يمكن للأصطدام الكونية الصخرية أن تشكل بلورات فضائية ، ويقترح اختبار الليزر

بلورات خضراء تنبت من الحجر الرمادي

الفورستريت هو معدن رئيسي يتكون من أجسام كوكبية صخرية ويوجد في الوشاح العلوي للأرض. في الصورة هنا: بلورات لمجموعة متنوعة من الفورستريت تم جمعها بالقرب من الزبرجد ، بولاية أريزونا. (رصيد الصورة: Pyrope via ويكيميديا ​​كومنز )



عندما تصطدم الأجسام الصخرية في الفضاء ، فإنها تنتج موجة صدمة هائلة ، مما يزيد بشكل مفاجئ من الضغط على المعادن الموجودة في الداخل. في دراسة جديدة ، استخدم الباحثون عنصرًا رئيسيًا في الكواكب الصخرية باستخدام الليزر واكتشفوا شيئًا غير متوقع: فبدلاً من الذوبان ببساطة تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين فجأة ، تتشكل البلورات في سائل أيضًا.



Forsterite هو معدن مصنوع من المغنيسيوم والسيليكون والأكسجين ، وهو شائع جدًا على الكواكب الصخرية: يتكون الوشاح العلوي للأرض من 70 في المائة إلى 80 في المائة من فورستريت ، ويمكن أن تتكون فئة من النيازك الصخرية التي تسقط على الأرض تسمى الكوندريت العادي من نفس القدر 90 في المائة من فورستريت ، قال توشيموري سيكين ، عالم الجيوفيزياء بجامعة هيروشيما في اليابان والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة ، لموقع ProfoundSpace.org.

على الرغم من ذلك ، لم يقم الباحثون بالتحقيق في ما يحدث للمعادن أثناء الزيادات الهائلة والمكثفة في الضغط ، مثل ما قد يحدث أثناء تصادم الكواكب ، لأنه في ظل الضغوط العالية التي يتم تطبيقها تدريجياً ، كان الفورستريت قد تحلل بالفعل إلى معادن مختلفة. ومع ذلك ، من خلال تفجير عينة صغيرة من الفورستريت بالليزر ، وجد الباحثون في الدراسة الجديدة أنه عندما وصل الضغط فجأة إلى 250 جيجا باسكال - حوالي ثلثي الضغط المقدر في مركز الأرض - تولدت المادة بشكل غير متوقع بلورات. [ أقرب كوكب صخري خارج المجموعة الشمسية تم العثور عليه بحجم الأرض (فيديو) ]



قال سيكين في رسالة بالبريد الإلكتروني: 'كان يُعتقد أن فورستريت يتغير ببساطة ، مثل المعادن الأخرى: صلب ، سائل ، سائل [فوق الحرج] [المرحلة التي تحل محل الغاز عند ضغوط عالية] مع زيادة قوة الصدمة'. 'لم يدرك أحد من قبل التبلور الجزئي في مثل هذه الظروف القاسية.'

استخدم بحث جديد ليزر Gekko XII لتفجير عينة من الفورستريت ، وهو مكون شائع في عباءات الكواكب الصخرية ، لمشاهدة رد فعلها على الضغط الشديد ، مثل ما قد يحدث أثناء تصادم الأجسام الكوكبية.

استخدم بحث جديد ليزر Gekko XII لتفجير عينة من الفورستريت ، وهو مكون شائع في عباءات الكواكب الصخرية ، لمشاهدة رد فعلها على الضغط الشديد ، مثل ما قد يحدث أثناء تصادم الأجسام الكوكبية.(رصيد الصورة: توشيموري سيكين ، جامعة هيروشيما)



خلال التجربة ، قام الباحثون بتسليط ليزر عالي الطاقة في مربع صغير من الفورستريت يحده الكوارتز والألمنيوم. قال باحثون في بيان إن طاقة الليزر تبخرت الجزيئات على سطح العينة ، مما أدى إلى حدوث موجة صدمة أدت إلى تسخين الفوستريت وضغطت عليه بشدة. (تم استخدام ضغط الصدمة هذا الذي يحركه الليزر في الماضي على جزيئات أخرى لفحص الظروف داخل الكواكب.)

قال سيكين في بيان: 'توفر نتائجنا فهماً أفضل لكيفية تطور الصهارة الناتجة عن الاصطدام ، وتسمح لنا بنمذجة الهياكل الداخلية للكواكب من نوع الأرض'. خلقت الاصطدامات في درجات الحرارة والضغوط القصوى هذه كوكب الأرض الخاص بنا وربما تكون أيضًا قد شكلت عباءة كواكب عملاقة أخرى [عوالم قريب من حجم الأرض وكتلتها ] ، على سبيل المثال CoRoT-7b و Kepler-10b. '

نظرًا لأن فورستريت شائع جدًا في عباءات الكواكب الصخرية ، فقد توصل الباحثون إلى علاقة بين كيفية تفاعل المعدن مع الضغط المفاجئ وما سيحدث للتركيب الكيميائي للديكورات الداخلية للكوكب بعد التأثيرات المفاجئة. البلورة التي تم إنشاؤها ، أكسيد المغنيسيوم ، قد يكون لديك اتصال إلى المجالات المغناطيسية للكواكب ، قال الباحثون.



يمكن أن تدعم نتائجنا احتمال أن تؤدي التصادمات العنيفة والواسعة النطاق بين الأجسام الفضائية التي تحتوي على ما يكفي من فورستريت وتتحرك أسرع من حوالي 13 كيلومترًا في الثانية (8.1 ميلًا في الثانية) إلى طبقات كيميائية في أرفف الكواكب الأرضية الضخمة. قال في البيان. قد يكون ذوبان فورستريت قد أنتج تركيزًا عاليًا بدرجة كافية من أكسيد المغنيسيوم في لب الأرض المبكر لتشغيل مجال مغناطيسي حول الكوكب.

كان العمل الجديد مفصل اليوم (3 أغسطس) في مجلة Science Advances.

أرسل بريدًا إلكترونيًا إلى سارة لوين على slewin@demokratija.eu أو اتبعها تضمين التغريدة .تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و + Google . المقالة الأصلية بتاريخ موقع demokratija.eu .