نادرة ، شبه بلورية “مخالفة للقواعد” توجد في قطعة من البرق “المتحجر”
أنبوب من “البرق المتحجر” من تلال ساندهيل في نبراسكا يحمل نوعًا نادرًا من شبه البلورة التي لم يتم العثور عليها سابقًا إلا في النيازك ومواقع اختبار القنبلة الذرية.
أشباه البلورات هي مواد تخالف القواعد التقليدية لعلم البلورات. قبل اكتشافها لأول مرة في عام 1984 ، اعتقد العلماء أن المواد يمكن أن تكون إما بلورية – ذات أنماط متماثلة ومتكررة – أو غير متبلورة ، مما يعني أنها مرتبة بشكل عشوائي وغير منظمة. بالإضافة إلى ذلك ، اعتقد العلماء أن البلورات يمكن أن تكون متناظرة فقط لعدد محدود من المرات عندما تدور حول محور – مرتين أو ثلاث أو أربع أو ست مرات.
تكسر البلورات شبه البلورية تلك القواعد. يتم تجميعها معًا في نمط مرتب ، لكن هذا النمط يتكرر. لديهم أيضًا تناظرات دورانية لا يمكن لأي بلورة عادية تحقيقها. على سبيل المثال ، يمكن لشبه البلورة ذات التناظر العشريني الوجهي أن تعرض تناظرًا خماسيًا حول ستة خطوط مختلفة للدوران.
متعلق ب: الماس المستخرج من أعماق الأرض يحتوي على معدن لم يسبق له مثيل
تم اكتشاف البلورات شبه البلورية لأول مرة في المختبر. في عام 2012 ، ومع ذلك ، بول شتاينهاردت (يفتح في علامة تبويب جديدة)، عالم فيزياء نظرية في جامعة برينستون ، و لوكا بيندي، عالم جيولوجيا بجامعة فلورنسا بإيطاليا ، أعلن الاكتشاف (يفتح في علامة تبويب جديدة) شبه بلورة طبيعية في نيزك سقط على شبه جزيرة كامتشاتكا في شمال شرق روسيا. ثم ابتكر الباحثون المزيد من البلورات شبه البلورية في المختبر عن طريق محاكاة درجات الحرارة المرتفعة والضغوط العالية التي يمكن العثور عليها عند اصطدام الأجسام الصخرية. ثم تحولوا إلى مكان آخر حدث فيه انتقال سريع للغاية إلى درجة حرارة عالية وضغط مرتفع: موقع اختبار القنبلة الذرية الثالوثية في نيو مكسيكو. هناك ، وجدوا المزيد من أشباه البلورات في المعادن من أسفل حيث انفجرت القنبلة الذرية.
قال بيندي لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني: “لهذا السبب ، بدأت أفكر في مواد أخرى تشكلت في ظروف مماثلة. وفكرت في fulgurites ، وهي مواد تشكلت بواسطة ضربات البرق”.
تفريغ دراماتيكي
يتشكل الفولجوريت عندما يضرب البرق الرمل ، يندمج الحبيبات معًا في أنبوب زجاجي متفرع. جمع Bindi العديد من fulgurites في بحثه عن أشباه البلورات. الشخص الذي حمل هذا الشكل النادر من المادة جاء من ساندهيلز في نبراسكا ، بالقرب من قرية هيانيس. تتكون هذه المنطقة من نبراسكا من كثبان رملية مغطاة بالعشب.
تم العثور على الفولجوريت بالقرب من خط كهرباء سقط في عاصفة عام 2008. وبلغ طوله الإجمالي حوالي 6.6 قدم (2 متر) وقطره 3.1 بوصة (8 سم). لم يشهد أحد الحدث ، لذا فإن الباحثين ليسوا متأكدين مما إذا كان البرق قد ضرب خط الطاقة وخلق الفولجوريت ، أو ما إذا كان الخط قد سقط في مهب الريح وخلق الفولجوريت مع تفريغه الكهربائي.
في كلتا الحالتين ، احتوى الزجاج المتفرّع الناتج على خليط من المواد من الرمل والمعادن في الخط الكهربائي ، بما في ذلك المنغنيزو السيليكونوالكروم والألمنيوم والنيكل. لخلط هذه المواد ، يجب أن تكون درجة حرارة الرمال قد وصلت لفترة وجيزة إلى ما لا يقل عن 3110 درجة فهرنهايت (1710 درجة مئوية) ، حسبما أفاد الباحثون في 27 ديسمبر في المجلة. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (يفتح في علامة تبويب جديدة).
البحث عن أشباه البلورات
باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح ، وجد بيندي وشتاينهاردت وزملاؤهم بلورة من 12 جانبًا و 12 زاوية مع تناظر 12 ضعفًا مضمنة في الفولجوريت. وكتب الباحثون في ورقتهم البحثية أن أشباه البلورات ذات هذا النوع من التناظر هي أكثر ندرة من البلورات بشكل عام. تعتبر شبه البلورات ذات التناظر 10 أضعاف أو التناظر عشري الوجوه أكثر شيوعًا.
وقال بيندي إن الاكتشاف يشير إلى أماكن جديدة للبحث عن أشباه البلورات الطبيعية.
وقال: “إنه يوضح أن ظروف الضغط ودرجة الحرارة القصوى العابرة مناسبة لتركيب البلورات”. وقال إن الأماكن المحتملة الأخرى للعثور على أشباه البلورات قد تكون في تأثير النظارات التي تشكلت عندما اصطدمت نيازك كبيرة أو كويكبات بالأرض ، أو في أجزاء من سطح القمر اصطدمت بكويكبات.
