來自太陽系中一顆古老矮行星的奇怪鑽石可能是在約45億年前該矮行星跟一顆大型小行星相撞后不久形成的。一個科學家小組稱，他們已經證實了朗斯代爾石(longsdaleite)的存在。這是一種罕見的六邊形鑽石，存在於來自一顆矮行星地幔的烏里石隕石中。
朗斯代爾石是以英國著名的女晶體學家Dame Kathllen Lonsdale的名字命名的，她是第一位當選為英國皇家學會會員的女性成員。
該研究小組–與來自莫納什大學、皇家墨爾本理工大學、聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)、澳大利亞同步加速器和普利茅斯大學的科學家一起–發現了朗斯代爾石如何在烏來石隕石中形成的證據。他們於9月12日在《PNAS》上發表了他們的發現。來自莫納什大學的地質學家Andy Tomkins教授領導了這項研究。
來自皇家墨爾本理工大學的教授Dougal McCulloch是參與研究的高級研究人員之一，他指出，研究小組預測朗斯代爾石原子的六邊形結構會使其可能比普通鑽石更硬–普通鑽石具有立方體結構。
皇家墨爾本理工大學顯微鏡和微分析設施主任McCulloch說道：“這項研究明確地證明了朗斯代爾石在自然界的存在。我們還發現了迄今為止已知的最大的朗斯代爾石晶體，其大小可達一微米–比人的頭髮細很多很多。”
據研究小組稱，朗斯代爾石的不尋常結構可能有助於為採礦應用中超硬材料的新製造技術提供信息。
這些神秘的鑽石的來源是什麼？
McCulloch及其RMIT團隊、博士學者Alan Salek和Matthew Field博士通過使用先進的電子顯微鏡技術從隕石上捕捉固體和完整的切片，以此來創建朗斯代爾石和普通鑽石如何形成的快照。
“有強有力的證據表明，朗斯代爾石和普通鑽石有一個新發現的形成過程，這就像一個超臨界的化學氣相沉積過程，在這些空間岩石中發生過，可能是在矮行星發生災難性碰撞后不久發生的。化學氣相沉積是人們在實驗室中製造鑽石的方法之一，基本上是通過在一個專門的室中培養它們，”McCulloch說道。
Tomkins表示，研究小組提出，隕石中的朗斯代爾石在高溫和中等壓力下由超臨界流體形成，其幾乎完美地保留了先前存在的石墨的形狀和紋理。
Tomkins繼續補充道：“後來，隨着環境的冷卻和壓力的降低，朗斯代爾石部分被鑽石取代。因此，大自然為我們提供了一個嘗試在工業中複製的過程。我們認為，如果我們能開發出一種工業流程以促進用朗斯代爾石替代預成型的石墨部件，那麼朗斯代爾石就可以用來製造微小的、超硬的機器部件。”
Tomkins稱，該研究結果有助於解決有關烏來石中碳相形成的一個長期之謎。
合作的力量
CSIRO的Nick Wilson博士稱，來自各參與機構的技術和專業知識的合作使該團隊得以自信地確認朗斯代爾石。
在CSIRO，研究人員通過電子探針微分析儀快速繪製了樣品中石墨、鑽石和朗斯代爾石的相對分佈。
“單獨來看，這些技術中的每一項都能讓我們很好地了解這種材料是什麼，但綜合來看–這確實是黃金標準，”Wilson說道。