LONSDALEITE

La météorite “ Canyon Diablo ”, un impact vieux d’environ 49 000 ans, En 1967 cette météorite a permis la découverte d’une nouvelle structure allotrope du diamant et du graphite. Une structure du carbone bien différent de celles qui se forment sur Terre.

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Selon les premiers scientifiques qui l’ont analysée ce cailloux venue de l’espace,  une sidérite de type octaédrite, renferme une structure différente du diamant terrestre. En effet, la structure cristalline de ce dernier était une structure microscopique entrelacée de diamant et graphite jamais vu auparavant.

Les minéraux composant cette météorite sont :

  • chromite : oxyde de chrome et fer-magnésium ;

  • cohénite : carbure de fer-nickel-chrome (même espèce cristalline que la cémentite) ;

  • daubréelite (en) : sulfure de fer-chrome ;

  • diamant : carbone ;

  • graphite : carbone ;

  • haxonite (en) : carbure de fer-nickel ;

  • kamacite : alliage fer-nickel, le composant le plus abondant ;

  • lonsdaléite : carbone ;

  • moissanite : carbure de silicium (second matériau naturel le plus dur) ;

  • schreibersite : phosphure de fer-nickel ;

  • sulfures métalliques ;

  • taénite : alliage fer-nickel (plus riche en nickel que la kamacite) ;

  • troïlite : sulfure de fer.

 

Les diamants terrestres se sont formés à grande profondeur, entre 120 et 700 kilomètres sous la surface de la Terre, où les températures atteignent plusieurs milliers de degrés Celsius. Les atomes de carbone de ces diamants bien connus sont disposés en réseau cubique.

Comment se forme ce type précis de "diamant" ?

À l’inverse, la structure de carbone contenus dans la météorite Canyon Diablo sont connus sous le nom de Lonsdaléite et ont une structure cristalline hexagonale !

La différence notable de formation de ces pierres se trouve au niveau de la température de formation ! En effet, ces diamants ne se forment que sous des pressions et des températures extrêmement élevées. Bien que les scientifiques aient réussi à fabriquer de la Lonsdaléite en laboratoire a des fins technologiques (dépôt en phase vapeur que l'on ne verra jamais en bijouterie) la Lonsdaléite ne se forme naturellement que lorsque des astéroïdes frappent la Terre.

Pourquoi ? 

C’est la vitesse de chute du météoroïde entrant dans l’atmosphère qui l’échauffe à un niveau très élevé pendant la pénétration des 200 derniers kilomètre soit une dizaine de seconde et au moment de l’impact la pression est tel qu'une partie du carbone se synthétise en cette nouvelle forme proche du diamant par sa dureté.

La lonsdaléite peut être crée en laboratoire mais les lonsdaléites naturelles sont toutes issues d’un impact météoritique leur dureté sur l’échelle de Mohs n’est souvent que 7 ou 8 en raison d’inclusions.

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Décrit à l'origine comme un allotrope de carbone basé sur un réseau hexagonal (Bundy & Kasper, 1967).

Németh et al. (2014) ont démontré que la "lonsdaleite" était un diamant cubique faillé et maclé. Il a également montré que d'autres polymorphes de carbone signalés peuvent s'expliquer par des défauts de maclage et d'empilement.

D'autre part, Kraus et al. (2016) et Turneaure et al. (2017) ont prouvé la formation de lonsdaleite (aux côtés du diamant) - en tant qu'espèce distincte - par compression de choc du graphite.

 

Localité type : Météorite Canyon Diablo, région de Meteor Crater, comté de Coconino, Arizona, États-Unis

Polymorphe de : Chaoïte , Diamant et Graphite

 

Ethymologie : Nommé en l'honneur de Madame Kathleen Lonsdale (née Yardley) (28 janvier 1903, Newbridge, comté de Kildare, Irlande - 1er avril 1971, Londres, Angleterre), cristallographe qui a établi la structure du benzène par des méthodes de diffraction des rayons X en 1929. Elle a également a travaillé sur la synthèse des diamants et a été un pionnier dans l'utilisation des rayons X pour étudier les cristaux.

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