Göktaşı Darbeleri Beklenmedik Silika Formları Oluşturabilir
Fotoğraf : Kuvars
Bir göktaşı atmosfere boyunca hızla uçtuğunda ve Dünya’ya çarptığında; göktaşının şiddetli etkisi ineceği alanda bulunan mineralleri nasıl değiştirir? Ekstrem etkiler tarafından oluşturulan kısa ömürlü kimyasal fazlar, gezegen içindeki derinlerde mevcut yüksek sıcaklık ve basınçta bulunan mineraller bilim insanlarına ne öğretebilir?
Carnegie’den Sally June Tracy’nin yönettiği yeni çalışma şok şıkıştırma altında silika mineral kuvarsın kristal yapısını inceledi ve malzemenin bu kadar yoğun şartlar altında nasıl davrandığını hakkındaki uzun süredir devam eden varsayımlara meydan okudu. Sonuçlar; “Science Advances”te yayınlandı.
Tracy “Kuvars, çok sayıda farklı kaya türünde bulunan Dünya’nın yer kabuğundaki en çok miktarda olan minerallerden biridir. Laboratuvarda, göktaşı çarpmasını taklit edebiliriz ve ne olduğunu görebiliriz.” dedi.
Tracy ve meslektaşları, oldukça yüksek hızda kuvars numuneleri içine atılan cismi hızlandırmak için özel bir gaz tabancası kullandı. Özel X-ray aracı, etkiden sonra saniyenin milyonda birinden daha az sürede şekillenen materyallerin kristal yapısını ayırt ettiler. Deneyler; WSU tarafından yönetilen Argonne Ulusal Laboratuvarı Gelişmiş Foton Kaynağı’nda bulunan Dinamik Sıkıştırma Sektörü (DCS)’de yürütüldü.
Kuvars; tetrahedral kafes yapısında düzenlenmiş bir silikon atomu ve iki oksijen atomundan oluşur. Bu elementler aynı zamanda; Dünya’nın silikat bakımından zengin tabakasında oldukça yaygın ve gezegenin jeolojk tarihi hakkında ayrıntıları ortaya çıkarabilen Dünya’nın iç kesiminde bulunan elementler gibi, yüksek basınç ve sıcaklıkta kuvarsın maruz kaldığı değişimleri keşfediyor.
Bir malzeme aşırı sıcaklık ve basınca maruz kaldığında, malzemenin iç atomik yapısı yeniden şekillendirilebilir. Örneğin, Hem grafit hem de elmas karbondan oluşur. Fakat grafit – düşük basınç altında şekillendiği için- yumuşak ve opaktır. Elmas, yüksek basınçlarda şekillenir- ultra sert ve saydamdır. Karbon atomlarının farklı düzenlenmesi; malzemenin yapısı ve özelliklerini belirler.
Tracy ve ekibi; normal atmosfer basıncının 300.000 katından daha fazla dinamik şoka maruz kaldığında, yapısı tamamen kristalin stishovit ile tamamen düzensiz bir cam arasında olan kuvars yeni bir düzensiz kristalin fazına geçiş yapması beklentilerinin tersini gösterdi. Ne yazık ki yeni yapı, azalan yoğun basınçta patladı.
Tracy ” Dinamik sıkıştırma deneyleri uzun süredir devam eden tartışmayı masaya koymamızı sağlar. Dahası, etki olayları, evrimi ve gezegen oluşumunu anlamanın önemli bir parçasıdır ve bu süreçler hakkında devam eden araştırmalar yeni bilgiler ortaya çıkartabilir.” diyerek ekleme yaptı.
Bu araştırma, Savunma Tehdit Azaltma Ajansı ve NSF tarafından desteklendi. Washington Eyalet Üniversitesi (WSU), ABD Enerji Bakanlığı/ Ulusal Nükleer Güvenlik Ajansı (NNSA) tarafından verilen ödüllerle deneysel destek sağladı.
Kaynak : sciencedaily.com
