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以慢動(dòng)作檢查小行星撞擊

發(fā)表于 2025-11-23 17:12:28 來源：桑間濮上網(wǎng)

大型小行星撞擊會(huì)融化地殼中的慢動(dòng)大量物質(zhì)（藝術(shù)家的印象）。資料來源：NASA，作檢撞擊Don Davis
（神秘的行星南京外圍（外圍預(yù)約）外圍價(jià)格（微信181-2989-2716）鴛鴦浴水中簫、制服誘惑絲襪地球uux.cn）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（by Friedrich Schiller University of Jena）：研究人員第一次記錄了小行星撞擊中物質(zhì)的真實(shí)和原子細(xì)節(jié)。耶拿大學(xué)的慢動(dòng)Falko Langenhorst團(tuán)隊(duì)和DESY的Hanns Peter Liermann團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室中模擬了一次小行星與石英礦物的碰撞，并在鉆石砧室中緩慢追蹤，作檢撞擊同時(shí)使用DESY的行星X射線源PETRA III對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
這項(xiàng)觀測(cè)揭示了石英中的慢動(dòng)一種中間狀態(tài)，它解決了幾十年來關(guān)于小行星撞擊物質(zhì)中特征薄片形成的作檢撞擊謎團(tuán)。石英在地球表面隨處可見，行星例如，慢動(dòng)它是作檢撞擊沙子的主要成分。該分析有助于更好地了解過去的行星影響痕跡，也可能對(duì)完全不同的慢動(dòng)南京外圍（外圍預(yù)約）外圍價(jià)格（微信181-2989-2716）鴛鴦浴水中簫、制服誘惑絲襪材料有意義。研究人員在《自然通訊》上發(fā)表了他們的作檢撞擊發(fā)現(xiàn)。
小行星撞擊是行星災(zāi)難性事件，會(huì)產(chǎn)生巨大的隕石坑，有時(shí)還會(huì)融化地球的部分基巖。Langenhorst解釋道：“盡管如此，地球上的隕石坑通常很難被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榍治g、風(fēng)化和板塊構(gòu)造導(dǎo)致它們?cè)跀?shù)百萬年后消失。”。
因此，由于撞擊力而發(fā)生特征性變化的礦物通常是撞擊的證據(jù)。例如，石英砂（化學(xué)成分為二氧化硅，SiO2）在這種沖擊作用下逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡВ缓笫㈩w粒被微觀薄片交錯(cuò)排列。這種結(jié)構(gòu)只能在電子顯微鏡下進(jìn)行詳細(xì)研究。例如，在美國亞利桑那州相對(duì)較新且突出的巴林格隕石坑的材料中可以看到它。
Liermann說：“60多年來，這些層狀結(jié)構(gòu)一直是小行星撞擊的標(biāo)志，但直到現(xiàn)在，還沒有人知道這種結(jié)構(gòu)最初是如何形成的。”。“我們現(xiàn)在已經(jīng)解開了這個(gè)幾十年的謎團(tuán)。”
為了做到這一點(diǎn)，研究人員花了數(shù)年時(shí)間修改和改進(jìn)技術(shù)，使材料能夠在實(shí)驗(yàn)室中在高壓下進(jìn)行研究。在這些實(shí)驗(yàn)中，樣品通常被壓縮在所謂的金剛石砧室（DAC）中的兩個(gè)小金剛石砧之間。它允許地球內(nèi)部或小行星撞擊中普遍存在的極端壓力以可控的方式產(chǎn)生。特征薄片
在實(shí)驗(yàn)中，該團(tuán)隊(duì)使用了動(dòng)態(tài)金剛石砧座單元（dDAC），在該單元中，壓力可以在測(cè)量過程中快速變化。利用這個(gè)裝置，科學(xué)家們將小的石英單晶壓縮得越來越強(qiáng)，同時(shí)用PETRA III強(qiáng)烈的X射線照射它們，以研究其晶體結(jié)構(gòu)的變化。
Liermann說：“訣竅是讓模擬的小行星撞擊進(jìn)行得足夠慢，以便能夠用X光追蹤，但不能太慢，這樣小行星撞擊的典型效果仍然可以發(fā)生。”。以秒為尺度的實(shí)驗(yàn)被證明是正確的持續(xù)時(shí)間。
以慢動(dòng)作檢查小行星撞擊

模擬的小行星撞擊在所研究的石英晶體中產(chǎn)生了微小的玻璃薄片，只有幾十納米寬，只有在電子顯微鏡下才能看到。資料來源：Falko Langenhorst，Christoph Otzen（耶拿大學(xué)）
第一作者克里斯托夫·奧岑（Christoph Otzen）報(bào)告說：“我們觀察到，在大約180000個(gè)大氣壓的壓力下，石英結(jié)構(gòu)突然轉(zhuǎn)變成了一種更緊密的過渡結(jié)構(gòu)，我們稱之為類似薔薇巖。”奧岑正在撰寫關(guān)于這些研究的博士論文。“在這種晶體結(jié)構(gòu)中，石英收縮了其體積的三分之一。石英轉(zhuǎn)變?yōu)樗^的亞穩(wěn)態(tài)相的地方正好形成了特有的薄片，在我們之前，沒有人能夠在石英中識(shí)別出這種亞穩(wěn)態(tài)相。”
羅賽特是一種氧化礦物，與各種材料中已知的晶體結(jié)構(gòu)同名。它不含二氧化硅，而是一種銻酸鉛（鉛、銻和氧的化合物）。
陷入混亂
Otzen解釋道：“壓力升高得越高，樣品中具有類似薔薇鐵礦結(jié)構(gòu)的二氧化硅比例就越大。”。“但當(dāng)壓力再次下降時(shí)，類似于薔薇鐵礦的薄片并沒有轉(zhuǎn)變回原來的石英結(jié)構(gòu)，而是坍塌成具有無序結(jié)構(gòu)的玻璃薄片。我們也看到了小行星撞擊沉積物中石英顆粒中的這些薄片。”
薄片的數(shù)量和方向可以得出關(guān)于影響的結(jié)論。例如，它們表明沖擊壓力有多高。“幾十年來，這種薄片一直被用于探測(cè)和分析小行星撞擊，”蘭恩霍斯特指出，“但只有現(xiàn)在，我們才能準(zhǔn)確地解釋和理解它們的形成。”
在這項(xiàng)研究中，研究人員沒有使用技術(shù)上可行的最高壓力。Langenhorst解釋道：“在最高壓力范圍內(nèi)，產(chǎn)生的熱量太多，以至于材料熔化或蒸發(fā)。”。“熔化的物質(zhì)凝固回到巖石中，目前還沒有給我們提供太多有用的信息。然而，重要的是礦物在固態(tài)狀態(tài)下發(fā)生特征性變化的壓力范圍，這就是我們?cè)诒景咐醒芯康膬?nèi)容。”
玻璃形成模型？
這一結(jié)果可能在小行星撞擊研究之外具有重要意義。Langenhorst指出：“我們觀察到的可能是在完全不同的材料（如冰）中形成玻璃的模型研究。”。“這可能是晶體結(jié)構(gòu)在快速壓縮過程中的中間步驟中轉(zhuǎn)變?yōu)閬喎€(wěn)相，然后轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序玻璃結(jié)構(gòu)的一般路徑。我們計(jì)劃進(jìn)一步研究這一點(diǎn)，因?yàn)檫@對(duì)材料研究可能非常重要。”
隨著計(jì)劃將DESY的PETRA III轉(zhuǎn)變?yōu)槭澜缟献詈玫腦射線顯微鏡PETRA IV，未來此類研究將更加現(xiàn)實(shí)。Liermann說：“高出200倍的X射線強(qiáng)度將使我們能夠更快地進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)，因此我們可以更真實(shí)地模擬小行星撞擊。”

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