天上掉鉆石？怎么可能，這就是流星雨中的鉆石

RMIT大學(xué)的科學(xué)家說(shuō)稀有的六方碳形成的鉆石來(lái)自太空。太陽(yáng)系早期一顆矮行星和小行星的碰撞可能造就了這些太空鉆石。圖片來(lái)自BillyHuynh/Unsplash.

太空鉆石

科學(xué)家以前曾在隕石或太空巖石中發(fā)現(xiàn)過(guò)微小的鉆石。澳大利亞科學(xué)家他們證實(shí)了在北非撿到的四塊隕石中存在稀有的太空鉆石。這些鉆石由六方碳組成，比人的頭發(fā)還細(xì)卻更堅(jiān)硬。地球上的鉆石產(chǎn)于地球深處，通過(guò)高溫高壓形成的?？茖W(xué)家認(rèn)為這些稀有鉆石卻是在在太空形成的，它們可能是由類似于冥王星的矮行星和巨大的小行星撞擊而成。

太空鉆石得名于一位著名的英國(guó)先驅(qū)晶體學(xué)家凱瑟琳.朗斯代爾。普通鉆石有立方晶體結(jié)構(gòu)相反，太空鉆石有六角形的晶體結(jié)構(gòu)

澳大利亞墨爾本RMIT大學(xué)的教授Dougal McCulloch參與了這項(xiàng)研究評(píng)論: 本研究證明了六方碳在自然界中存在。研究人員在同行期刊國(guó)家科學(xué)院院刊上公布了這個(gè)結(jié)果。

比頭發(fā)絲還細(xì)

科學(xué)家們?cè)谝环N罕見(jiàn)的橄輝無(wú)球粒隕石中發(fā)現(xiàn)了六方碳。在這種情況下，他們發(fā)現(xiàn)的六方碳晶體很小。麥卡洛克解釋說(shuō)：

我們還發(fā)現(xiàn)了迄今為止最大的立方碳晶體，它們的大小可以達(dá)到一微米……比人的頭發(fā)還要細(xì)很多很多。

安德魯·湯姆金斯補(bǔ)充說(shuō)：

我們認(rèn)為，如果我們能開(kāi)發(fā)出一種工業(yè)工藝，六方碳可以用來(lái)生產(chǎn)細(xì)小的超硬的機(jī)器部件。 從而取代需要預(yù)成型的石墨零件，

Dougal McCulloch(左)和Alan Salek來(lái)自RMIT. 安德魯·湯姆金斯來(lái)自莫納什大學(xué)（右）在顯微分析。圖片來(lái)自RMIT大學(xué).

太空鉆石的誕生

研究小組利用先進(jìn)的電子顯微鏡技術(shù)拍攝了隕石切片。他們?cè)陔E石切片中發(fā)現(xiàn)了六方碳，并研究了它的鉆石形態(tài)是如何在太空形成的。麥卡洛克說(shuō)：

有強(qiáng)有力的證據(jù)表明，太空鉆石有一個(gè)新的不一樣的形成過(guò)程。這就像在這些太空巖石中發(fā)生的超臨界化學(xué)氣相沉積過(guò)程，可能發(fā)生在碰撞后形成的矮行星上。

研究小組認(rèn)為太空磚石的形成來(lái)自于隕石超臨界流體，維基百科將超臨界流體定義為：

任何物質(zhì)在臨界點(diǎn)以上的溫度和壓力下，不存在明顯的液相和氣相，但是會(huì)壓縮成固體。

這些科學(xué)家說(shuō)，作為超臨界流體存在，幾乎完美地保存了原石墨的形狀和紋理。湯姆金斯解釋說(shuō)：

后來(lái)，隨著環(huán)境的冷卻和壓力的降低，六方碳逐漸變成金剛鉆石。

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左邊的鉆石是純鉆石，而右邊的是鉆石混合有少量六方碳。圖片通過(guò)Hiroaki Ohfuji等人/維基共享.

定位六方碳

科學(xué)家們認(rèn)為，六方碳始于被摧毀的矮行星地幔內(nèi)。很久前矮行星和小行星相撞產(chǎn)生了這些太空鉆石。科學(xué)家知道少數(shù)隕石坑沉積物含有六方碳。，包括在亞利桑那州的巴林杰隕石坑。

不過(guò)，并非所有的流星隕石都含有太空鉆石。這項(xiàng)調(diào)查研究了來(lái)自非洲西北部的18個(gè)隕石，只有四個(gè)樣本含有稀有的六方碳。正因?yàn)樵诋?dāng)?shù)氐V床中發(fā)現(xiàn)了六方碳，使得研究人員得出結(jié)論，引起1908年的通古斯卡大爆炸是一顆流星，而不是彗星。

從流星到工業(yè)制造

RMIT艾倫·薩萊克的告訴EarthSky這一發(fā)現(xiàn)：

我們研究出這些太空鉆石來(lái)自于隕星，并報(bào)告了迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的六方碳晶體，及其形成條件。

六方碳本身是一種非常有趣的材料，基于先前的研究表明，由于其六角形原子結(jié)構(gòu)，它可能比普通鉆石更堅(jiān)硬58％。

如果我們能夠模仿自然界的條件，我們也許能夠在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生六方碳晶體，從而應(yīng)用于中。

安德魯·湯姆金斯（左）和艾倫·薩萊克在顯微分析設(shè)備前拿著流星樣本。圖片由RMIT大學(xué)提供

一句話：科學(xué)家已經(jīng)證實(shí)了六方碳太空鉆石的存在。此外，他們還指出矮行星和小行星之間的碰撞可能創(chuàng)造了它們。

BY:Kelly Kizer Whittand

FY:李元影

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