In vier meteorieten in Noordwest-Afrika zijn mysterieuze zeshoekige diamanten ontdekt die van nature niet voorkomen op aarde. Ze zijn waarschijnlijk afkomstig van een oude dwergplaneet, en lijken harder dan gewone diamanten.
‘Het is echt spannend, want er waren mensen in het veld die twijfelden of dit materiaal wel bestond’, zegt materiaalkundige Alan Salek van de RMIT Universiteit in Melbourne, die deel uitmaakte van het team dat de zeshoekige diamanten heeft gevonden.
Lonsdaleïet
Zeshoekige ofwel hexagonale diamanten bestaan, net als gewone diamanten, uit koolstof, alleen zijn de atomen gerangschikt in een zeshoekige structuur in plaats van een kubusvormige. De diamanten, ook bekend als lonsdaleïet, zijn vermoedelijk in de jaren zestig voor het eerst gevonden in meteorieten in de VS en India. Maar de kristallen in deze meteorieten waren zo klein, slechts enkele nanometers groot, dat het onzeker was of het echt ging om zeshoek-diamanten.
Wat gebeurt er als de permafrost ontdooit?
Door de opwarming van de aarde dooit de permafrost in rap tempo. Aardwetenschapper Niek Jesse Speetjens deed onderzoek naar de gevolgen.
Op zoek naar grotere kristallen keken Salek en zijn collega’s met een krachtige elektronenmicroscoop in 18 meteorietmonsters. Een daarvan kwam uit Australië, de rest uit Noordwest-Afrika. Ze vonden zeshoekige diamanten in vier van de Afrikaanse meteorieten. Sommige kristallen waren tot een micrometer groot, duizend maal groter dan de eerdere ontdekkingen. Hierdoor kon het team het bestaan van de ongebruikelijke zeshoekige structuur bevestigen.
Gevormd in dwergplaneten
‘Het is een belangrijke ontdekking. Nu we grotere kristallen hebben, krijgen we een beter idee van hoe ze gevormd zijn, en kunnen we dat proces misschien in het lab nabootsen’, zegt Salek.
Op basis van de chemische samenstelling van de meteorieten lijken de zeshoekige diamanten gevormd in het binnenste van dwergplaneten, zegt geoloog Andy Tomkins van de Monash University in Melbourne, die het onderzoek leidde.
De analyse suggereert dat de kristallen zijn ontstaan door een reactie tussen grafiet, dat bestaat uit laagjes koolstofatomen, en een superkritische vloeistof van waterstof, methaan, zuurstof en zwavel. Die reactie vond waarschijnlijk plaats toen een planetoïde op de dwergplaneet botste. Die brak daardoor in stukken, waarvan sommige uiteindelijk op aarde terechtkwamen.
Colaflesje
‘Toen de planeet uit elkaar viel, was het alsof er een dop van een colaflesje werd gehaald: de druk viel weg, en die drukval in combinatie met hoge temperaturen leidde tot het vrijkomen van deze superkritische vloeistof’, aldus Tomkins.
Dit is vergelijkbaar met het proces waarmee gewone diamanten in laboratoria worden gemaakt: door grafiet te verhitten met gassen als waterstof en methaan. Dat suggereert dat met een paar aanpassingen ook lonsdaleïet zou kunnen worden geproduceerd, aldus Salek.
Zeshoekige diamanten zouden op basis van hun structuur ongeveer 60 procent harder moeten zijn dan gewone diamanten. Als ze synthetisch kunnen worden gemaakt, kan deze extra hardheid industriële toepassingen bieden. Zeshoeksdiamanten zouden bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt voor ultraharde zaagbladen of in andere machineonderdelen, aldus Salek.
