陨石撞击可产生二氧化硅的意外形式

卡内基的萨利六月麦蒂带领新作检查下冲击压缩二氧化硅矿物石英的晶体结构，并挑战如何长期假设如此强烈的条件下，这种无处不在的物质的行为。该研究结果发表在科学进展。

“石英是地壳中，在不同的岩石类型的大量发现的最丰富的矿物质之一，”麦蒂解释。 “在实验室中，我们可以模仿一个陨石撞击，看看会发生什么。”

Tracy和她的同事，华盛顿州立大学（WSU）斯特凡Turneaure和普林斯顿大学的托马斯·达菲，前卡内基研究员，使用一个专门的大炮般的气炮以极高的速度加快弹到石英样品中，快好几倍比子弹射击从步枪。特殊的X射线仪器被用来辨别该材料的晶体结构，其形成小于冲击之后的第二的百万分之一。实验是在动态压缩部门（DCS），这是由WSU操作和位于先进光子源，阿贡国家实验室进行。

石英制成一个硅原子和布置在四面体晶格结构的两个氧原子组成。因为这些元素也常见于地球的丰富硅酸盐幔，在高压和 - 温度条件下发现的变化石英经历，像那些在地球内部的发现，也可以揭示地球的地质历史细节。

当材料经受极端压力和温度下，其内部的原子结构可再成形的，导致其特性移位。例如，既石墨和金刚石是由碳制成。但是石墨，在低压下，其形式，是软的，不透明的，和金刚石，其在高压下的形式，是超硬和透明的。碳原子的不同安排，确定它们的结构和它们的属性，而这又影响了我们如何与参与，并利用它们。

尽管数十年的研究，出现了关于碰撞事件中什么样的形式二氧化硅将采取，或者动态压缩条件，如由Tracy和她的合作者部署下，科学界的争论由来已久。冲击加载下，二氧化硅通常假定转换到被称为超石英致密结晶形式，结构相信地球深部存在。还有人认为，由于冲击的快速时间尺度的材料将替代采用密集，玻璃结构。

Tracy和她的团队能够证明该计数器的期望，当经受更大的动态冲击超过300,000倍正常大气压，石英经历一种新型的过渡无序的结晶相，其结构是完全结晶的超石英和完全之间的中间无序的玻璃。然而，新的结构不能最后一次的巨大压力爆裂已经消退。

“动态压缩实验，使我们能够把这个长期争论睡觉，”特雷西结束。 “更重要的是，影响事件的了解行星形成和演化，并继续调查可以揭示这些进程的新信息的重要组成部分。”

这项研究是由美国国防威胁降低局和美国国家科学基金会的支持。华盛顿州立大学（WSU）通过从能源的美国能源部（DOE）/国家核安全管理局（NNSA）奖项提供实验支持。

这项工作是基于在动态压缩部门，下DOE / NNSA奖WSU操作进行实验。本研究采用的先进光子源，为科学的能源部办公室工作科学用户设施的能源办公室由美国阿贡国家一个部门的资源。

资源 Carnegie Institution for Science. "Meteorite strikes may create unexpected form of silica." ScienceDaily. ScienceDaily, 26 August 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200826151306.htm>.