Jannah Theme License is not validated, Go to the theme options page to validate the license, You need a single license for each domain name.
مقالات عامة

تم اكتشاف الماس المطوي في نوع نادر من النيزك. كيف يكون هذا ممكنا؟

مجلة المذنب نت متابعات عالمية:

“الماس المطوي” لا يبدو معقولًا تمامًا. ولكن هذا بالضبط ما وجدناه داخل مجموعة نادرة من النيازك المعروفة باسم ureilites ، والتي من المحتمل أنها جاءت من عباءة كوكب قزم أو كويكب كبير جدًا تم تدميره منذ 4.56 مليار سنة في تصادم عملاق.

داخل هذه الصخور الفضائية ، وجدنا ماسات ذات طبقات ذات أنماط طيات مميزة. نُشر اكتشافنا اليوم في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences.

الآن بالطبع ، يعرف الجميع أن الماس هو أصعب مادة تحدث بشكل طبيعي ، لذا كان السؤال الواضح هو – كيف يمكن أن يتشكل الماس المطوي على الأرض (أو في الفضاء!) ؟!

كان هذا بالضبط نوع الملاحظة التي تثير الفضول والتي ترسل العلماء للغوص في حفر الأرانب لشهور متتالية.

تقنية تحليل جديدة

يمكن للكربون ، وهو أحد أكثر العناصر وفرة في الكون ، أن يشكل جميع أنواع الهياكل. من بين أكثرها شيوعًا الجرافيت ، وبالطبع الماس. ولكن هناك أيضًا شكل سداسي غير عادي من الماس يُعرف باسم lonsdaleite ، والذي يُعتقد أنه أصعب من الماس المكعب القياسي.

توزيع lonsdaleite باللون الأصفر ، والماس باللون الوردي ، والحديد باللون الأحمر ، والسيليكون باللون الأخضر ، والمغنيسيوم باللون الأزرق داخل نيزك تم اكتشافه بواسطة التحليل المجهري للمسبار الإلكتروني.
نيك ويلسون

يضم فريقنا مجموعة من الأشخاص الذين يقودون تطوير تقنيات التحليل المتقدمة. في CSIRO ، طور Nick Wilson و Colin MacRae و Aaron Torpy نهجًا جديدًا في المجهر الإلكتروني لرسم خريطة لتوزيع الماس والجرافيت و lonsdaleite في النيازك.

عندما اقترحت خرائطنا أن الماس المطوي قد يكون في الواقع لونداليت ، أجرينا – دوجال ماكولوتش ، وآلان سالك وماثيو فيلد في RMIT – تحقيقًا أكثر تفصيلاً عبر طريقة تسمى المجهر الإلكتروني عالي الدقة للإرسال (TEM).

كانت النتائج مثيرة: لقد وجدنا بعضًا من أكبر بلورات lonsdaleite (بلورات مجهرية) تم اكتشافها على الإطلاق ، بعرض حوالي 1 ميكرومتر. لذلك ، كانت هذه الأشكال المثيرة للاهتمام مكونة من بلورات متعددة البلورات لونسداليت ، مما يعني أنها مصنوعة من العديد من البلورات الصغيرة.

صورة مجهرية (أعلى) وخريطة كاثودولومينسينس (أسفل) من لونسداليت المطوي ، أرجواني ، مع الماس باللون الأخضر والأصفر (مجال الرؤية 0.25 مم).
PNAS ، 2022و قدم المؤلف

إعادة بناء الكارثة

وكان هناك المزيد. وجدنا أن lonsdaleite قد تم تحويله جزئيًا إلى الماس والجرافيت ، مما يعطينا أدلة على تسلسل الأحداث التي حدثت في النيازك. أكدت أعمال المتابعة في السينكروترون الأسترالي من قبل هيلين براند هذه النتيجة.

من خلال مقارنة الماس والجرافيت واللونسداليت عبر 18 نيزكًا مختلفًا من اليوريليت ، بدأنا في تكوين صورة لما حدث على الأرجح لإنتاج الهياكل المطوية التي وجدناها. في المرحلة الأولى ، كانت بلورات الجرافيت مطوية بعمق داخل عباءة الكويكب بفضل درجات الحرارة المرتفعة مما تسبب في نمو المعادن المحيطة الأخرى ، مما دفع بلورات الجرافيت جانبًا. (يمكنك أن ترى هذا في التخطيطي أدناه.)

مخطط معقد يوضح مراحل انهيار كويكب
رسم تخطيطي يشير إلى توقيت ومواضع تشكيل الماس ولونسداليت حيث تم تدمير الكويكب الأصلي اليوريليت جزئيًا بواسطة تأثير عملاق (Ol ، أوليفين ؛ Px ، بيروكسين).
PNAS ، 2022و قدم المؤلف

وحدثت المرحلة الثانية في أعقاب الاصطدام الهائل الذي عطَّل بشكل كارثي الكويكب الأصلي اليوريلايت. تشير الأدلة الموجودة في النيازك إلى أن حدث الاضطراب أنتج مزيجًا غنيًا من السوائل والغازات أثناء تقدمه.

تسبب هذا المزيج بعد ذلك في تكوين lonsdaleite عن طريق استبدال بلورات الجرافيت المطوية ، مما يحافظ تمامًا على القوام المعقد للجرافيت. بالطبع ، ليس من الممكن في الواقع يطوى lonsdaleite أو الماس – تشكل عن طريق استبدال الأشكال الموجودة مسبقًا.

نعتقد أن هذا كان مدفوعًا بمزيج السائل الساخن حيث انخفض الضغط ودرجة الحرارة مباشرة بعد الكارثة. ثم ، بعد فترة وجيزة ، استبدل الماس والجرافيت جزئيًا lonsdaleite حيث تم فك ضغط السائل أيضًا وتبريده لتشكيل خليط غازي.



اقرأ المزيد: كيف تتشكل المعادن النادرة عندما تصطدم النيازك بالأرض


تصنيع القرائن من الطبيعة

تشبه هذه العملية إلى حد بعيد عملية تُستخدم في تصنيع الماس تُعرف باسم ترسيب البخار الكيميائي. يستخدم هذا الماس المصنّع على نطاق واسع في الصناعة اليوم ، خاصةً للقطع والطحن لأن الماس صعب للغاية. الفرق هو أننا نعتقد أن لونسداليت استبدل الجرافيت المتشكل عند ضغوط أعلى بشكل معتدل من تلك المستخدمة عادة في زراعة الماس ، من سائل فوق الحرج بدلاً من الغاز.

لذلك ، يبدو أن الطبيعة أعطتنا أدلة حول كيفية صنع أجزاء آلة متناهية الصغر متشكلة للغاية! إذا تمكنا من إيجاد طريقة لتكرار العملية المحفوظة في النيازك ، فيمكننا صنع أجزاء الماكينة هذه عن طريق استبدال الجرافيت المُشكل مسبقًا بـ lonsdaleite.

كانت القدرة على دراسة هذه الماسات المطوية الغريبة أمرًا ممكنًا لأن المؤلف الرئيسي أندرو تومكينز كان لديه الوقت لمتابعة أنفه – نطلق على هذا النوع من البحث “العلم الذي يحركه الفضول”. ومع ذلك ، على الرغم من أن العلم الذي يحركه الفضول ينتج اختراقات مهمة ، إلا أنه لا يتم تمويله عادةً من قبل وكالات التمويل الرئيسية. إنهم يحبون أن يروا تفاصيل مدروسة جيدًا للمشاريع الكبرى التي لديها بالفعل أساس متين من البحث السابق.

نعتقد أن إحدى الطرق الجيدة لتعزيز الابتكار في أستراليا تتمثل في تقديم منحة صغيرة سنويًا للمبتكرين العلميين المعترف بهم للإنفاق على الأبحاث التي يرونها مناسبة ؛ لا توجد أسئلة ، ولا داعي لتبرير أو متابعة.

بالنسبة للبحث الذي يحركه الفضول مثل مشروعنا ، يحتاج العلماء إلى قدر ضئيل من الوقت (والمال) يمكن إنفاقه بحرية كاملة ؛ هذا ينتج الإبداع الذي يدفع الابتكار. أنت لا تعرف أبدًا ما الذي قد نكتشفه هناك.



اقرأ المزيد: صنعنا الماس في دقائق معدودة ، بدون حرارة – بتقليد قوة اصطدام كويكب



نشكركم على قراءة المنشور عبر مجلة المذنب نت, المتخصصة في التداول والعملات الرقمية والمشفرة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى