小行星撞擊導致產生結構怪異的鑽石

據科學日報報道，科學家們關於是否存在一種名為藍絲黛爾石(Lonsdaleite)的鑽石形式的爭論已經延續了半個世紀之久，藍絲黛爾石的產生與隕石和小行星撞擊有關。 現在美國亞利桑那州立大學的科學家小組展示了所謂的藍絲黛爾石其實是普通鑽石的一種結構錯亂的形式。

這項發表在11月20日的期刊《自然通信》上的研究主要作者包括美國亞利桑那州立大學的前訪問學者(現屬於匈牙利科學院自然科學研究中心)皮特·內梅特(Péter Németh)、亞利桑那州立大學地球和太空探索學院的勞倫斯·加維(Laurence Garvie)和皮特·布瑟克(Peter Buseck)、亞利桑那州立大學勒魯瓦艾林固態科學中心的俊博青木(Toshihiro Aoki)以及來自德國拜羅伊特大學的納塔莉亞·杜布羅維斯卡亞(Natalia Dubrovinskaia)和列昂尼德·杜布羅温斯基(Leonid Dubrovinsky)。

“所謂的藍絲黛爾石其實是我們一直熟悉的鑽石立方體形式，只不過它全是缺陷。”皮特·內梅特説道。他表示這可能是因為衝擊變質、塑性變形或者非均衡的晶體生長所致。

有關藍絲黛爾石的辯論始於50多年前。科學家們於1967年在美國亞利桑那州北部巴林傑隕石坑裏發現了一個名為魔谷隕石的巨大隕石，後者包含一個具有六邊形結構的新鑽石形式。他們將其描述為一個與隕石撞擊有關的礦物質，並取名為藍絲黛爾石，以著名的晶體學家凱瑟琳·藍絲黛爾夫人(Dame Kathleen Lonsdale)為名。

自那時起，“藍絲黛爾石”就被科學家們廣泛的應用於作為古代地球小行星撞擊，包括那些導致大滅絕事件的撞擊事件的指示器。此外，據稱藍絲黛爾石包含優於普通鑽石的機械特性，這使得它具有潛在的工業重要性。而科學家們的主要興趣點集中於礦物質，儘管他們從未發現或者成功的合成過純晶體，那怕是非常小的。這成為了科學界一個長久存在的謎題。

美國亞利桑那州立大學的科學家小組為了解答這一謎題，重新調查了魔谷隕石鑽石並在實驗室環境裏模擬了藍絲黛爾石被發現的環境條件，從而創造出實驗室內的合成樣本並進行了分析。

利用亞利桑那州立大學固態科學中心的先進電子顯微鏡，研究小組發現魔谷隕石和實驗室內合成的樣本里存在新類型的鑽石且具有納米級別的結構複雜性。這產生了藍絲黛爾石所具有的獨特特性。

“大多數晶體都有規則的重複結構，就像牆上堆砌的磚塊。” 皮特·內梅特説道。然而，這種規律性也可能發生中斷，這就被稱為缺陷。“缺陷常常混雜在普通的鑽石結構裏，就像牆上偶爾會有半塊磚或者較長的磚塊或者磚塊略微的彼此錯位。”

這項最新研究的結論便是藍絲黛爾石和普通的立方鑽石並無差異，只不過它受到了衝擊或者壓力從而導致晶體結構裏存在缺陷。這一最新發現導致很多基於藍絲黛爾石是一種單獨的鑽石形式的假設的科學研究都需要重新檢查。這項研究暗示了衝擊和靜態壓縮可能導致產生強烈缺陷的鑽石結構。此外，它還表明魔谷隕石的結構複雜性導致它具備很多有趣的機械特性，它很可能是具有異常硬度的產品候選者。