diamant
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Des scientifiques australiens ont découvert des diamants étrangement pliés dans des échantillons de météorites. Un examen approfondi a révélé qu’ils s’étaient formés lors de la collision d’une planète naine avec un astéroïde.

Diamants « pliés »

Le diamant étant réputé pour être le matériau naturel le plus dur connu, les auteurs de la nouvelle étude, publiée dans la revue PNAS, ont été surpris de trouver des exemples de tels cristaux aux structures pliées distinctives dans des météorites. Connues sous le nom d’uréilites, ces dernières s’avèrent rares, pierreuses et riches en carbone. Après avoir étudié la distribution du carbone dans les échantillons, l’équipe a découvert qu’il s’agissait majoritairement d’une forme peu commune et hexagonale de diamant : la lonsdaléite.

Pour confirmer les résultats, les échantillons ont été envoyés à des chercheurs du RMIT, qui les ont examinés à l’aide d’un microscope électronique à transmission (MET) à haute résolution. Cette analyse a non seulement révélé que les météorites contenaient bien de la lonsdaléite, mais qu’il s’agissait également des plus grands cristaux de ce minéral jamais découverts, d’une longueur pouvant atteindre 1 micromètre.

D’autres indices concernant leur origine sont apparus lorsque l’équipe a remarqué qu’une partie de cette lonsdaléite avait été convertie en graphite et en diamant de forme cubique. La comparaison de la répartition du diamant, du graphite et de la lonsdaléite dans 18 échantillons différents d’uréilite permettant finalement d’établir le scénario de formation le plus probable.

Répartition de la lonsdaléite (jaune), du diamant (rose), du fer (rouge), du silicium (vert) et du magnésium (bleu) au sein d’une météorite — © Nick Wilson

Une histoire mouvementée

Lorsqu’ils se sont repliés pour la première fois, les cristaux n’étaient pas encore réellement des diamants, mais plutôt du graphite, un matériau beaucoup plus tendre. Ils se seraient développés dans le manteau d’une planète naine ou d’un gros astéroïde il y a environ 4,5 milliards d’années, lorsque le Système solaire était encore en formation. Au fil du temps, les hautes températures et la pression des matériaux environnants ont déformé le graphite pour lui donner la forme pliée distinctive observée par l’équipe.

Plus tard, le corps parent a dû entrer en collision avec un autre objet massif lors d’un cataclysme ayant peut-être détruit la majeure partie du planétoïde d’origine. Cet évènement a produit un riche mélange de fluides et de gaz appelé fluide supercritique, impliquant une formation de lonsdaléite préservant presque parfaitement les textures complexes du graphite.

En d’autres termes : la lonsdaléite ou le diamant n’ont pas été physiquement pliés, mais se sont formés en remplacement de structures préexistantes, grâce à la chute immédiate de la pression et de la température après le cataclysme. Les fragments les contenant se sont ensuite dispersés pour finalement atterrir sur Terre sous forme de météorites.

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Un nouveau procédé de fabrication potentiel

Ces découvertes pourraient potentiellement avoir des implications pour la fabrication de diamant. Le processus naturel évoqué se révèlant assez similaire à la technique de dépôt chimique en phase vapeur actuellement utilisée pour fabriquer des outils et des pièces industrielles, il pourrait être imité pour obtenir ces objets à partir de la lonsdaléite, dont la structure hexagonale se révèle au moins 50 % plus dure que celle du diamant ordinaire, cubique.

« La nature nous a donc fourni un procédé à essayer et à répliquer dans l’industrie », estime Andy Tomkins. « Nous pensons que la lonsdaléite pourrait être utilisée pour fabriquer de minuscules pièces de machine ultra-dures, si nous parvenons à développer un procédé industriel qui favorise le remplacement des pièces en graphite préformées par la lonsdaléite. »

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