Ένα μοναδικό υλικό, που δημιουργήθηκε μέσα στην κόλαση της πρώτης πυρηνικής έκρηξης στην ιστορία, αποκαλύπτει ακόμη και σήμερα άγνωστες όψεις της ύλης.
Ερευνητές εντόπισαν σε δείγματα τρινιτίτη – του γυάλινου,
ελαφρώς ραδιενεργού πετρώματος που σχηματίστηκε το 1945 στη δοκιμή «Τρίνιτι»
στο Νέο Μεξικό – κρυστάλλους με δομή που δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ ξανά στη
φύση, όπως τονίζει το livescience.
Τα ξημερώματα μιας σκοτεινής ημέρας του Ιουλίου του 1945,
Αμερικανοί επιστήμονες και στρατιωτικοί πυροδότησαν την πρώτη ατομική βόμβα σε
απομονωμένη περιοχή του Νέου Μεξικού.
Η έκρηξη απελευθέρωσε ενέργεια αντίστοιχη με 25.000
τόνους TNT, εξαϋλώνοντας τον πύργο από τον οποίο είχε αναρτηθεί η βόμβα και
μετατρέποντας την άμμο της ερήμου σε γυαλί σε ακτίνα περίπου 300 μέτρων.
Το υλικό που προέκυψε ονομάστηκε αργότερα τρινιτίτης, από
την τοποθεσία της δοκιμής.
Συνήθως έχει ανοιχτοπράσινη απόχρωση, όμως σε ορισμένα
σημεία εμφανίζεται και σε εντυπωσιακές κόκκινες παραλλαγές, εξαιτίας των
μετάλλων που προέρχονταν από τον πύργο της δοκιμής και τον εξοπλισμό γύρω του.
Περισσότερα από 80 χρόνια μετά, νέα μελέτη που
δημοσιεύθηκε στο περιοδικό PNAS δείχνει ότι ο κόκκινος τρινιτίτης κρύβει μέσα
του ένα είδος κρυστάλλου άγνωστο μέχρι σήμερα.
Η ανακάλυψη μέσα στο κόκκινο γυαλί
Το ενδιαφέρον των ερευνητών ξεκίνησε από προηγούμενη
ανακάλυψη ενός ασυνήθιστου ημικρυστάλλου σε δείγματα κόκκινου τρινιτίτη.
Σε αντίθεση με τους περισσότερους ημικρυστάλλους, που
αποτελούνται κυρίως από αλουμίνιο, ο συγκεκριμένος ήταν πλούσιος σε πυρίτιο,
γεγονός που άφηνε ανοιχτό το ενδεχόμενο να υπάρχουν μέσα στο ίδιο υλικό και
άλλες παράξενες κρυσταλλικές μορφές.
«Θέλαμε να εξετάσουμε πιο βαθιά αυτά τα προϊόντα ακραίας
δημιουργίας», δήλωσε ο ΛούκαΜπίντι, ορυκτολόγος στο Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας
και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε ηλεκτρονικό
μικροανιχνευτή και περίθλαση ακτίνων Χ για να αναλύσει ένα σπάνιο δείγμα
κόκκινου τρινιτίτη, γνωστού και ως «oxblood», λόγω της βαθιάς ερυθρής απόχρωσής
του.
Το χρώμα αυτό προήλθε από σταγονίδια μετάλλου που
παγιδεύτηκαν μέσα στο λιωμένο γυαλί πυριτίου κατά τη στιγμή της έκρηξης, όταν ο
πύργος και τα γύρω μεταλλικά υλικά διαλύθηκαν από τις ακραίες θερμοκρασίες.
Ένας κρύσταλλος – «κλουβί» που δεν είχε ξαναβρεθεί
Μέσα στο δείγμα, οι επιστήμονες εντόπισαν έναν κρύσταλλο
κλαθρικού τύπου που δεν είχε καταγραφεί ποτέ ξανά.
Οι κλαθρικοί κρύσταλλοι έχουν μια ιδιαίτερη αρχιτεκτονική
– ένα χημικό στοιχείο σχηματίζει ένα είδος «κλουβιού», μέσα στο οποίο
παγιδεύονται άτομα άλλων στοιχείων.
Στην περίπτωση του τρινιτίτη, άτομα πυριτίου σχημάτισαν
περίπλοκα κρυσταλλικά πλέγματα με 12 και 14 πλευρές, εγκλωβίζοντας στο
εσωτερικό τους άτομα χαλκού και ασβεστίου.
Τέτοιου είδους δομές είναι εξαιρετικά σπάνιες στη φύση,
ιδιαίτερα όταν πρόκειται για ανόργανες ενώσεις.
Είναι επίσης η πρώτη φορά που εντοπίζονται κλαθρικοί
κρύσταλλοι ως προϊόν πυρηνικής έκρηξης.
Η ύλη στα όριά της
Κατά τη δοκιμή «Τρίνιτι», οι θερμοκρασίες ξεπέρασαν τους
1.500 βαθμούς Κελσίου, ενώ η πίεση έφτασε στιγμιαία τα 8 γιγαπασκάλ – επίπεδα
συγκρίσιμα με εκείνα που επικρατούν βαθιά κάτω από τον φλοιό της Γης.
Μέσα σε αυτές τις ακραίες συνθήκες, τα άτομα
εξαναγκάστηκαν να οργανωθούν σε μορφές που υπό κανονικές συνθήκες δεν θα
μπορούσαν να σχηματιστούν.
Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης αν ο νέος κλαθρικός
κρύσταλλος θα μπορούσε να αποτελεί πρόδρομη μορφή του ημικρυστάλλου που είχε
εντοπιστεί νωρίτερα στον τρινιτίτη.
Ωστόσο, η μαθηματική ανάλυση έδειξε ότι αυτό είναι μάλλον
απίθανο.
Παρόλα αυτά, η σύγκριση των δύο δομών βοηθά τους
επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τα όρια σχηματισμού των ορυκτών και τον
τρόπο με τον οποίο η ύλη μπορεί να οργανώνεται κάτω από συνθήκες που κανένα
εργαστήριο δεν μπορεί εύκολα να αναπαράγει.
Όπως σημείωσε ο Μπίντι, ακραία φαινόμενα όπως οι
πυρηνικές εκρήξεις, οι κεραυνοί ή οι προσκρούσεις ουράνιων σωμάτων μπορούν να
δημιουργήσουν νέες ορυκτές φάσεις και δομές, διευρύνοντας την κατανόησή μας για
το πώς συμπεριφέρεται η ύλη στα όρια του δυνατού.