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Les diamants ont besoin d’un zap électrique pour se cristalliser au plus profond de la Terre

Avant que les diamants ne puissent commencer à pousser profondément sous terre dans le manteau terrestre, ils ont besoin d’un petit zappage d’un champ électrique, selon une nouvelle étude.

Dans des expériences en laboratoire, les scientifiques ont imité les conditions du manteau – la couche juste sous la croûte terrestre – et ont découvert que les diamants ne poussaient que lorsqu’ils étaient exposés à un champ électrique, même faible d’environ 1 volt, selon l’étude publiée en ligne le 20 janvier dans le journal Progrès scientifiques.

«Nos résultats montrent clairement que les champs électriques doivent être considérés comme un facteur supplémentaire important qui influence la cristallisation des diamants», explique Yuri Palyanov, chercheur principal de l’étude, spécialiste du diamant à l’Institut VS Sobolev de géologie et de minéralogie de la branche sibérienne de l’Académie russe. of Sciences, et à l’Université d’État de Novossibirsk, dit dans un communiqué.

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Les diamants sont constitués d’atomes de carbone alignés dans une structure cristalline particulière. Ils forment plus de 150 kilomètres sous la surface de la Terre, où les pressions atteignent plusieurs gigapascals et les températures peuvent monter jusqu’à 2 732 degrés Fahrenheit (1 500 degrés Celsius). Mais de nombreux facteurs derrière la «naissance» de ce joyau – prisé pour sa beauté raffinée et sa dureté extrême – sont un mystère; une équipe de scientifiques russes et allemands s’est donc penchée sur un facteur en particulier: les champs électriques souterrains.

Les chercheurs ont rassemblé les ingrédients de départ nécessaires pour fabriquer un diamant – des poudres de carbonate et de carbonate-silicate qui sont similaires aux fondants riches en carbonates abondants dans le manteau. Ils ont mis ces poudres dans un manteau artificiel dans leur laboratoire et les ont soumises à des pressions allant jusqu’à 7,5 gigapascals et à des températures allant jusqu’à 2 912 F (1 600 C), et à des champs électriques alimentés par électrode allant de 0,4 à 1 volt. Après des périodes variables pouvant durer jusqu’à 40 heures, des diamants (et leur cousin à base de carbone plus tendre, le graphite) se sont formés, mais seulement lorsque les chercheurs ont mis en place un champ électrique d’environ 1 volt – ce qui est plus faible que la plupart des batteries domestiques.

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De plus, les diamants et le graphite ne se sont formés qu’au niveau de la cathode, ou de la partie négative du champ électrique. Cette tache fournit des électrons pour relancer un processus chimique – principalement, afin que certains composés carbone-oxygène dans les carbonates puissent subir une série de réactions pour devenir du dioxyde de carbone et, éventuellement, des atomes de carbone qui peuvent former un diamant.

Les diamants synthétiques étaient petits, avec des diamètres ne dépassant pas 0,007 pouces (200 micromètres ou un cinquième de millimètre), mais ils étaient étonnamment similaires aux diamants naturels – les deux ont une forme octaédrique et de minuscules quantités d’autres éléments et composés, y compris un relativement haut azote contenu et inclusions de silicate-carbonate, également connues sous le nom de «taches de naissance» ou imperfections de diamant, ont déclaré les chercheurs.

Ces expériences suggèrent que les champs électriques locaux jouent un rôle central dans la formation des diamants dans le manteau terrestre, ont déclaré les chercheurs. Cette tension locale est probablement créée par la fonte des roches et les fluides dans le manteau qui ont une conductivité électrique élevée, mais on ne sait pas à quel point ces champs électriques sont puissants, Chemistry World a rapporté.

« Notre approche est intéressante pour le développement de nouvelles méthodes de production de diamants et autres matériaux carbonés aux propriétés particulières », Palyanov dit dans une autre déclaration.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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