Juegan un papel en la formación de diamantes

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Un nuevo estudio publicado en la revista Science Advances muestra que las altas temperaturas y las presiones no son suficientes para producir diamantes; estos majestuosos cristales también pueden necesitar pequeños campos eléctricos para cristalizar.

Como parte de su estudio, investigadores alemanes y rusos imitaron las condiciones en el manto, la capa debajo de la corteza terrestre donde se cree que se forman la mayoría de los diamantes. Al hacerlo, encontraron que los diamantes crecían solo cuando se exponían a un campo eléctrico.

00  Diamantes: Crecen si se exponen a un campo eléctrico  00

«Nuestros resultados muestran claramente que los campos eléctricos deben considerarse como un factor adicional importante que influye en la cristalización de los diamantes», dijo en un comunicado Yuri Palyanov, un especialista ruso e investigador principal del estudio.

Los factores detrás de la formación

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Los diamantes están compuestos por átomos de carbono dispuestos en una estructura cristalina particular. Se forman en entornos de altas temperaturas y alta presión a más de 90 millas por debajo de la superficie de la Tierra. Pero los factores específicos detrás de su creación siguen sin estar claros.

Para su estudio, los investigadores examinaron si los campos eléctricos subterráneos juegan un papel en la formación de diamantes, sabiendo que el material en el manto es altamente conductor y que muchos procesos químicos requieren energía eléctrica.

Los investigadores construyeron un manto artificial en su laboratorio y lo plantaron con los ingredientes iniciales necesarios para producir un diamante. Estos incluyeron polvos de carbonato y carbonato-silicato que son similares a los mantos fundidos ricos en carbonatos. Luego sometieron estos ingredientes a presiones de hasta 7.5 gigapascales, temperaturas de hasta 2900 F y campos eléctricos alimentados por electrodos que van desde 0.4 a un voltio.

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Después de períodos variables que duraron hasta 40 horas, los diamantes y el grafito (la forma común de carbono puro a baja presión) se formaron solo cuando los investigadores aplicaron un campo eléctrico de aproximadamente un voltio y solo en el cátodo, la parte negativa de un campo eléctrico. Según los investigadores, el cátodo proporciona los electrones necesarios para desencadenar un proceso químico. Esto, a su vez, desencadena una serie de reacciones que transforman ciertos compuestos de carbono-oxígeno en dióxido de carbono y, finalmente, en los átomos de carbono de un diamante.

Los diamantes artificiales eran pequeños, con diámetros no mayores de 0,007 pulgadas. Pero compartían muchas similitudes con los naturales: ambos tienen una forma octaédrica (una forma tridimensional con ocho caras planas) y pequeñas cantidades de otras sustancias, incluido un contenido de nitrógeno relativamente alto e inclusiones de silicato y carbonato comúnmente conocidas como «marcas de nacimiento» de diamantes. o imperfecciones.

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Con base en el resultado de su experimento, los investigadores postulan que los campos eléctricos locales juegan un papel importante en la formación. Estos campos eléctricos, según los investigadores, probablemente sean producidos por derretimientos de rocas y fluidos en el manto con alta conductividad eléctrica. 

“Nuestro enfoque es de interés para el desarrollo de nuevos métodos para producir diamantes y otros materiales de carbono con propiedades especiales”, dijo Palyanov.

Los diamantes extraterrestres se forman a través de inmensas presiones de choque.

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En otro estudio, que se publicó el año pasado en la revista PNAS, los investigadores sugieren que los diamantes en meteoritos pedregosos llamados ureilitas se forman por una rápida transformación de choque del grafito como cuando los planetas menores chocan entre sí o con grandes asteroides.

Las ureilitas son fragmentos de un cuerpo celeste más grande hecho añicos a través de violentas colisiones con otros cuerpos celestes. A menudo contienen grandes cantidades de carbono en forma de grafito y nanodiamantes, entre otras cosas.

Estudios anteriores sugirieron que los diamantes en ureilitas se formaron como los de la Tierra: en las profundidades del manto, bajo alta presión continua. Si los diamantes en ureilitas se formaron de esta manera, entonces el cuerpo original en el que se formaron debe haber sido un gran protoplaneta que era al menos del tamaño de Marte o Mercurio.

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Pero los investigadores no encontraron evidencia que requiera altas presiones estáticas y un largo tiempo de crecimiento en el interior profundo de un planeta. Estudiaron diamantes de tres muestras de ureilita y encontraron capas de lonsdaleita en los nanodiamantes, que solo se forman bajo una presión repentina y muy alta. Además, los minerales de silicato en las muestras también mostraron signos típicos de presión de choque.

Los investigadores refutaron la hipótesis del cuerpo padre grande y concluyeron que los diamantes en forma de ureilita a partir del grafito original a través de procesos de choque.

Orbes Argentina
Juegan un papel en la formación de diamantes
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Juegan un papel en la formación de diamantes
Descripción
Diamantes: Para el estudio, los investigadores examinaron si los campos eléctricos subterráneos juegan un papel en la formación de diamantes.
Juan Daniel Missaglia
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