a dezvăluit că acele diamante „deformate” erau, de fapt, lonsdaleit: o varietate de diamant cu rețea atomică hexagonală, spre deosebire de structura cubică a diamantului obișnuit.
O analiză ulterioară, cu microscopie electronică de transmisie la rezoluție înaltă, a confirmat prezența lonsdaleitului în meteorite. Surpriza a continuat: erau cele mai mari cristale de acest tip descoperite până acum, ajungând până la un micrometru în lungime.
Până atunci, fragmentele identificate în meteorite colectate în urmă cu decenii în Statele Unite și India erau de ordinul nanometrilor. Rămânea, însă, întrebarea care dădea bătăi de cap: cum s-au „îndoit” aceste diamante hexagonale?
Un indiciu a apărut când echipa a observat că o parte din lonsdaleit fusese transformată în grafit și diamant cubic. Ca să reconstituie istoria acestor tranziții, cercetătorii au comparat distribuția tuturor cristalelor — lonsdaleit, grafit și diamant cubic — în 18 eșantioane de ureilite.
Un instrument de microanaliză cu sondă electronică a conturat tabloul mineralogic: pete de fier (roșu), magneziu (verde), siliciu (albastru), lonsdaleit (galben) și diamant (roz), aranjate într-un mozaic care păstra în el memoria unei lumi dispărute.
Reconstrucția începe acum circa 4,5 miliarde de ani, când sistemul solar prindea formă. Cristalele nu erau încă diamante; erau straturi de grafit în mantaua unei planete pitice.
Temperaturile ridicate și presiunea materialelor din jur au deformat acel grafit, imprimându-i forma „pliată” vizibilă astăzi. Apoi a urmat coliziunea: planeta pitică s-a ciocnit cu un alt obiect masiv.
Impactul a generat un fluid supercritic — un amestec de hidrogen, metan, oxigen și compuși ai sulfului — care a reacționat cu grafitul.
Un fluid supercritic apare atunci când o substanță este încălzită peste temperatura sa critică și comprimată peste presiunea critică, căpătând proprietăți intermediare între lichid și gaz. „Când planeta s-a prăbușit, a fost ca atunci când desfaci capacul unei sticle de cola.
Presiunea s-a eliberat, iar această scădere bruscă, combinată cu temperaturi ridicate, a dus la eliberarea fluidului supercritic”, explică Andy Tomkins, de la Universitatea Monash din Melbourne. Cataclismul ar fi distrus mare parte din planetezimala inițială, împrăștiindu-i materialele prin spațiu.
Unele fragmente au ajuns, în cele din urmă, pe Pământ, în forma meteoritelor analizate. Mecanismul natural dedus de cercetători seamănă izbitor cu modul în care se fabrică în laborator diamantele obișnuite, ceea ce sugerează că, prin câteva ajustări, ar putea fi produs și lonsdaleit.
Teoretic, diamantele hexagonale ar trebui să fie cu aproximativ 60% mai dure decât cele cubice, datorită aranjamentului lor atomic — o proprietate care, dacă ar putea fi valorificată prin sinteză controlată, ar deschide aplicații industriale importante.
