Кредит: Pixabay/CC0 Общественный домен
Когда высокоскоростные астероиды приземляются на Земле, они могут образовывать метеорный кратер. Такие столкновения произошли на протяжении всей истории Земли и все еще происходят на других планетарных телах сегодня.
В то время как большинство астероидных воздействий на Землю произошли миллионы лет назад, их остатки все еще сохраняются на поверхности Земли. Пострадавшие от удара пород испытывают сильное тепло и давление во время удара.
Одно из таких древних участков воздействия, известного как озеро Уэст -Клируотер, расположен в Квебеке, на канадском щите недалеко от залива Гудзон. Этот кратер, теперь заполненный водой, был сформирован, когда астероид ударил землю примерно 285 миллионов лет назад.
Натуральный термометр
Циркон — минерал, обычно встречающийся в различных типах скал на земле и в некоторых камнях на Луне и других планетах. Это невероятно долговечный, естественный минерал, который существует с тех пор, как сама Земля. Физическая устойчивость циркона делает его полезным инструментом для изучения естественных геологических явлений.
Циркон, когда он достаточно нагревается, начинает распадаться в его компоненты: циркония (Zro₂) и кремнезем (SIO₂). Циркония имеет разные формы в зависимости от того, насколько она жарко, называется полиморфами — это минералы с одинаковой химической макияжем, но разными кристаллическими структурами, которые адаптируются к изменяющимся физическим условиям. Одним из полиморфов циркония является кубическая циркония, названная в честь ее кубической структуры.
Поиск кубической цирконии в природе встречается невероятно редко из -за конкретных условий, которые требуются, чтобы оставаться структурно стабильными. Кубическая циркония образуется только в экстремальных условиях, когда температуры достигают более 2370 ° С. На поверхности Земли такие естественные горячие температуры, как известно, существуют только во время формирования кратера.
На озере Уэст -Клируотер мы нашли доказательства того, что эта естественная кубическая циркония сохранилась в естественном стекле — остаток интенсивного тепла от древнего астероидного удара. Для сравнения, активные вулканы, такие как на Гавайях, достигают температуры в диапазоне от 800 до 1200 с.
В природе циркония существует в нескольких формах, в зависимости от температуры и давления, которым она подвергается воздействию. Три основных полиморфа: моноклинные, тетрагональные и кубические.
Моноклинная циркония является стабильной при более низких температурах и является наиболее распространенной формой циркония, обнаруженной в природе. Тетрагональная циркония существует при умеренно высоких температурах и нестабильна при низких температурах. Кубическая циркония стабильна только при чрезвычайно высоких температурах выше 2370 ° С, а также нестабилен при более низких температурах.
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
Горячий кусок истории
Как именно кубическая циркония оказалась в этих камнях?
Когда астероид попал в регион озера Уэст -Клируотер миллионы лет назад, он породил температуры, достаточно горячие, чтобы растопить и испарить часть поверхностной породы. Поскольку расплавленная пород охладилась и затвердевала, микроскопические кристаллы циркона, первоначально присутствующие в целевом материале, попали в горячий расплав и начали трансформироваться.
При температуре выше 2370 ° С эти кристаллы циркона начали ломаться, и некоторые из них превратились в кубическую цирконию. Это дало доказательства крайней жары, которую наша исследовательская группа обнаружила в нашем недавнем исследовании.
Это увлекательное доказательство дает нам представление о том, насколько жарко оно может получить во время воздействия метеорита, что трудно измерить миллионы лет после этого.
Искусственное производство
Синтетическая кубическая циркония производится искусственно путем нагревания оксида циркония до высоких температур, а затем охлаждает его в контролируемой среде; Затем циркония образует кристаллы, которые напоминают бриллианты. Синтетическая кубическая циркония является популярной заменой бриллиантов в ювелирных изделиях, потому что его дешево производить, но все же блестят, как бриллианты.
Синтетическая кубическая циркония содержит большое количество стабилизирующих агентов, таких как элемент иттрий, которые мешают им стать нестабильными и помогают ему сохранить блеск с течением времени.
Без добавок, используемых в синтетической кубической цирконии, естественная циркония гораздо чаще превратится в другие формы, когда охлаждается. Вот почему поиск естественной кубической цирконии настолько редко — она существует только в местах, где температура когда -то была невообразимо высокой.
Воздействие астероидов
Помимо увлекательного геологического открытия, поиск доказательств кубической цирконии в влиятельной структуре дает ученым лучшее понимание условий, создаваемых во время воздействия астероидов. Эти древние события были не просто жестокими — они принципиально изменили поверхность Земли так, как мы все еще узнаем.
В то время как открытие кубической цирконии на озере Уэст -Клируотер захватывает, это всего лишь один кусок головоломки. Кратеры воздействия не являются уникальными для Земли — они находятся на большинстве каменистых предметов в нашей солнечной системе. Например, кубическая циркония была найдена в лунных скалах, возвращенных астронавтами миссий Аполлона.
Метеоритные кратеры, такие как озеро Уэст -Клируотер, являются лишь небольшой частью более широкой истории истории Земли. В течение своих зарождающих лет Земля регулярно бомбировала астероидами, которые были остатками мусора от формирования солнечной системы, и эти столкновения помогли сформировать поверхность планеты. Фактически, есть убедительные доказательства того, что воздействие астероидов, возможно, сыграло роль в происхождении жизни, создавая среды, в которых могут образовываться сложные химические вещества.
Обеспечивается разговором
