Странни кристали разкриват скалата като древен метеорит

Скала, открита в Източна Русия преди повече от 30 години, всъщност е метерорит с кристално разположение, който преди това се е срещал само в лаборатории.

Скала, открита в Източна Русия преди повече от 30 години, всъщност е метерорит с кристално разположение, който преди това се е срещал само в лаборатории. (Изображение кредит: Пол Steinhardt, Принстънския университет)



Скала, направена от вид кристал, невиждан досега извън лаборатория, най -вероятно е метеорит от първите дни на Слънчевата система, твърдят геолози.

Две години след идентифицирането на необичайния състав на руския рок, екип от учени смята, че той е заковал произхода му. Изследователите казват, че това е квазикристал, образуван при условия, много по-вероятни в космоса, отколкото в Земята, и че химичният му състав от метална мед и алуминий прилича на този, който се намира в така наречените въглеродни хондрити- примитивни метеорити които учените смятат, че са остатъци, отделени от първоначалните градивни елементи на планетите.

Кристалите са симетрични, добре подредени модели на атоми, които се повтарят редовно. Те се срещат често в природата в различни видове скали.



Преди 30 години, чрез експерименти, променящи структурата на кристалите, лабораториите започнаха да произвеждат квазикристали , странно подреждане на атоми, което се повтаря с две различни честоти, а не с една. Вместо просто съотношение, да речем, 2: 1, съотношението на атомите в квазикристал се основава на ирационално число, като квадратния корен от 2: 1. (Тази година Нобелова награда за химия почете Дан Шехтман за откриването му на квазикристали през 1982 г.)

„Дисхармония в космоса“

Изследователят Пол Стайнхард от Принстънския университет описва такова странно подреждане като „дисхармония в космоса“.



„Всяка симетрия, за която се смята, че е забранена, е възможна за квазикристалите“, каза той за demokratija.eu в имейл.

Най -познатият от тези масиви се намира на лицето на футболна топка, съставена от 20 шестоъгълни лица с 12 петоъгълника.

Синтетичните квазикристали се използват за укрепване на стомана и алуминий или за създаване на подобен на тефлон материал, който е по-твърд и почти толкова хлъзгав, колкото металите.



„В момента имаме ограничено меню от квазикристали“, каза Щайнхард. „Една от причините за извършване на търсене на естествени квазикристали е да се види дали природата е открила такива, които все още не са открити синтетично чрез опит и грешка.“

Квазикристали в природата

През 1998 г. Steinhardt и неговият екип започнаха системно търсене на естествено срещащ се квазикристал, сканирайки бази данни на известни кристали за шарки които приличаха на тези на квазикристалите.

Всеки кандидат проба беше нарязан и нарязан с рентгенови и електронно-дифракционни техники за изобразяване, каза Steinhardt.

Осем години екипът търсеше напразно. След това, през 2007 г., Лука Бинди от италианския университет във Флоренция предложи колекцията си от минерали на групата за изследване.

Една от скалите, намерена в планините Коряк в Източна Русия, съвпадаше перфектно. [5 причини да се грижите за астероидите]

След като най -накрая беше открит първият естествено срещащ се квазикристал, следващата стъпка беше да се определи неговия произход.

Извънземен произход

Бинди ръководи екип от изследователи в анализа на структурата на квазикристалната скала, която разкрива, че скалата трябва да е имала извънземно раждане. Учените съобщават за своите открития в броя на списанието Proceedings of the National Academy of Science от 2 януари.

Вътре в метеоритите, които са били изложени на космическата среда, съотношенията на кислородните атоми и техните вариации, наречени изотопи, се фиксират от интензивно космическо излъчване и космически лъчи.

Но вътрешността на Земята предпазва елементите от тези лъчи, позволявайки на материалите в скалите, свързани със Земята, да се смесват и да променят тези съотношения.

Проучването на кислородните изотопи в руската скала показа, че той трябва да произхожда от ранна слънчева система .

„Сега, когато знаем, че квазикристалите се образуват в ранната Слънчева система, трябва да разберем как точно“, каза Щайнхард. 'Необходими са повече материали и повече тестове, за да се разбере как природата е успяла да постигне подвига.'

По -широки проби

В момента обаче пробата от Коряк е единственият известен естествено срещащ се квазикристал.

„Надявам се, че много повече минералози, петролози и експерти по метеорити ще започнат да търсят и естествени квазикристали“, каза Щайнхард.

Въпреки че пробата от Коряк е дошла от космоса, Щайнхард каза, че не вярва, че всички квазикристали задължително го правят.

„Няма причина да се смята, че нашият е единственият естествен квазикристал или че всички квазикристали са извънземни“, каза той.

По -широка извадка може да даде по -големи улики за това как са създадени тези странни кристали.

Старо вместо нечетно

Че такъв кристал, образуван толкова отдавна, променя начина, по който учените гледат на квазикристалите.

„Досега квазикристалите се смятаха за странни топки и се образува един от най -новите материали“, казва Steinhardt. „Сега знаем, че това е напълно погрешно. Квазикристалите са един от първите минерали, които са се образували в Слънчевата система - в топ 250 - много преди повечето от обикновените минерали, открити на Земята.

Образуването им вероятно не е уникално за околната среда около Слънцето. Вместо това, квазикристалите могат да съществуват в Млечния път и други галактики.

„Те са може би най -често срещаният минерал, който се е образувал във Вселената“, предположи Steinhardt.

Следвайте demokratija.eu за най -новите новини за космическата наука и изследванията в Twitter @Spacedotcom и нататък Facebook .