La locandina di Agente 007 – Una cascata di diamanti.
Diamonds are forever. Così James Bond in una delle più celebri pellicole della serie: Agente 007 – Una cascata di diamanti. E così gli scienziati del Livermore National Laboratory in California che in una particolare forma di diamante – la lonsdaleite – hanno individuato qualcosa di veramente eccezionale. Già, perché a seminare rarissimi diamanti esagonali sulla Terra sarebbero nientemeno che gli asteroidi che ci piovono sulla testa.
Ma andiamo con ordine.
Una partita di diamanti dalla curiosa forma esagonale viene trovata all’interno dei frammenti di meteorite Canyon Diablo, l’asteroide che ha dato origine al cratere Barringer in Arizona. È il 1967. Da allora la rara forma di minerale è stata trovata un po’ dappertutto. In Russia, a seguito dell’esplosione di Tunguska. In Germania presso il cratere Ries. In più di un sito del Nord America, riconducibile alla Younger Dryas (la breve glaciazione che provocò l’estinzione dei mammouth e delle tigri con i denti a sciabola, cambiando l’evoluzione umana). I geologi l’hanno battezzato lonsdaleite, ma per molti scienziati è anche di più: un vero e proprio marker di impatti cosmici, un genere di reperto che non può che testimoniare la caduta di un meteorite sulla Terra.
Già perché questo diamante esagonale è quasi impossibile da produrre in natura. Gli esperimenti mostrano che il tutto avviene in scale temporali di nanosecondi e a pressioni shock di almeno 0,5 Mbar (dove 1 Mbar corrisponde a 1 milione di atmosfere). Ma per osservare la formazione diretta di lonsdaleite bisogna salire sopra gli 1,7 Mbar.
Numeri che non appartengono a questa Terra e che, per l’appunto, gli scienziati ipotizzano corrispondano ad eventi estremi come gli impatti cosmici generati durante la caduta di un meteorite al suolo. L’urto violento genera elevati calore e pressione, trasformando la grafite contenuta nel meteorite in diamante mantenendo la struttura originale della grafite che appunto è esagonale.
Già in passato numerosi studi hanno tentato di rispondere in modo definitivo alle domande circa le alte pressioni cui si verifica la formazione di questo particolare tipo di minerale rispetto alla breve durata dell’impatto cosmico. Oggi, grazie alla ricerca pubblicata su Nature Communications, gli scienziati sembrano offrire una nuova e interessante visione del processo di transizione grafite-diamante, risolvendo in maniera univoca le dinamiche del cambiamento.
Gli esperimenti statici non possono imitare le dinamiche eccezionali di un impatto da meteorite. Ma è evidente che la lonsdaleite non possa che prodursi in condizioni tanto estreme. Dacché ne segue che i diamanti a base esagonale possono essere annoverati come indicatori di impatti meteorici violenti.
Gli scienziati del Livermore National Laboratory e i colleghi che firmano l’articolo appena pubblicato hanno studiato da vicino le condizioni estreme in cui nascono i diamanti a sei lati presso i laboratori della Matter at Extreme Conditions (MEC) experimental area del Linac Coherent Light Source (LCLS), allo SLAC National Accelerator Laboratory di Stanford.
Campioni di grafite sono stati sottoposti a pressioni superiori a 2 milioni di atmosfere (2 Mbar) per innescare le transizioni strutturali dalla grafite al diamante e alla lonsdaleite. I cambiamenti di fase nei campioni ad alta pressione sono stati sondati con impulsi a raggi X di LCLS.
«Certo non diventeremo ricchi grazie ai nostri esperimenti, ma la transizione indotta dalla grafite al diamante ha già portato a importanti applicazioni di settore», spiega Dominik Krauss, primo autore della ricerca. «Sopra i 2 Mbar la struttura della lonsdaleite può essere generata in una forma molto pura. Presumibilmente abbiamo fra le mani un minerale anche più duro del diamante».