Trasformazioni strutturali risolte nel tempo nel plagioclasio dovute a shock da impatto

Credito: Laboratorio Nazionale Acceleratore SLAC.

I feldspati di plagioclasio costituiscono il gruppo più abbondante di minerali nella crosta terrestre e sono onnipresenti su corpi extraterrestri come Marte, la Luna e gli asteroidi. A causa del suo comportamento unico in risposta allo shock, il plagioclasio è comunemente usato per ricostruire le storie di impatto e le condizioni per le rocce colpite. Ad esempio, le onde d’urto generate dagli eventi di impatto fanno sì che il plagioclasio subisca trasformazioni strutturali come l’amorfizzazione (perdita della sua struttura minerale e divenendo vetroso) e lo sviluppo di caratteristiche di deformazione planare, che vengono utilizzate come indicatori geologici delle pressioni di impatto nelle rocce d’impatto terrestri e meteoriti condritici scioccati. Sebbene siano stati condotti studi approfonditi sulle trasformazioni del feldspato sotto shock, molte domande riguardanti i dettagli di queste trasformazioni e le pressioni esatte alle quali si verificano sono rimaste irrisolte.

Un team di ricerca guidato da Arianna Gleason del National Accelerator Laboratory dello Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) imita gli impatti meteoritici in laboratorio per esplorare come si trasforma il plagioclasio durante gli impatti estremi. Hanno utilizzato la diffrazione dei raggi X in situ dalla sorgente di luce coerente Linac di SLAC per sondare il percorso di trasformazione di fase su una scala temporale inferiore ai nanosecondi. I modelli di diffrazione dei raggi X ottenuti rivelano come la struttura atomica del plagioclasio cambia in risposta all’aumento delle pressioni generate dagli eventi di impatto. Gli esperimenti hanno mostrato che l’amorfizzazione del plagioclasio inizia a pressioni di circa 5 gigapascal (circa 50.000 volte la pressione atmosferica terrestre), che è molto inferiore a quanto suggerito in precedenza. L’esperimento ha anche dimostrato un effetto memoria a circa 32 gigapascal, in cui il campione diventa amorfo ma poi ritorna parzialmente alla sua struttura originale su una scala temporale di nanosecondi. Questa ricerca potrebbe far luce su come i minerali sono influenzati da impatti su scala atomica con risoluzione sub-nanoseconda. In futuro, studi simili condotti su altri minerali potrebbero fornire ulteriori informazioni sulle condizioni di impatto e sulle storie sui corpi planetari nel sistema solare. PER SAPERNE DI PIÙ

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