Los científicos creen que finalmente han descubierto por qué una forma súper dura de diamante llamada lonsdaleita se encuentra dentro de un raro tipo de meteorito. Si los investigadores tienen razón, la historia del origen del cristal es tan impactante como el material mismo.
A diferencia de los diamantes tradicionales, que se forman cuando el grafito es exprimido lentamente por las presiones en las profundidades del manto terrestre, la lonsdaleita puede haberse formado en el caos de una colisión catastrófica en el espacio interplanetario.
Los diamantes comunes y corrientes consisten en átomos de carbono con los cuatro electrones disponibles que se unen con un vecino en un patrón tetraédrico, lo que hace que toda la estructura sea lo suficientemente robusta como para hacer del cristal una de las sustancias más duras de la Tierra.
La lonsdaleita es también un cristal hecho de carbono, solo que con una estructura que conserva perfectamente la forma hexagonal del grafito.
Según modelos informáticos., esa estructura debería hacer que el material sea aún más rígido que el diamante tradicional. Pero probar esa hipótesis es difícil.
La lonsdaleita es muy rara, y las pocas muestras que se han recolectado hasta ahora son mucho, mucho más delgadas que un cabello humano, lo que hace que su análisis en el laboratorio sea un desafío.
El extraño material fue identificado por primera vez. en un meteorito en 1967y ha confundido a los científicos desde entonces. En 2014, un grupo de investigadores argumentó que la lonsdaleita en realidad no era un material discreto de origen natural, sino más bien un diamante convencional que simplemente estaba desordenado.
En los años posteriores, sin embargo, esa hipótesis no ha resistido el escrutinio.
Si bien la lonsdaleita se ha encontrado principalmente en un tipo raro de meteorito pedregoso llamado ureilita, también se ha fabricado en el laboratorio a altas temperaturas, y identificado en la tierra en lugares que se cree que han sido golpeados por asteroides.
Se cree que las ureilitas se originaron en un planeta enano borrado durante mucho tiempo, ahora manchado a través del Sistema Solar en forma de pequeños trozos de basura espacial.
Esto respalda aún más la teoría del origen de la colisión de la lonsdaleita, aunque no todos los científicos están de acuerdo.
Usando técnicas avanzadas de microscopía electrónica en 18 muestras de ureilita, un equipo internacional de investigadores amplió la formación de lonsdaleita como nunca antes.
Los autores dicen que finalmente han demostrado que la lonsdaleita puede formarse naturalmente y de una manera que es notablemente similar a cómo los científicos sintetizan el material en el laboratorio.
“Existe una fuerte evidencia de que hay un proceso de formación recientemente descubierto para la lonsdaleita y el diamante regular, que es como un proceso de deposición de vapor químico supercrítico (CVD) que ha tenido lugar en estas rocas espaciales, probablemente en el planeta enano poco después de una colisión catastrófica. ” explica microscopista Dougal McCulloch de la Universidad RMIT en Australia.
“La deposición química de vapor es una de las formas en que las personas fabrican diamantes en el laboratorio, esencialmente cultivándolos en una cámara especializada”.
Los hallazgos se alinean con investigaciones anteriores que también encontraron firmas en meteoritos llenos de diamantes que son consistentes con procesos CVD de baja presión.
Pero a diferencia algunos otros papeleseste sugiere que la lonsdaleita se forma en un ambiente ligeramente presurizado de un impacto entre una masa de tamaño suficiente y un planeta enano – no en el manto altamente presurizado de un planeta más grande, como es el caso del diamante tradicional.
La mayoría de las muestras de meteoritos analizadas en este último estudio contenían grupos de pequeños diamantes incrustados en grafito. Estas secciones ricas en diamantes eran vecinas de parches sin diamantes, y en el medio, los investigadores a menudo encontraron la estructura de forma hexagonal de la lonsdaleita.
Según los investigadores, si la composición correcta del mineral recibe un impacto lo suficientemente grande, el gas caliente y el fluido podrían, teóricamente, dispersarse a lo largo de las fracturas y los límites de los granos, impactando el grafito en la estructura hexagonal de la lonsdaleita. A medida que la roca se enfría, estas regiones podrían formar subgranos de material súper duro.
“La naturaleza nos ha proporcionado un proceso para probar y replicar en la industria”, dice geólogo Andy Tomkins de la Universidad de Monash en Australia.
“Creemos que la lonsdaleita podría usarse para fabricar piezas de máquinas diminutas y ultraduras si podemos desarrollar un proceso industrial que promueva la sustitución de piezas de grafito preformadas por lonsdaleita”.
Un día, incluso podría convertirse en un anillo de compromiso super raro.
El estudio fue publicado en PNAS.