Εντοπίστηκε απροσδόκητη μορφή σιδήρου στη Σελήνη

Επιστήμονες που μελετούν σεληνιακό έδαφος το οποίο συλλέχθηκε από την κινεζική αποστολή Chang’e-6 ανακάλυψαν μια απροσδόκητη μορφή σιδήρου διατηρημένη μέσα σε μικροσκοπικό υλικό που σχηματίστηκε από πρόσκρουση και έχει υαλώδη μορφή.

Μικροσκοπικά σωματίδια σιδήρου εγκλωβισμένα μέσα σε σεληνιακό γυαλί ενδέχεται να διατηρούν στοιχεία για την αρχαία μαγνητική ιστορία της Σελήνης. Επιστήμονες που μελετούν δείγματα εδάφους τα οποία επέστρεψε στη Γη η κινεζική αποστολή Chang’e-6 εντόπισαν γ-σίδηρο με κυβική εδροκεντρωμένη κρυσταλλική δομή, μια ασυνήθιστη μορφή μεταλλικού σιδήρου που δεν είχε επιβεβαιωθεί ποτέ έως σήμερα σε φυσικά σεληνιακά δείγματα.

Η ανακάλυψη είναι ιδιαίτερα απρόσμενη, επειδή ο γ-σίδηρος απαντά κανονικά μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες και καθώς ψύχεται μετατρέπεται σε διαφορετική κρυσταλλική δομή. Ωστόσο οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτή η μορφή σιδήρου είχε διατηρηθεί μέσα σε μικροσκοπικά σωματίδια γυαλιού τα οποία σχηματίστηκαν από προσκρούσεις στην επιφάνεια της Σελήνης.

Πώς διατηρήθηκε στη Σελήνη μια ασυνήθιστη μορφή σιδήρου

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Χάιφενγκ Ντου  από το Εργαστήριο Υψηλών Μαγνητικών Πεδίων των Ινστιτούτων Φυσικών Επιστημών του Hefei (HFIPS) της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (CAS) εξέτασαν υαλώδες υλικό από προσκρούσεις το οποίο περιείχε πολυάριθμα νανοσωματίδια σιδήρου. Χρησιμοποιώντας προετοιμασία δειγμάτων με εστιασμένη δέσμη ιόντων, ηλεκτρονική μικροσκοπία διέλευσης και χημική ανάλυση, επιβεβαίωσαν ότι ο γ-σίδηρος αποτελούσε την κυρίαρχη μορφή σιδήρου στα δύο δείγματα γυαλιού που μελέτησαν. Τα ευρήματά τους δημοσιεύθηκαν στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)».

Υπό κανονικές συνθήκες ο γ-σίδηρος μετατρέπεται σε α-σίδηρο (α-Fe) καθώς μειώνεται η θερμοκρασία. Η ερευνητική ομάδα πρότεινε ότι οι ακραίες συνθήκες που δημιουργούνται από τις προσκρούσεις στη Σελήνη θα μπορούσαν να εμποδίσουν αυτή τη μετατροπή. Η ταχεία ψύξη του τηγμένου υλικού η παρουσία μικρών ποσοτήτων άνθρακα και άλλων στοιχείων καθώς και το περιβάλλον υαλώδες υλικό ενδέχεται να συνέβαλαν στη διατήρηση της ασυνήθιστης κρυσταλλικής δομής στην επιφάνεια της Σελήνης.

Τα μικροσκοπικά σωματίδια σιδήρου ενδέχεται να καταγράφουν στοιχεία για τον αρχαίο μαγνητισμό. Οι επιστήμονες διερεύνησαν επίσης κατά πόσο αυτά τα σωματίδια θα μπορούσαν να διατηρούν μαγνητικές πληροφορίες. Χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική ολογραφία εκτός άξονα, μια τεχνική που επιτρέπει τη χαρτογράφηση μαγνητικών πεδίων σε εξαιρετικά μικρή κλίμακα, εξέτασαν τη μαγνητική δομή μεμονωμένων νανοσωματιδίων γ-σιδήρου.

Τα σχετικά μεγάλα σωματίδια εμφάνιζαν μια σταθερή μαγνητική κατάσταση μονού στροβίλου, με τη μαγνήτιση τους να είναι διατεταγμένη σε κυκλικό μοτίβο. Παράλληλα διατηρούσαν σταθερή μαγνητική απόκριση όταν εκτίθεντο σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.

«Αυτό το μικροσκοπικό μαγνητικό απολίθωμα μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα την αρχαία μαγνητική ιστορία της Σελήνης» δήλωσε ο Δρ. Λόνγκ Λι από το HFIPS, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Στοιχεία κρυμμένα στο σεληνιακό γυαλί πρόσκρουσης

Παρότι η Σελήνη δεν διαθέτει πλέον παγκόσμιο μαγνητικό πεδίο, τα πετρώματα και το έδαφός της περιέχουν μαγνητικά ορυκτά που μπορούν να διατηρήσουν πληροφορίες για τις συνθήκες που επικρατούσαν στο παρελθόν. Η πρόσφατη ανακάλυψη του γ-σιδήρου διευρύνει το φάσμα των υλικών που μπορούν να μελετήσουν οι επιστήμονες, προκειμένου να ανασυνθέσουν αυτή την ιστορία.

Επειδή ο γ-σίδηρος και ο α-σίδηρος σχηματίζονται υπό διαφορετικές φυσικές συνθήκες και παρουσιάζουν διαφορετικές μαγνητικές ιδιότητες, ενδέχεται να διατηρούν καταγραφές από διαφορετικά στάδια των γεγονότων πρόσκρουσης στη Σελήνη. Θα χρειαστούν περαιτέρω έρευνες για να διαπιστωθεί πόσο αξιόπιστα αυτά τα ορυκτά διατηρούν αρχαία μαγνητικά σήματα και τι μπορούν να αποκαλύψουν για την εξέλιξη του μαγνητισμού στη Σελήνη.

Naftemporiki.gr