En 1967, se identificó por primera vez una forma hexagonal de diamante, más tarde llamada lonsdaleita, dentro de fragmentos del meteorito Canyon Diablo, el asteroide que creó el Cráter Barringer en Arizona.
Desde entonces, se ha especulado que los casos de lonsdaleita y diamantes del tamaño de un nanómetro sirven como marcador de impactos de meteoritos, también se han conectado a la explosión de Tunguska en Rusia, el cráter Ries en Alemania, el evento Younger Dryas en sitios en todo el norteAmérica y más.
Se ha planteado la hipótesis de que la lonsdaleita se forma cuando los meteoritos con grafito golpean la Tierra. El violento impacto genera calor y presión increíbles, transformando el grafito en diamante mientras conserva la estructura hexagonal original del grafito. Sin embargo, a pesar de numerosos estudios experimentales teóricos y limitados, cruciallas preguntas han quedado sin resolver para entornos de alta presión a corto plazo relevantes para impactos de meteoritos, particularmente el estado estructural inmediatamente después del tránsito de choque, las escalas de tiempo involucradas y la influencia de la orientación cristalina.
en un nuevo artículo publicado por Comunicaciones de la naturaleza , un equipo de investigadores, incluidos científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore LLNL, proporcionan una nueva visión del proceso de la transición inducida por el choque del grafito al diamante y resuelve de manera única la dinámica del cambio de fase.
Los experimentos muestran mediciones de difracción de rayos X in situ sin precedentes de la formación dinámica de diamantes en escalas de tiempo de nanosegundos por compresión de choque de grafito a partir de presiones superiores a 0,5 Mbar 1 Mbar = 1 millón de atmósferas. El equipo observó la formación directa de lonsdaleita por encima de 1,7Mbar, por primera vez resolviendo el proceso que se ha propuesto para explicar la ocurrencia natural principal de esta estructura cristalina cerca de los sitios de impacto de meteoritos.
"Debido a las dificultades para crear lonsdaleita en condiciones estáticas, la existencia general de esta estructura cristalina en la naturaleza ha sido cuestionada recientemente", dijo el autor principal Dominik Kraus. Kraus realizó esta investigación mientras trabajaba como Departamento de Física de la Universidad de California, Berkeleypostdoc ubicado en la dirección de NIF y Ciencia de Fotones de LLNL. Ahora se desempeña como el líder del grupo Helmholtz Young Investigator en Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf en Alemania.
"Sin embargo, los experimentos estáticos no pueden imitar dinámicas rápidas como las de los eventos violentos de impacto de meteoritos", dijo. "Aquí mostramos que podemos crear una estructura de lonsdaleita durante los eventos dinámicos de alta presión. Esto es interesante para modelar la fase dinámica"transiciones en general, pero también muestra que la lonsdaleita que se encuentra en la naturaleza podría servir como marcador de impactos violentos de meteoritos ".
Los experimentos se llevaron a cabo en el área experimental Materia en condiciones extremas MEC en la Fuente de luz coherente Linac LCLS en el Laboratorio nacional de aceleradores SLAC en Stanford. Las muestras de grafito se comprimieron por choque a presiones de hasta 2 millones de atmósferas 2 Mbar para activar las transiciones estructurales de grafito a diamante y lonsdaleita. Los cambios de fase en las muestras de alta presión se probaron con pulsos de rayos X ultrarrápidos femtosegundos creados por LCLS.
Según Kraus, esta fue la primera medición de estructura in situ de la transición de grafito a diamante inducida por choque. Antes de estos experimentos, todas las conclusiones con respecto a esta transición estructural se basaron en el material que se recuperó después de aplicar el impulso de choque o dinámicamediciones de cantidades macroscópicas, como densidad y presión.
"No se enriquecerá con nuestros experimentos, pero la transición inducida por el choque del grafito al diamante ya tiene importantes aplicaciones en la industria", dijo. "Por ejemplo, los diamantes del tamaño de un nanómetro para el pulido fino de materiales se crean por detonaciónde explosivos portadores de carbono. Estas explosiones generalmente generan presiones de hasta ~ 0.5 Mbar, justo por encima del umbral de formación de diamantes. Aquí mostramos que por encima de 2 Mbar, la estructura de lonsdaleita se puede generar en una forma muy pura. Dado que supuestamente la lonsdaleita puraincluso más difícil que el diamante, esto es muy interesante y otros grupos ahora intentan recuperar estas muestras después de un experimento ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Livermore . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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