黑色陨石-西伯利亚神秘陨石中异常的晶体

陨石中的新矿物

一块晶体,或者至少看起来是晶体的东西,让西伯利亚发现的一颗罕见的陨石十分引人注目。尽管人类已经积累了几个世纪的科学知识,我们对宇宙的了解也在不断增加,但科学家仍然会偶尔发现一些完全出乎意料的事情。

黑色陨石

来自太空的黑色陨石

几年前,科学家们发现了太阳系形成后不久的一小块矿物,大约45亿年前。这种矿物是由降落在西伯利亚东部的卡蒂尔卡陨石带到地球上的。

这种矿物本身,就其结构、年龄而言,并没有那么有趣。它拥有一种我们在自然界中从未发现过的原子结构,尽管它是在实验室环境中创造出来的。它被称为准晶体,因为从外表看它像晶体,但它的内部是另一回事。

陨石矿物的准晶体结构

晶体之所以是晶体,是因为它的原子以非常一致的、可预测的结构排列,就像晶格一样,这些结构不断重复。准晶体是有序的晶格,但它们并不一致,也不完全相同。相反,它们被安排在各种不同的配置中,根据我们对科学的理解,这在自然物质中是不可能的。

尽管早在1960年就已经在实验室里成功地制造出了准晶体,但仍有许多科学家对这种准晶体能否在自然界中被发现表示怀疑,但普林斯顿大学理论物理学家保罗·斯坦哈特(Paul Steinhardt)却不这样认为。他发现了样本并进行了研究。他和他的团队对这种矿物进行了广泛的研究,试图找出这种物质是如何在地球上形成的,但最终被迫得出结论:它一定是从地球外的某个地方被带到这里的。

证据

国际商业时报报道,据俄罗斯科学院天文学研究所的主管Boris Shustov,在陨石中找到新的矿物镶嵌其中并不是不寻常的,因为它们不是像地球上的矿物那样形成的。

斯坦哈特的团队对此表示赞同。他们的研究结果有力地表明,这种非自然准晶的形成只能在天体物理条件下进行。研究小组发现,这种新矿物嵌在另一种已知的矿物——针铁矿中。超石英来自于陨石,它围绕着准晶体,这两种矿物必须在几乎同一时间被创造出来,在陨石的高压下,在它降落到行星之前。另一个证明准晶体不是来自这里的重要线索是,在矿物中发现的氧同位素的比例与在地球上发现的任何类似比例不一致。

一个Ho-Mg-Zn二十面体准晶,形成为一个五边形的十二面体,是二十面体的对偶。与某些立方系晶体(如黄铁矿)类似的五角十二面体晶形不同,准晶的表面是真正的正五边形

斯泰因哈特说:“这一发现是准晶体在天体物理条件下自然形成的重要证据,也为物质的这一阶段在数十亿年内保持稳定提供了证据。”

他的团队前往西伯利亚,试图找到更多的样本进行研究,并能够从陨石上获得新的样本。即使有了新的样品,找到准晶体也是非常困难的,因为它们太小了。研究小组最终确实发现了另外两个类似的准晶体,第二次发现是在他们对所获得的样品进行分析的五年后。他们发现的三种准晶体都有自己独特的分子结构。

其他研究

目前。加州理工学院地质与行星科学部的分析设施主任Chi Ma也有一个团队研究来自这一发现的样本,以寻找来自太空的新矿物。马和他的团队已经发现了世界各地陨石中7%的新矿物,并且发现了35种以前不为人知的新矿物。

使这块特殊的太空黑色陨石成为如此丰富的新发现来源的原因之一是它含有大量未氧化的自然形成的铝,这是迄今为止发现的第一块这样的陨石。斯坦哈特和他的团队发现的三种准晶体都是铝、铁和铜的混合物。






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