بلورات غريبة تكشف أن الصخور هي نيزك قديم

الصخرة التي تم العثور عليها في شرق روسيا منذ أكثر من 30 عامًا هي ، في الواقع ، متروريت بترتيب بلوري كان موجودًا سابقًا فقط في المختبرات.

الصخرة التي تم العثور عليها في شرق روسيا منذ أكثر من 30 عامًا هي ، في الواقع ، متروريت بترتيب بلوري كان موجودًا سابقًا فقط في المختبرات. (رصيد الصورة: بول شتاينهاردت ، جامعة برينستون)





يقول علماء الجيولوجيا إن الصخور المصنوعة من نوع من الكريستال لم يسبق له مثيل خارج المختبر هي على الأرجح نيزك من الأيام الأولى للنظام الشمسي.

بعد عامين من تحديد التكوين غير العادي للصخرة الروسية ، يعتقد فريق من العلماء أنها حددت أصلها. يقول الباحثون إنه شبه بلوري يتكون في ظروف أكثر احتمالا بكثير في الفضاء منه داخل الأرض ، وأن تركيبه الكيميائي من النحاس المعدني والألمنيوم يشبه ما يوجد في ما يسمى بالكوندريت الكربوني - النيازك البدائية يعتقد العلماء أنها بقايا ألقيت من لبنات البناء الأصلية للكواكب.

البلورات هي أنماط متماثلة مرتبة بدقة من الذرات التي تكرر نفسها بانتظام. توجد عادة في الطبيعة في أنواع مختلفة من الصخور.



قبل ثلاثين عامًا ، من خلال التجارب التي غيرت بنية البلورات ، بدأت المختبرات في الإنتاج أشباه البلورات ، وهو ترتيب غريب للذرات يتكرر بترددين مختلفين بدلاً من تردد واحد. بدلاً من نسبة بسيطة ، لنقل ، 2: 1 ، تعتمد نسبة الذرات في شبه بلورة على عدد غير نسبي ، مثل الجذر التربيعي لـ 2: 1. (هذه السنوات جائزة نوبل في الكيمياء تكريم دان شيختمان لاكتشافه عام 1982 لأشباه البلورات).

تنافر في الفضاء

يصف الباحث بول شتاينهاردت من جامعة برينستون مثل هذا الترتيب الغريب بأنه 'تنافر في الفضاء'.



وقال لموقع ProfoundSpace.org في رسالة بريد إلكتروني: `` أي تناظر يُعتقد أنه محظور ممكن بالنسبة لأشباه البلورات ''.

تم العثور على أكثر هذه المصفوفات شيوعًا على وجه كرة قدم ، مكونة من 20 وجهًا سداسيًا مع 12 خماسيًا متباعدًا.

تُستخدم شبه البلورات الاصطناعية لتقوية الفولاذ والألمنيوم ، أو لإنشاء مادة شبيهة بالتفلون تكون أكثر صلابة وزلقة مثل المعادن.



قال شتاينهاردت: 'في الوقت الحاضر ، لدينا قائمة محدودة من أشباه البلورات'. 'أحد أسباب إجراء بحث عن شبه بلورات طبيعية هو معرفة ما إذا كانت الطبيعة قد عثرت على بلورات لم يتم اكتشافها صناعياً عن طريق التجربة والخطأ.'

أشباه البلورات في الطبيعة

في عام 1998 ، بدأ شتاينهاردت وفريقه بحثًا منهجيًا عن شبه بلورة تحدث بشكل طبيعي ، ومسح قواعد البيانات المعروفة بلورات للأنماط التي تشبه تلك الموجودة في البلورات.

قال شتاينهاردت إن كل عينة مرشحة تم تقطيعها إلى شرائح ومكعبات باستخدام تقنيات تصوير حيود الإلكترون والأشعة السينية.

لمدة ثماني سنوات سعى الفريق دون جدوى. بعد ذلك ، في عام 2007 ، عرض لوكا بيندي من جامعة فلورنسا الإيطالية مجموعته من المعادن على المجموعة لفحصها.

كانت إحدى الصخور ، التي تم العثور عليها في جبال كورياك في شرق روسيا ، مناسبة تمامًا. [5 أسباب للاهتمام بالكويكبات]

مع العثور أخيرًا على أول شبه بلوري طبيعي ، كانت الخطوة التالية هي تحديد أصوله.

أصول خارج الأرض

قاد بيندي فريقًا من الباحثين في تحليل بنية الصخور شبه البلورية ، والتي كشفت أن الصخرة يجب أن يكون لها ولادة خارج كوكب الأرض. أعلن العلماء عن النتائج التي توصلوا إليها في عدد 2 يناير من مجلة Proceedings of the National Academy of Science.

النيازك الداخلية ، التي تعرضت لبيئة الفضاء ، يتم إصلاح نسب ذرات الأكسجين وتغيراتها ، التي تسمى النظائر ، عن طريق إشعاع الفضاء المكثف والأشعة الكونية.

لكن الجزء الداخلي من الأرض يحمي العناصر من هذه الأشعة ، مما يسمح للمواد الموجودة داخل الصخور المرتبطة بالأرض بالاختلاط وتغيير هذه النسب.

أظهر فحص نظائر الأكسجين في الصخر الروسي أنه يجب أن يكون قد نشأ في النظام الشمسي المبكر .

قال شتاينهاردت: 'الآن بعد أن علمنا أن البلورات شبه البلورية تشكلت في بدايات النظام الشمسي ، علينا أن نفهم بالضبط كيف'. هناك حاجة لمزيد من المواد والمزيد من الاختبارات لفهم كيف تمكنت الطبيعة من إنجاز هذا العمل الفذ.

عينات أوسع

ومع ذلك ، فإن عينة كورياك هي العينة الوحيدة المعروفة التي تحدث بشكل طبيعي.

قال شتاينهاردت: 'آمل أن يبدأ العديد من علماء المعادن وعلماء البترول وخبراء النيازك في البحث عن أشباه البلورات الطبيعية أيضًا'.

على الرغم من أن عينة Koryak جاءت من الفضاء ، إلا أن Steinhardt قال إنه لا يعتقد أن كل البلورات شبه الكريستالية تفعل ذلك بالضرورة.

وقال: 'لا يوجد سبب للاعتقاد بأن بلوراتنا هي شبه البلورة الطبيعية الوحيدة ، أو أن جميع البلورات شبه البلورية هي خارج كوكب الأرض'.

يمكن أن توفر عينة أوسع أدلة أكبر على كيفية تكوين هذه البلورات الغريبة.

قديم بدلا من الغريب

تشكل هذه البلورة منذ فترة طويلة يغير الطريقة التي ينظر بها العلماء إلى البلورات شبه البلورية.

قال شتاينهاردت: 'حتى الآن ، كان يُعتقد أن شبه البلورات عبارة عن كرات غريبة ، وتشكلت واحدة من أحدث المواد'. الآن نحن نعلم أن هذا خطأ تماما. شبه البلورات هي واحدة من أولى المعادن التي تشكلت في النظام الشمسي - في أعلى 250 - قبل وقت طويل من معظم المعادن الشائعة الموجودة على الأرض.

ربما لا يكون تكوينها فريدًا في البيئة المحيطة بالشمس. بدلاً من ذلك ، قد توجد شبه بلورات في جميع أنحاء مجرة ​​درب التبانة والمجرات الأخرى.

تكهن شتاينهاردت قائلاً: 'ربما تكون أكثر المعادن شيوعًا التي تكونت في الكون'.

تابع موقع ProfoundSpace.org للحصول على أحدث أخبار علوم الفضاء والاستكشاف على Twitter تضمين التغريدة و على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك .