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模拟极端撞击来了解矿物怎么受到陨石撞击的影响 指纹矿物是什么

时间:2023-08-05 22:16 来源:网络 作者: 红叶

【帆叶网探索分享】

  “指纹”矿物,以更好地了解它们怎么受到陨石碰撞的影响。研究人员在实验室模拟了这些极端的影响,并发现了它们怎么转化地壳中矿物质的新详情。

  当一块宇宙岩石在穿过地球大气层的湍流通道中幸存下来并撞击地表时,它会产生冲击波,可以压缩和转化地壳中的矿物质。由于这些变化取决于撞击产生的压力,因此专家可以利用地球矿物的特征来了解陨石的生命故事,从碰撞的那一刻一直到天体起源的条件。

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  能源部 SLAC 国家加速器实验室的科学家 Arianna Gleason 说:“如果你将普通矿物与陨石撞击中的矿物进行比较,你会在震惊的矿物中发现一些独特的特征。”“在外面,它们保留了一些原始的结晶形式,但在内部它们变得无序,充满了美丽的连锁线性结构,称为薄片。”

  斜长石是地壳中最丰富的矿物,是绘制更全面的陨石撞击图的最常用矿物之一。然而,这种矿物失去其结晶形状并变得无序的压力——以及这个称为非晶化的过程怎么发挥作用——是持续争论的主题。

  在一项新实验中,帆叶网,SLAC 研究人员在实验室中模拟了陨石撞击,以探索斜长石在冲击压缩过程中怎么转变。他们发现非晶化开始的压力远低于先前假设的。他们还发现,在释放后,该材料会部分重结晶回原本的形状,这表明了一种记忆效应,可以潜在地用于材料科学应用。他们的结果今天发表在Meteoritics and Planetary Science上,可能会导致更准确的模型来了解陨石撞击,包括流星的移动速度以及它们在碰撞时产生的压力。

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  指纹矿物

  研究人员使用 SLAC 直线加速器相干光源 (LCLS) X 射线激光器的极端条件物质 (MEC) 仪器,用高功率光学激光撞击斜长石样品,以通过它发送冲击波。当冲击波穿过样品时,研究人员在不同时间点用来自 LCLS 的超快 X 射线激光脉冲撞击样品。然后这些 X 射线中的一些散射到探测器中并形成衍射图案。

  “就像每个人都有自己的一套指纹一样,每种矿物的原子结构都是独一无二的。”格里森说。“衍射图案揭示了这种指纹,使我们能够跟踪样品的原子怎么响应冲击波产生的压力而重新排列。”

  研究人员还可以将光学激光器调整到不同的能量,以观察衍射图案在不同压力下的变化。

  毁灭之美

  在后续实验中,研究人员计划捕捉和分析撞击过程中产生的碎片信息。这将使他们能够更全面地了解影响,并与专家在该领域可能发现的情况进行并排比较,以进一步改进陨石碰撞模型。他们还计划探索其他矿物并使用更强大的激光和更大量的材料,这可以提供对诸如行星形成等更大规模过程的洞察。

  格里森补充说,她对这项研究可以揭示不仅在地球上而且在其他行星和外星体上发现的矿物质感到兴奋。进一步了解这些矿物怎么受到极端影响的影响,可以解开有关天体物理现象的新信息。

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