حل لغز النيازك الحاملة للماس!

اكتشف علماء من RMIT وجامعة موناش في أستراليا أن الماس تشكل في كوكب قزم قديم من نظامنا الشمسي.

ومن المحتمل أن الكوكب اصطدم بكويكب عملاق منذ حوالي 4.5 مليار سنة، ما أدى إلى درجات حرارة عالية وضغوط معتدلة.
وتسببت هذه الظروف في خضوع الغرافيت في صخرة الفضاء لعملية حولته إلى لونسداليت (lonsdaleite) - وهو شكل سداسي نادر من الماس.

ثم تم استبدال هذا جزئيا بالماس العادي - شبكة رباعي السطوح من ذرات الكربون - حيث تبرد الكوكب وانخفض الضغط.

وقال البروفيسور آندي تومكينز، الجيولوجي والمعد الرئيسي: "وفرت لنا الطبيعة بالتالي عملية لمحاولة تكرارها في الصناعة. نعتقد أنه يمكن استخدام lonsdaleite في صنع أجزاء آلة صغيرة شديدة الصلابة إذا تمكنا من تطوير عملية صناعية تعزز استبدال أجزاء الغرافيت مسبقة التشكيل بواسطة lonsdaleite".

ودرس العلماء 18 عينة من النيازك اليوريليت التي تم جمعها من جميع أنحاء العالم للتحقق من أصلها. واليوريلايت هي مجموعة نادرة من النيازك الحجرية التي تشكل أقل من واحد في المائة من تلك التي تسقط على الأرض.

وتحتوي على الماس من أصل ما قبل الأرض، وبعضها في شكل lonsdaleite.

وبينما يحتوي الماس العادي على ذرات كربون بترتيب صلب رباعي السطوح، فإن الذرات الموجودة في lonsdaleite تكون في شبكة سداسية الشكل. ومهما كان الأمر صعبا، فإن الماس العادي ينكسر وينهار عند ضغوط عالية بما يكفي أو إذا كانت هناك عيوب صغيرة في الكريستال، لكن هذا لا يحدث مع lonsdaleite.

وتمت تسمية المادة على اسم عالمة البلورات البريطانية الرائدة دام كاثلين لونسديل - وهي أول امرأة تُنتخب كزميلة في الجمعية الملكية.

وتنبأ دوجال ماكولوتش، الأستاذ في RMIT، أن هيكلها الفريد يجعلها مادة أكثر صلابة من الماس العادي.

واستخدم الباحثون تقنيات المجهر الإلكتروني المتقدمة لتصور شرائح النيازك التي كشفت كيف تشكلت هياكل الماس.

وتؤكد النتائج، التي نُشرت في Proceedings of the National Academy of Sciences، أن lonsdaleite موجود في الطبيعة.

وقال البروفيسور ماكولوتش: "اكتشفنا أيضا أكبر بلورات lonsdaleite المعروفة حتى الآن والتي يصل حجمها إلى ميكرون - أرق بكثير من شعرة الإنسان".

وتزيد النتائج من فهم كيفية تشكل مراحل الكربون في اليوريلايت، والتي كانت لغزا طويل الأمد.

ويقترحون أن جميع النيازك اليوريلايت هي بقايا من نفس الكوكب البدائي، ويعززون النظرية القائلة بأن كواكب النظام الشمسي اليوم تشكلت من بقايا هذه العوالم المبكرة.

ويقول الفريق إن البنية غير المعتادة لـ lonsdaleite يمكن أن تساعد في إبلاغ تقنيات التصنيع الجديدة للمواد فائقة الصلابة في تطبيقات التعدين.

ديلي ميل