Микроструктура минерального альбита до быстрого сжатия. Снимок показывает участок в 0.036 мм в поперечнике
Спустя сотни или миллионы лет после падения метеорита на Землю исследователи анализируют место удара, чтобы понять, что произошло в прошлом. В новой научной работе решили имитировать подобные падения, разбивая образцы между алмазными наковальнями и отслеживая, как меняются материалы на месте удара или при сжатии с различной скоростью.
Разобравшись во влиянии древних метеоритов, исследователи могут лучше понять, как формировались и развивались Земля и другие объекты Солнечной системы. Анализируя конкретные точки падения, ученые надеются выведать детали о самых высоких температурах и уровнях давления во время столкновения.
В прошлом классификация ударов основывалась на измерениях трех типов минералов, которые часто встречаются в ударных кратерах (или планетарной коре). Речь идет об альбите, анортите и плагиоклазах. Если на них повлиять, то минералы теряют часть своей упорядоченной кристаллической структуры.
В новой работе использовали дифракцию рентгеновских лучей, чтобы отследить изменения атомных структур при быстром сжатии (имитация падения метеорита). В эксперименте использовали алмазные наковальни. Ученым удалось отследить трансформации атомной структуры в течение полного цикла сжатия и декомпрессии, а не только вначале и конце эксперимента (чего не получалось сделать ранее).
Микроструктура образца альбита после сжатия до 44 ГПа со скоростью 0.1 ГПа в секунду. Снимок отображает сечение 0.007 мм в поперечнике
Команда сжала минералы до 80 ГПа давления, что в 80000 раз превышает земное на уровне моря. Также изменили степень сжатия, чтобы увидеть отличия в реакции минералов. Они отметили, что больше влияния оказывает скорость сжатия на то, когда минералы утратили кристаллическую структуру.
Это значит, что измерение уровня потерянной структуры в минералах на местах воздействия не будет достаточным показателем для оценки пикового давления и температуры в момент падения объекта. Но изучение трансформации минералов в условиях воздействия поможет добыть больше сведений с локаций древних столкновений.
Микроструктура образца альбита после сжатия до 46 ГПа со скоростью 35 ГПа в секунду. Перед вами сечение 0.007 мм в поперечнике
Хоть это и не помогает точно определить конкретные температуры и показатели давления, однако новая технология обещает расширить наше понимание воздействий метеоритов. Тем более, с каждым годом улучшаются технологии детекторов рентгеновских лучей.