Дослідники вперше вивчили в найдрібніших деталях, що відбувається з кварцом на поверхні Землі при зіткненні з астероїдом.
Фізики з Йенського університету і дослідницького центру DESY провели експеримент, що імітує зміни матеріалів на поверхні планети при зіткненні з великим метеоритом. Вчені спостерігали зміни мінерального кварцу в атомній роздільній здатності в уповільненому темпі. Експеримент показав існування раніше невідомої форми цієї мінеральної речовини.
Для свого експерименту дослідники помістили частинки кварцу всередину динамічної комірки з алмазним ковадлом. Це експериментальна конструкція, в якій досліджуваний матеріал поміщається між двома алмазами конічної форми. Конструкція пристрою дозволяє швидко змінювати тиск в процесі експерименту і досягати екстремальних значень таких, як всередині Земного ядра або в точці зіткнення астероїда з поверхнею.
За допомогою алмазного ковадла дослідники стискали маленькі монокристали кварцу все сильніше і сильніше, пропускаючи через них інтенсивне рентгенівське світло, щоб дослідити зміни в їх кристалічній структурі. При цьому процес здійснювався досить повільно, щоб відстежувати поетапні зміни.
Дослідники встановили, що при тиску близько 180 000 атмосфер кварцова структура раптово трансформувалася в більш щільно упаковану перехідну структуру. У цій кристалічній структурі кварц стискається на третину свого об’єму. Автори роботи відзначають, що ця перехідна форма призводить до утворення всередині порід, що зазнали впливу удару астероїда характерних ліній, помітних під мікроскопом.
Пластинчаста структура під мікроскопом. Зображення: Falko Langenhorst, Christoph Otzen(Universit?t Jena)
Зіткнення з астероїдами – це катастрофічні події, в результаті яких утворюються величезні кратери, а іноді і плавляться частини земної кори. Але такі сліди недовговічні і руйнуються в процесі ерозії. Більш надійний “свідок” – матеріал. Наприклад, кварцовий пісок при зіткненні перетворюється в скло, при цьому зерна кварцу перетинаються мікроскопічними лініями.
Хоча дослідники і раніше пов’язував ці сліди для аналізу зіткнень досі не було зрозуміло, як вони утворюються. Результати нової роботи показують, що кількість і орієнтація цих ліній дозволяють зробити висновки про характер впливі. Наприклад, вони показують, наскільки високим був ударний тиск.