Dall’impatto di un asteroide con un pianeta nano si è creato il materiale più duro dell’universo

È una sostanza ancora controversa che si suppone essere fino al 60 per cento più dura del diamante. Ora, una nuova spiegazione della sua possibile formazione apre uno spiraglio alla possibilità di poterla riprodurre artificialmente
di Lars Fischer/Spektrum der Wissenschaft
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L’impatto di un gigantesco asteroide che ha distrutto un pianeta nano ha prodotto una delle sostanze più dure dell’universo. Almeno, questo è ciò che propone un gruppo guidato da Andrew G. Tomkins della Monash University, in Australia: l’ipotesi intende spiegare una miscela di grafite, diamante e presunta lonsdaleite superdura, che è ancora oggi una sostanza controversa e che si trova solo nei cosiddetti meteoriti ureiliti. Come riferisce il gruppo sui “Proceedings of the National Academy of Sciences”, il minerale potrebbe essersi formato dai gas che sono usciti quando la pressione all’interno del pianeta nano è calata bruscamente a causa della sua distruzione. Il processo proposto è simile alla deposizione industriale di vapore e questo suggerisce che il minerale potrebbe essere ottenuto artificialmente.

La lonsdaleite, chiamata anche diamante esagonale, si differenzia dal diamante solo per la sua struttura cristallina, ma è probabilmente fino al 60 per cento più dura. Normalmente, la lonsdaleite si forma negli impatti di asteroidi a causa dell’onda d’urto di estrema intensità che si produce nell’impatto. Anche se il processo può essere riprodotto in laboratorio, i cristalli così formati contengono molti difetti nella loro struttura e quindi non raggiungono la durezza teorica. Tuttavia, se l’ipotesi del gruppo di lavoro australiano fosse corretta, esisterebbe un altro modo per produrre il minerale: anche se l’ipotesi presuppone un impatto gigantesco, la lonsdaleite non si crea qui per l’onda d’urto estrema, ma attraverso processi chimici.

Si pensa che i meteoriti ureiliti, molto ricchi di carbonio, siano detriti provenienti dalle rocce del mantello profondo di un pianeta nano, il che renderebbe conto della loro struttura insolita. Come sostengono Tomkins e il suo gruppo, questo spiega anche l’insolita miscela di grafite, diamante e lonsdaleite trovata in alcuni di questi meteoriti. Secondo gli scienziati, si è formata dalla grafite già presente nella roccia. Quando un grande asteroide ha colpito il pianeta nano, la pressione e la temperatura della roccia del mantello, improvvisamente esposta, sono calate rapidamente. Di conseguenza, sostanze volatili come idrogeno, metano, anidride carbonica e idrogeno solforato sono uscite dalla roccia e hanno reagito con la grafite. A seconda delle condizioni, si sarebbero così formate miscele diverse.

Secondo questa ipotesi, nella grafite dei detriti scagliati nello spazio si sono formati solo sottili cristalli di diamante, perché i gas hanno reagito solo brevemente e a bassa pressione. Questa miscela si trova in molte ureiliti. Nelle parti del mantello rimaste nel resto del corpo planetario originario, la pressione e la temperatura erano sufficientemente elevate da rendere le soluzioni supercritiche, cioè in uno stato al di là del gas e del liquido. Queste soluzioni hanno fatto sì che il carbonio della grafite diventasse lonsdaleite. Poi, poco dopo l’impatto, la pressione è scesa abbastanza da trasformare la miscela supercritica in un gas ricco di carbonio. Ciò ha portato alla formazione di un guscio di grafite e diamante intorno ai cristalli di lonsdaleite.