Наука — Эксперименты при высоком давлении помогают раскрыть тайну метеоритов

Эксперименты при высоком давлении помогают раскрыть тайну метеоритов

Новые эксперименты с высоким давлением позволяю прояснить давнюю загадку, связанную с метеоритами и состоящую в том, что в метеоритах удивительным образом сосуществуют две различные модификации диоксида кремния, несмотря на то, что их формирование должно проходить в существенно различающихся условиях.

Эти две различные модификации диоксида кремния носят названия кристобалит и сейфертит. И хотя кристобалит формируется при довольно высоких температурах, вопросы у ученых вызвало соседство его в материале метеоритов с фазой сейфертита, которая, согласно предыдущим исследованиям, формируется лишь при гигантских давлениях.

В результате проведения новых экспериментов с высоким давлением группа исследователей во главе с Анной Цернок (Ana Černok) смогли получить беспрецедентные снимки структуры кристобалита при высоких давлениях, вплоть до 83 гигапаскалей (ГПа), или 820000 атмосфер. «Эти эксперименты демонстрируют, что когда сжатие кристобалита происходит равномерно или почти равномерно – или, как мы выражаемся, в гидростатических или квазигидростатических условиях – то термодинамически возможным становится образование фазы, названной нами «кристобалит X-1», - объясняет один из соавторов новой работы Елена Быкова, сотрудник исследовательского центра PETRA III, Германия, в котором проводились эти эксперименты. – Эта фаза, существующая только при высоких давлениях, превращается обратно в нормальный кристобалит, когда давление снижается».

Однако если сжатие кристобалита происходит неравномерно, то есть в так называемых негидростатических условиях, то кристобалит превращается в структуру наподобие сейфертита, как показали эти новые эксперименты. Эта структура формируется при значительно меньших давлениях, по сравнению с давлениями, необходимыми для формирования сейфертита из обычного кварца. «Расчеты ab initio подтверждают динамическую стабильность этой новой фазы при высоких давлениях, - говорит еще один соавтор работы Разван Каракас (Razvan Caracas).

Исследование вышло в журнале Nature Communications.

Читайте также: