Examinan por primera vez el impacto de un asteroide en cámara lenta

Publicado:

10 de febrero de 2023 05:50 GMT

Por primera vez pudieron identificar una fase metaestable de cuarzo similar al mineral rosiaíta que da lugar a la formación de las láminas características que resultan del impacto de un meteorito.

Un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Jena en Alemania registró por primera vez en vivo y en detalle atómico lo que sucede con el material en el impacto de un asteroide.

los investigadores simuló un impacto de asteroide con el mineral cuarzo y lo rastreó en cámara lenta mientras lo monitoreaba microscópicamente con una fuente de rayos X. La observación revela un estado intermedio en el cuarzo que resuelve un misterio de décadas sobre la formación de láminas características en el material golpeado por un asteroide.

El misterio de la formación de estructuras laminares de cuarzo.

Los cráteres de meteoritos a menudo son difíciles de detectar en la Tierra “porque la erosión, la intemperie y la tectónica de placas hacen que desaparezcan durante millones de años”, dice Falko Langenhorst, de la universidad alemana. Por esta razón, los minerales que sufren transformaciones suelen servir como evidencia de su impacto. Los científicos explican que la arena de cuarzo (dióxido de silicio, SiO2) se transforma gradualmente en vidrio por choque y granos de cuarzo luego se cruzan con láminas microscópicas, que sólo se puede explorar en detalle con un microscopio electrónico.

“Durante más de 60 años, estas estructuras laminares han servido como indicador del impacto de un asteroide, pero hasta ahora nadie sabía cómo se formó esta estructura en primer lugar”, dice Hanns-Peter Liermann del Tandem Positron-Electron Circular Accelerator, en la instalación científica DESY, también en Alemania. “Ahora hemos resuelto este misterio de décadas”indicado.

simular el impacto

Los científicos apretaron diminutos cristales individuales de cuarzo cada vez más apretados entre dos pequeños yunques de diamantes, en un dispositivo llamado ‘celda dinámica de yunque de diamante‘ (dDAC). Esto simula presiones extremas como las que prevalecen en el impacto de un asteroide y permite cambiarlas de manera controlada muy rápidamente durante la medición.

Mientras comprimían el cuarzo, pasaron un intenso flujo de rayos X a través del material para investigar los cambios en su estructura cristalina. “El truco consiste en dejar que el impacto del asteroide simulado progrese lo suficientemente lento como para poder seguirlo con luz de rayos X.pero no demasiado lento, de modo que los efectos típicos del impacto de un asteroide aún puedan ocurrir”, dice Liermann. Los experimentos en la escala de segundos demostraron tener la duración correcta.

acertijo resuelto

“Observamos que, a una presión de unas 180.000 atmósferas, la estructura de cuarzo se transformó repentinamente en una estructura […] similar a la rosaita“, informó el autor principal, Christoph Otzen. “En esta estructura cristalina, el cuarzo se contrae en un tercio de su volumen. Las láminas características se forman exactamente donde el cuarzo cambia a esta llamada fase metaestable, que nadie antes que nosotros ha podido identificar en el cuarzo”.

“Cuanto más aumenta la presión, mayor es la proporción de sílice con una estructura similar a la rosiaita en la muestra”, explica Otzen. “Pero cuando la presión vuelve a caer, las láminas de tipo rosiaíta colapsan en láminas de vidrio con una estructura desordenada. También vemos estas escamas en granos de cuarzo de los depósitos de impacto de asteroides”, agregó. Los investigadores publicaron sus hallazgos en Nature Communications el sábado.

La cantidad y orientación de las laminillas permiten sacar conclusiones sobre el impacto. Por ejemplo, indican qué tan alta ha sido la presión del impacto. “Durante décadas, estas hojas se han utilizado para detectar y analizar impactos de asteroides.“, señala Langenhorst, “pero solo ahora podemos explicar y comprender con precisión su formación”.