12:46 PM on Sunday 26th February 2012
Evidencia de un Quasicristal extra-terreste
Presentamos evidencia de que una muestra de roca encontrada en las montañas de Koryak en Rusia de icosahedrite que contiene una fase cuasicristalinos icosaédrica con la composición Al63 CU24 fe13, es parte de un meteorito, probablemente se formaron en los inicios del Sistema Solar alrededor del 4,5 Gya.
Los cuasicristales, estructuras minerales que rompieron con el modo de concebir la materia sólida en los años 80 y que le valieron el Nobel de Química a Daniel Shechtman en 2011, son extraterrestres y provienen de los meteoritos conocidos como condrita carbonosa, según un estudio realizado por el físico teórico Paul Steinhardt.
La carrera del Premio Nobel Daniel Schechtman ha estado siempre ligada a este mineral, aunque no siempre le ha supuesto alegrías. Así, cuando el científico presentó su hallazgo en los años 80 se encontró con la incomprensión de sus colegas, y su jefe en el laboratorio acabó invitándole a abandonar el grupo de investigación.
Concretamente, los investigadores utilizaron la técnica de espectrometría de masa para medir las diferentes formas -o isótopos- de oxígeno, un elemento contenido en las partes de la muestra de los cuasicristales.
“Un origen extraterrestre se infiere a partir de espectrometría. Demuestra que tiene composiciones isotópicas a diferencia de los minerales terrestres” . “La espinela de la corteza blanco tiene una composición isotópica sugiriendo que era parte de una inclusión de calcio-aluminio. El mecanismo que produce este conjunto exótico todavía no se entiende. La asociación (de cobre metálico de aleación de aluminio) es extremadamente reducida, y la estrecha asociación del aluminio con el cobre es inesperado. Sin embargo, nuestra evidencia indica que los cuasicristales pueden formarse naturalmente bajo condiciones astrofísicas y se mantienen estables en escalas de tiempo cósmicas, dando una visión única de su existencia en la naturaleza y la estabilidad”
Según ha explicado Steinhardt, los resultados obtenidos acerca de los isótopos de oxígeno se acercaron más al patrón de los minerales que se encuentran en las condrita carbonosa que a aquellos que se originaron en la Tierra. Las muestras también contenían un tipo de sílice, que sólo se forma a muy altas presiones.
Para el científico, estos datos sugieren que los cuasicristales se han formado en el manto de la Tierra o en un impacto de alta velocidad, como el que se produce cuando un meteorito golpea la superficie de la Tierra.
Schechtman sometió al cristal -luego conocido como cuasicristal- a varios experimentos, para descartar que se tratase de una agrupación simétrica de cristales idénticos. De este modo, descubrió que en realidad su simetría era quíntupla, igualmente imposible en las concepciones científicas de la época. El mineral, una aleación de aluminio, cobre y hierro, demostró que los cuasicristales podían formarse y permanecer estables en condiciones naturales. Sin embargo, el proceso natural que ha creado las estructuras seguía siendo una cuestión abierta hasta ahora.
Los Cuasicristales son sólidos cuya disposición atómica son superiores que el orden periódico de traslación y simetrías de rotación que son imposibles para los cristales comunes (5). Hasta hace poco, los únicos ejemplos conocidos eran materiales sintéticos producidos por la fusión de proporciones precisas de seleccionados componentes elementales y el enfriamiento bajo condiciones controladas (6-8).
La muestra estudiada aquí es el único ejemplo para salir de la búsqueda hasta la fecha con una fase cuasicristalinos verificado. La composición de medida de los granos icosahedrite, está de acuerdo con la estequiometría ideal de un conocido cuasicristal sintetizada en el laboratorio (9)
Los granos son cuasicristal intercrecido con diópsido, forsterita, stishovita, y otras fases metálicas. Esta asociación, a su vez, esta encerrada en una corteza blanca que consta de diópsido, hedenbergita, espinela, nefelina y forsterita. Particularmente notable es un grano de stishovita (del interior), un polimorfo tetragonal de sílice que sólo se produce a presiones ultra altas (≥ 10 GPa), que contiene una inserción de cuasicristal.
El interior no se ha examinado hasta la fecha. Por el contrario, la muestra estudiada aquí muestra un conjunto muy complejo de asociaciones. El grano y el holotipo son las dos únicas muestras que contienen kha-tyrkite cupalite y que se ha descubierto hasta la fecha en cualquier lugar.
La muestra de roca se identificó por primera vez para el estudio como resultado de una búsqueda sistemática de una década de duración para un natural cuasicristal (4).
Aunque todavía no existe una completa comprensión de la forma en la muestra formada con todas las características observadas, se presenta en este documento una serie de investigaciones que sustituyen a los resultados anteriores y apuntan claramente a un extraterrestre origen, de la que es razonable inferir que la muestra holotipo es extraterrestre también.
Lo que está claro, sin embargo, es que este fragmento meteorítico no es ordinario. La resolución de los enigmas notables que plantea esta muestra no sólo contribuyen a aclarar el origen de la fase de cuasi cristal, sino también arrojar luz sobre los procesos no observados previamente en el sistema solar. El montaje de todas estas pistas juntas en una teoría coherente de la formación y evolución del meteorito, es objeto de una investigación en curso.
