Simulação de impacto de asteroide em quartzo mostra o que acontece com o mineral
Pesquisadores simularam um impacto de asteroide em quartzo mineral, e descobriram detalhes no quartzo que podem explicar formações em materiais atingidos
Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Jena e do Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), centro de pesquisa alemão, registraram o que acontece com determinados materiais após o impacto de um asteroide. Para isso, Falko Langenhorst e Hanns-Peter Liermann simularam o choque de um asteroide em quartzo mineral, revelando o processo em detalhes a nível atômico.
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Os impactos de asteroides são eventos devastadores, capazes de criar grandes crateras e até derreter estruturas rochosas da Terra. Apesar disso, é difícil detectar as crateras formadas por colisões do tipo, já que elas ficam expostas à erosão, movimentos das placas tectônicas e a outros efeitos que fazem com que desapareçam ao longo de milhões de anos. Por exemplo, considere a areia de quartzo: ao sofrer algum impacto do tipo, ela é gradualmente transformada em vidro, e os grãos são cruzados por lâminas microscópicas.
Assim, os pesquisadores precisam trabalhar com "pistas" deixadas em determinados minerais, que sofrem mudanças devido à força do impacto. "Por mais de 60 anos, estas estruturas de lâminas serviram como indicadores de impactos de asteroides, mas ninguém sabia, até o momento, como essa estrutura foi formada em primeiro lugar", disse Liermann.
Para tentar solucionar esse mistério, os pesquisadores passaram anos alterando e avançando técnicas que permitem estudos de materiais sob alta pressão em ambientes laboratoriais. Nos experimentos, eles comprimiram amostras de quartzo em uma "célula de bigorna de diamante" ("DAC", na sigla em inglês), que permite que pressões extremas, como aquelas de um impacto de asteroide, sejam geradas de forma controlada.
Nos experimentos, a equipe usou uma DAC dinâmica, que permite mudanças rápidas na pressão durante a coleta das medidas. Eles comprimiram pequenos cristais de quartzo a pressão cada vez maiores, enquanto incidiam raios X intensos neles para analisar as mudanças na estrutura dos cristais.
A equipe descobriu que, à pressão de aproximadamente 180 mil atmosferas, a estrutura do quartzo se transformou em uma estrutura de transição mais agrupada, do tipo rosiaíta. "Nesta estrutura de cristal, o quartzo se encolhe para cerca de 30% do seu volume", explicou Christoph Otzen, autor principal do estudo.
"As estruturas laminares características se formam exatamente onde o quartzo se transforma nesta fase metaestável, que ninguém foi capaz de identificar nele antes de nós", finalizou. Os autores ressaltam que a quantidade e orientação das "lâminas" permitem traçar algumas conclusões sobre o impacto, e indicam a dimensão da pressão.
"Nas maiores pressões, há tanto calor gerado que o material é derretido ou vaporizado", disse Langenhorst. "O material derretido que se solidifica até se tornar rocha novamente não nos dá muitas informações úteis por enquanto, mas o importante é, precisamente, a amplitude da pressão sob a qual os minerais passam por mudanças características no estado sólido", concluiu.
O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Nature Communications.
Fonte: Nature Communications; Via: University of Jena
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