Recreado a cámara lenta en laboratorio el impacto de un asteroide
Por primera vez, unos investigadores han grabado en directo y con detalle atómico lo que le ocurre al material en el impacto de un asteroide.
El equipo formado por Falko Langenhorst, de la Universidad de Jena, y Hanns-Peter Liermann, del DESY (Sincrotrón Alemán de Electrones), simuló en el laboratorio el impacto de un asteroide con el mineral cuarzo y lo persiguió a cámara lenta en una célula de yunque de diamante, mientras lo monitorizaba con la fuente de rayos X PETRA III del DESY.
La observación revela un estado intermedio en el cuarzo que resuelve un misterio de décadas sobre la formación de láminas características en el material impactado por un asteroide. El cuarzo está omnipresente en la superficie terrestre y es, por ejemplo, el principal constituyente de la arena. El análisis ayuda a comprender mejor las huellas de impactos pasados, y también puede tener importancia para materiales totalmente distintos. Los investigadores presentan sus hallazgos en Nature Communications.
Los impactos de asteroides son acontecimientos catastróficos que crean enormes cráteres y a veces funden partes del lecho rocoso de la Tierra. "Sin embargo, los cráteres suelen ser difíciles de detectar en la Tierra, porque la erosión, la meteorización y la tectónica de placas hacen que desaparezcan a lo largo de millones de años", explica Langenhorst en un comunicado.
Por ello, los minerales que sufren cambios característicos debido a la fuerza del impacto suelen servir como prueba de un impacto. Por ejemplo, la arena de cuarzo (que químicamente es dióxido de silicio, SiO2) se transforma gradualmente en vidrio a causa de un impacto de este tipo, y los granos de cuarzo quedan entonces entrecruzados por laminillas microscópicas. Esta estructura sólo puede explorarse en detalle con un microscopio electrónico. Puede observarse, por ejemplo, en material procedente del cráter Barringer, relativamente reciente y prominente, en Arizona (EE.UU.).
"Durante más de 60 años, estas estructuras laminares han servido como indicador del impacto de un asteroide, pero nadie sabía hasta ahora cómo se formó esta estructura en primer lugar", afirma Liermann. "Ahora hemos resuelto este misterio de décadas".
Para ello, los investigadores habían pasado años modificando y avanzando las técnicas que permiten estudiar materiales a alta presión en el laboratorio. En estos experimentos, las muestras suelen comprimirse entre dos pequeños yunques de diamante en la llamada célula de yunques de diamante (DAC). Esto permite generar de forma controlada presiones extremas, como las que se dan en el interior de la Tierra o en el impacto de un asteroide.
Para sus experimentos, el equipo utilizó una célula dinámica de yunque de diamante (dDAC) en la que la presión puede modificarse muy rápidamente durante la medición. Con este dispositivo, los científicos comprimieron pequeños monocristales de cuarzo cada vez con más fuerza, al tiempo que hacían brillar la intensa luz de rayos X de PETRA III a través de ellos para investigar los cambios en su estructura cristalina.
"El truco consiste en dejar que el impacto simulado de un asteroide se produzca lo suficientemente despacio como para poder seguirlo con la luz de rayos X, pero no demasiado, de modo que puedan seguir produciéndose los efectos típicos de un impacto de asteroide", explica Liermann. Los experimentos realizados a escala de segundos demostraron ser la duración adecuada.
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