سجل العلماء تفاصيل حية لما يحدث للمادة أثناء اصطدام كويكب لأول مرة ، حيث قاموا بضغط حبيبات صغيرة من الرمل بين زوج من الماس لمحاكاة الضغوط الشديدة التي تواجهها الصخور عند الاصطدام.
وفقًا لـ RT ، تكشف الملاحظات عن حل لـ “لغز عمره عقد من الزمن” من خلال محاكاة ، بالحركة البطيئة ، ما يحدث للمواد المعرضة للقوة غير العادية لتصادم كويكب.
تضمنت الدراسة ، التي قادها عالم المعادن البروفيسور فالكو لانجينهورست من جامعة جينا وعالم الأشعة هانز بيتر ليرمان من شركة Deutsches Elektronen-Synchrotron ، ضغط حبيبات الكوارتز الفردية إلى حوالي 180 ألف مرة من الضغط الجوي.
تمكن الفريق من الكشف عن الكيفية التي يتسبب بها الضغط الشديد في تشكيل الكوارتز للبنية ذات الطبقات المميزة التي عرفها العلماء منذ فترة طويلة على أنها بصمة لحدث الاصطدام.
على الرغم من أنها أحداث كارثية تؤدي إلى إذابة أجزاء من صخور الأرض وإنشاء حفر ضخمة ، إلا أن الدليل المباشر على تأثيرات الكويكبات الماضية يمكن أن يكون أكثر دقة مما قد يتوقعه المرء.
يوضح البروفيسور لانجينهورست: “غالبًا ما يكون من الصعب اكتشاف الحفر على الأرض لأن التعرية والطقس والصفائح التكتونية تتسبب في اختفائها على مدى ملايين السنين”.
بدلاً من ذلك ، يبحث العلماء عن علامات قوة التأثير ، كما تم الحفاظ عليها من خلال التغييرات التشخيصية لبعض المعادن المعينة في السجل الصخري.
على سبيل المثال ، رمل الكوارتز ، وهو في الأساس مجرد ثاني أكسيد السيليكون ، يتحول تدريجياً إلى زجاج من خلال التأثير ، حيث تتقاطع حبيبات المعدن بواسطة هياكل مجهرية مميزة ذات طبقات تسمى lamellae.
قال ليرمان: “لأكثر من 60 عامًا ، كانت هذه الهياكل الرقائقية بمثابة مؤشر على اصطدام كويكب ، لكن لا أحد يعرف حتى الآن كيف تشكل هذا الهيكل في المقام الأول. لقد حللنا الآن هذا اللغز الذي مضى عليه عقود”.
كان المفتاح لمحاكاة التأثير هو توليد ضغوط ذات شدة غير عادية والتي عادة ما تراها في باطن الأرض. يتم تحقيق ذلك في إعداد معمل عن طريق ضغط عينة من مادة بين ماسين في قطعة من المعدات تعرف باسم خلية سندان الماس.
في دراستهم ، استخدم الباحثون ما يسمى بخلية سندان الماس الديناميكي (DAC) ، والتي لا يمكنها فقط توليد ضغوط شديدة ، كما هو سائد في باطن الأرض أو في اصطدام كويكب ، ولكن أيضًا تغير هذه الضغوط بسرعة كبيرة.
ضغط الفريق قطعًا صغيرة من الكوارتز أحادي البلورة في هذه الآلة ، وشاهدوا كيف أثر الضغط على بنية البلورات من خلال تسليط ضوء أشعة سينية مكثف من سنكروترون PETRA III في هامبورغ ، ألمانيا. السنكروترون هو نوع من مسرعات الجسيمات الدورانية ، حيث تنتقل حزمة من الجسيمات المتسارعة حول حلقة.
كما يوحي الاسم ، فإن المجال المغناطيسي المستخدم لإبقاء الحزمة على مسارها الدائري متزامن مع الطاقة الحركية للجسيمات ، والتي تزداد أيضًا بمرور الوقت.
قال البروفيسور لانجينهورست: “على مدى عقود ، تم استخدام هذه الصفائح لاكتشاف وتحليل تأثيرات الكويكبات. ولكن الآن فقط يمكننا شرح وفهم تشكيلها بدقة “. تم نشر النتائج الكاملة للدراسة في مجلة Nature Communications.
