Изменения в минералах после удара метеорита выявили по «отпечаткам пальцев»
Изменения в минералах, находящихся в земной коре, которые пережили удар метеоритов, изучили ученые в новом исследовании, 17 февраля сообщает Phys.org.
Когда метеорит проходит через атмосферу Земли и ударяется о поверхность, он генерирует ударные волны, которые могут сжимать и преобразовывать минералы в коре планеты. Поскольку эти изменения зависят от давления, возникающего при ударе, эксперты могут использовать особенности минералов Земли, чтобы узнать об истории метеорита, начиная с момента столкновения и заканчивая условиями, из которых происходят небесные тела.
«Если вы сравните средний минерал с тем, который пострадал от метеоритного удара, вы обнаружите некоторые уникальные особенности в минерале, подвергшемся удару, — сказала Арианна Глисон из Национальной ускорительной лаборатории SLAC. — Снаружи они сохраняют часть своей первоначальной кристаллической формы, но внутри они становятся неупорядоченными и полными красивых взаимосвязанных линейных образований, называемых ламелями».
Плагиоклаз, наиболее распространенный минерал в земной коре, является одним из наиболее часто используемых минералов для создания более полной картины метеоритных ударов.
В новом эксперименте исследователи SLAC имитировали метеоритные удары в лаборатории, чтобы исследовать, как плагиоклаз трансформируется во время ударного сжатия. Они обнаружили, что аморфизация начинается при давлениях намного меньших, чем предполагалось ранее.
Они также пришли к выводу, что после высвобождения материал частично перекристаллизуется обратно в исходную форму, демонстрируя эффект памяти, который потенциально может быть использован для применения в материаловедении.
Используя прибор Matter in Extreme Conditions в рентгеновском лазере SLAC Linac Coherent Light Source (LCLS), исследователи ударили по образцу плагиоклаза мощным оптическим лазером, чтобы послать через него ударную волну. Когда ударная волна проходила через образец, исследователи ударяли по образцу сверхбыстрыми импульсами рентгеновского лазера от LCLS в разные моменты времени. Некоторые из этих рентгеновских лучей затем рассеивались в детекторе и образовывали дифракционные картины.
«Подобно тому, как у каждого человека есть свой набор отпечатков пальцев, атомная структура каждого минерала уникальна, — сказала Глисон. — Дифракционные картины показывают этот отпечаток пальца, что позволяет нам проследить, как атомы образца перестраиваются в ответ на давление, создаваемое ударной волной».
Их результаты могут привести к созданию более точных моделей для изучения метеоритных воздействий, в том числе скорости движения метеоров и давления, которое они создавали при столкновении.
«Разработка новых инструментов и методов позволяет нам воссоздать эти воздействия в лаборатории, чтобы получить новую информацию и увидеть, что происходит еще более подробно», — сказал ученый SLAC Роберто Алонсо-Мори.
