SPACE SCHOOL

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鑽石告訴我們:行星被摧毀了

2008年10月,一顆小行星進入地球大氣層,墜落在蘇丹沙漠;而科學家從這顆小行星內挖出了一個秘密:數億年前存在、但如今已經消失的原行星,內部胚胎中蘊藏著鑽石,而這個原行星的大小約略和水星、火星差不多。

行星大小



  鑽石的主要成分是碳,由中心的碳向外伸出四隻手,抓住另外四顆碳原子(如圖二),組合成一個正四面體,再堆積成晶格(如圖三)。鑽石中含有0.05 %-0.2 %的雜質,像是鉻鐵礦(chromite)、磷酸鹽(phosphate)、鐵鎳硫化物(iron-nickel sulfides),也就是說,這些成分會取代部分鑽石內部的碳–碳鍵結,或使結構產生變化……等。



鑽石結構



鑽石晶格



  而這次的隕石撞擊,則是科學家第一次從系外天體中找到鑽石的組成成分。

  那這個發現又有什麼作用呢?

  它可以告訴我們更多,4.4億年前,太陽系剛形成時候,在靠近太陽的區域,存在著數顆原行胎,在經過多次撞擊之後,有些變成現在的行星、有些掉入太陽、有些飛離太陽系。  



太陽系初期



  把話題拉回2008年墜落的隕石:當小行星進入地球大氣層、開始燃燒,之後在蘇丹努比安沙漠上空37公里處爆炸,爆炸後的碎片散落在沙漠各處。科學家帶走了50片爆炸碎片,並取名為「Almahata Sitta」──這是隕石墜落地點附近的火車站:「第六站」的的阿拉伯文;在這些碎片中,科學家發現了奈米鑽石。



Almahata Sitta奈米鑽石



  奈米鑽石指的是長度小於1微米的鑽石,製作方法有很多種,像是高溫高壓法(模擬地質產生鑽石的方法,或是高速撞擊甲烷,將氫置換為碳)、爆炸法(利用TNT炸藥,爆炸產生缺氧狀態,而將炸藥中的石墨轉換而成鑽石)、音波法……等。

  而隕石中的奈米鑽石是根據哪種機制形成的呢?

  從收集而來的碎片得知,隕石內部的鑽石必須經歷20億帕斯卡的壓力才會形成,而這樣的壓力數量級,在所有鑽石製作方法當中,也只有爆炸法有機會達到。而以原行星內部鑽石生成位置來看,要達到1010數量級的壓力,只能推測這個原行星應該和水星、火星差不多大小,才能符合觀測結果。

  這顆原行星在太陽系形成初期的大量碰撞中,被摧毀了,它曾經存活的證據,僅殘餘隕石內部的點點鑽石。



行星碰撞模擬 [6]



原始資料:

https://www.livescience.com/62345-diamonds-from-lost-planet.html?utm_source=notification



參考資料:

https://en.wikipedia.org/wiki/Nanodiamond

http://honwaygroup.com/?p=1740&v=3d9975706be3



圖片來源:

1. https://www.livescience.com/62345-diamonds-from-lost-planet.html?utm_source=notification

2. http://web.mit.edu/yenjie/www/lm/Space/size.htm

3. http://www.xinhuanet.com/science/2016-04/26/c_135309913.htm

4. http://scimonth.blogspot.tw/2013/04/blog-post_6897.html

5. https://www.livescience.com/62345-diamonds-from-lost-planet.html?utm_source=notification

6. https://www.livescience.com/62345-diamonds-from-lost-planet.html?utm_source=notification

7. http://www.foxnews.com/science/2017/11/17/scientists-debunk-prediction-incoming-earth-destroying-planet.html

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