Мінералоги уточнили спосіб появи алмазів в метеоритах

Австралійські мінералоги уточнили склад метеоритів виду уреїлітів, які вважаються рештками мантії зруйнованої карликової планети зсередини ранньої Сонячної системи. Шукаючи особливий різновид алмазу, лонсделеїт, у зразках, вчені знайшли докази тому, що він міг утворитися шляхом хімічного осадження вже на уламку після зіткнення батьківського тіла, у ході реакцій графіту з надкритичними рідинами. Цей процес, хоча і схожий на промисловий, але вимагає нижчого тиску, а тому згодиться і для промислового створення лонсдеїлітів, пишуть дослідники у PNAS.

Зображення графіту, лонсдеїліту та алмазів в уреїлітах. Andrew G. Tomkins et al. / PNAS, 2022

Що за метеоритні алмази?

Уреїлітами називають рідкісний тип метеоритів, які відрізняються великим вмістом алмазів, та імовірно походять з мантії зруйнованої карликової планети ще на початку формування Сонячної системи. Склад цих метеоритів цікавить вчених зокрема через імовірний вміст лонсдеїліту — різновиду алмазу, який утворюється при високих тисках і відносно низьких температурах. Досі його не вдавалося знайти у достатній кількості, щоб однозначно ідентифікувати кристаліти, а також пояснити їхню появу. І у цій роботі австралійські вчені взялися вивчити, як ці мінерали розподілені в уреїлітах, що потрапили на Землю.

За допомогою трансмісійної електронної мікроскопії, оптичної петрографії та електронно-зондового мікроаналізу мінералоги дослідили 18 зразків метеоритів та відшукали у них скупчення дрібних алмазів, вбудованих у графіт. Розмір алмазних зерен варіюється в залежності від метеорита та в досліджених зразках досягає близько 20 мікрометрів, хоча окремі кластери можуть мати діаметр понад 600 мікрометрів та утримувати від десятків до сотень алмазних зерен. Лонсдеїліти вдалося виявити у чотирьох зразках, кристаліти яких сягали 500 нанометрів.

Залізо (червоний), магній (зелений), кремній (синій), лонсдейліт (жовтий) і алмаз (рожевий). Andrew G. Tomkins et al. / PNAS, 2022

Звідки вони взялися?

Він зустрічається у формі полікристалічних зерен, частково заміщених алмазом і графітом, що дає можливість відстежити формування цих вуглецевих форм. Вчені дійшли висновку, що лонсдеїліт утворився заміщенням первинних графітових форм під впливом надкритичних рідин, які проникали у межі зерен, стимулюючи рекристалізацію та дестабілізуючи зв'язки графіту. Процес появи лонсдеїлітів був подібним до процесу хімічного осадження з парової фази, однак за вищого тиску та одразу після руйнування батьківського тіла. Це збігається зі спростуванням теорії про походження уреїлітів від планетарного зародка розміром з Меркурій чи Марс та пропонує альтернативний механізм появи алмазів у метеоритах такого типу, що зможе пояснити різноманітні знахідки вчених та навіть сформувати метод промислового виготовлення лонсдеїліту.

Що приносять метеорити

💧Сліди присутності води на Марсі. Принаймні 4,4 мільярда років тому

🌟Речовину зі спалаху наднової. Так метеорит Гіпатія показав, що середній хімічний склад Сонячної системи відрізняється від середнього хімічного складу міжзоряного середовища

☀️Найстаріші в Сонячній системі карбонати. Їхній вік оцінили у 4,5 мільярда років