Ny indsigt i diamanternes oprindelse i meteoritter

Forskere har tilbudt ny indsigt i oprindelsen af ​​diamanter i ureiliter (en gruppe stenede meteoritter). Disse diamanter er højst sandsynligt dannet ved hurtig choktransformation fra grafit (den almindelige lavtryksform af rent kulstof) under et eller flere større nedslag i ureilit-forælderasteroiden i det tidlige solsystem.

Tidligere, forskere har foreslået, at diamanter i ureiliter dannes som dem på Jorden - dybt i planetens kappe, hvor det høje tryk er nødvendigt for at danne diamant (en meget tæt, hård form for rent kulstof), er skabt af vægten af ​​overliggende sten. Hvis diamanter i ureiliter blev dannet på denne måde, så må det oprindelige moderlegeme, som de dannede sig på, have været en stor protoplanet - i hvert fald på størrelse med Mars eller Merkur.

Imidlertid, ny forskning udført af prof. Fabrizio Nestola (University of Padova, Italien), Dr. Cyrena Goodrich (Universities Space Research Association ved Lunar and Planetary Institute) og deres kolleger viser, at der ikke er beviser, der kræver dannelse under de høje statiske tryk og lange væksttidsbetingelser i en planets dybe indre.

Holdet undersøgte diamanter i tre ureilitprøver ved hjælp af elektronmikroskopi, mikro røntgendiffraktion, og Raman (laser) spektroskopi. Deres undersøgelser afslørede både store (op til 100 mikrometer i størrelse) og små (nanometer i størrelse) diamantkorn, sammen med metallisk jern og grafit, i de kulstofrige områder placeret blandt silikatmineralkornene i disse prøver.

"Vi opdagede den største enkelt-krystal diamant nogensinde observeret i en ureilite, " siger Dr. Cyrena Goodrich. "Vigtigt, de ureiliter, som vi undersøgte, er alle blevet meget chokerede, baseret på beviserne fra deres silikatmineraler, hvilket kraftigt antyder, at både store og små diamanter i disse klipper er dannet af original grafit via chokprocesser."

Oprindelsen af ​​diamanter i ureiliter har vigtige konsekvenser for modeller af planetarisk dannelse i det tidlige solsystem. Nutidens asteroider, hvorfra de fleste meteoritter stammer, er meget små sammenlignet med planeterne. Imidlertid, Planetdannelsesmodeller forudsiger, at planeter er dannet som et resultat af akkumulering af planetariske embryoner (protoplaneter) på størrelse med måne til Mars. Fortalere for hypotesen om højt statisk tryk for oprindelsen af ​​ureilit-diamanter hævder, at ureilit-moderkroppen var et af disse embryoner. Imidlertid, Nestola og medforfattere demonstrerer, at tilstedeværelsen af ​​diamanter i ureiliter ikke kræver et moderlegeme på størrelse med Mars.

Tidligere troede man, at diamanter i mikrometer var for store til at være dannet i de korte tidsperioder (f. mikrosekunder), hvor spidstrykket opretholdes i kollisionshændelser. Imidlertid, Nestola et al. beregnet, at maksimale stødtryk kunne vare i 4-5 sekunder under en større påvirkning, som den, der blev udledt for ureilite-moderkroppen. Dette er tilstrækkeligt til dannelse af 100 mikrometer store diamanter, når de katalyseres af tilstedeværelsen af ​​metal, en proces, der almindeligvis anvendes til produktion af diamanter i industrien. Da metal er allestedsnærværende forbundet med kulstoffaserne i ureiliter, katalyseret dannelse af store diamanter fra original grafit under stødkomprimering er meget sandsynlig.

Dr. Goodrich bemærker yderligere, "Vores resultater er vigtige, fordi de ikke kun indikerer en chokoprindelse for diamanterne i ureiliter, som diskuteret af mange tidligere forskere, de tilbageviser også argumenter, der er blevet fremsat for hypotesen om store forældrelegeme. Denne form for videnskabelig debat og test af hypoteser er en væsentlig del af at gøre fremskridt inden for videnskaben."