17.01.2012

Уникальный русский минерал оказался внеземным

Осколок породы, обнаруженный на территории СССР в 70-е годы прошлого века, был признан американскими учёными первым квазикристаллом, который был найден в природе. Теперь исследователи утверждают, что находка оказалась внеземного происхождения.

Охота на природные квазикристаллы началась в 1999 году, сначала учёные прошлись по базам данных, потом прочесали музеи и частные коллекции. В одной из них и нашёлся нужный обломок породы (фото Luca Bindi)
Охота на природные квазикристаллы началась в 1999 году, сначала учёные прошлись по базам данных, потом прочесали музеи и частные коллекции. В одной из них и нашёлся нужный обломок породы (фото Luca Bindi)

Понятие "квазикристалл" было введено в обращение в 80-х годах прошлого века. Оно обозначает минералы с необычной внутренней структурой. В ней встречаются не регулярно повторяющиеся группы атомов, как в большинстве кристаллов, а структуры из двух или трёх различных кластеров атомов. В результате физики наблюдают необычную кристаллическую симметрию вроде "невозможных" (для встречающихся в природе кристаллов) двадцатигранников из атомов.

Первый искусственный квазикристалл был описан в 1982 году. С тех пор было создано более 100 типов синтетических квазикристаллов, которые ныне используются в хирургических инструментах и долговечных покрытиях.

Специалисты полагали, что найти квазикристаллы в естественных условиях невозможно, ибо они спустя некоторое время должны превращаться в обычные кристаллы. Каково же было их изумление, когда выяснилось, что квазикристаллы в природе всё-таки существуют, более того, валятся на нас с неба.

Кусок редкого минерала хатыркита, ставший героем нынешнего исследования, был много лет назад найден в горах Корякского нагорья. Позднее он попал в руки частному коллекционеру из Амстердама, вдова которого после смерти мужа продала собранные образцы учёным из Музея естествознания во Флоренции (Museo di Storia Naturale di Firenze). В 2008 году за их изучение взялась международная группа петрографов, возглавляемая учёными из Принстона (Princeton University).

Слева направо: итальянец Лука Бинди, россиянин Валерий Крячко и американец Пол Штейнхардт близ Лиственитового ручья в Корякском нагорье (фото Paul Steinhardt)
Слева направо: итальянец Лука Бинди, россиянин Валерий Крячко и американец Пол Штейнхардт близ Лиственитового ручья в Корякском нагорье (фото Paul Steinhardt)

Дифракционное исследование образца показало, что в одном из обломков породы присутствует квазикристаллическая решётка, состоящая из атомов алюминия, меди и железа. Эти включения окружал хатыркит и другие минералы.

"Когда я увидел результаты анализа, то был очень взволнован", - рассказывает Нань Яо (Nan Yao), глава Института наук и технологии материалов Принстона (PRISM). Кстати, получил он их накануне Нового 2009 года, когда зашёл в лабораторию, чтобы поработать в тишине, повествует PhysOrg.com.

Позднее в журнале Science появилась статья, рассказывающая о необычном минерале икосаэдрите Al63Cu24Fe13 (икосаэдр – тот самый двадцатигранник). Но учёные на этом не остановились. Они решили выяснить, как необычный "камешек" мог появиться в горах Чукотки.

Перебрав множество различных вариантов, учёные уже почти были готовы согласиться, что икосаэдрит – побочный продукт какого-нибудь промышленного производства. В пользу этого свидетельствовало наличие в находке металлического алюминия, который почти не встречается в природе. (Как правило, алюминий "хватает" кислород, превращаясь в оксид.)

Однако, после того как исследователи изучили состав обломка, у них не осталось сомнений, что перед ними внеземной гость. Во-первых, об этом говорило присутствие в куске породы минерала стишовита, в который входит форма кремния, образующаяся лишь при очень высоких давлениях и температурах, не используемых ни в одном из видов человеческой деятельности. Кроме того, этот кремниевый минерал часто находили в метеоритах.

На этом снимке квазикристаллическая структура показана чёрным цветом, она зажата между зёрнами стишовита (иллюстрация Paul Steinhardt)
На этом снимке квазикристаллическая структура показана чёрным цветом, она зажата между зёрнами стишовита (иллюстрация Paul Steinhardt)

Квазикристаллическая структура была обнаружена в непосредственной близости от зёрен стишовита, что может означать, что оба минерала родились в одном "плавильном котле", каком-то экстремальном природном процессе.

Во-вторых, анализ изотопного состава образца показал, что соотношение изотопов кислорода в пироксене и оливине (других минералов находки) такое же, как в древнейших метеоритах (углеродистых хондритах).

Вероятно, минерал появился примерно 4,5 миллиарда лет назад во времена формирования Солнечной системы, делают вывод петрографы. Таким образом, находка даже старше самой Земли и позволяет нам взглянуть в прошлое Солнечной системы.

"Открытие показывает, что квазикристаллы могут образовываться в природе, а также что они могут на протяжении миллиардов лет оставаться стабильными", - говорит глава нынешней работы Пол Штейнхардт (Paul Steinhardt) из Принстона.

Поражённые собственными выводами американцы решили во что бы то ни стало разыскать другие природные квазикристаллы. В прошлом году они подняли архивы, нашли вдову амстердамского коллекционера, которая продала собрание музею в Италии, выпросили у неё дневники мужа.

Выяснилось, что образец необычного минерала был изъят из государственной лаборатории ещё во времена СССР. Покопавшись в статьях того времени, учёные нашли минеролога, который в 1979 году обнаружил обломки хатыркита в глиняных слоях речного русла в горах Корякского нагорья.

Летом 2011 года петрографы провели экспедицию в нашу страну, в ходе которой им удалось найти то самое место и новые образцы минерала. Сейчас они продолжают их изучать. Ну а о нынешнем "камешке" во всех подробностях рассказывает статья в журнале PNAS.

Юлия Рудый


Источники:

  1. Вести.Ru






Разновидности жемчуга - или полезная информация для покупателей ювелирных изделий

Объяснено загадочное поведение минерала калаверита

Индийский рынок ювелирных украшений обгонит американский

Пять вопросов при приобретении бриллиантового украшения

История сапфиров: экспедиция к эфиопским месторождениям

Передвижная выставка о жемчуге из Катара

Как зародились редчайшие голубые бриллианты

Крупнейшую пресноводную жемчужину продадут впервые за 240 лет

Ложки, вилки, ножики… А в новой жизни - украшения

Лабораторные бриллианты занимают всё большую долю рынка

Советы ювелирного стилиста: выбор актуальных моделей женских колец

В 1905 году на руднике «Премьер» в Южной Африке добыт самый крупный в мире алмаз - «Куллинан»

Лабораторные бриллианты становятся популярнее

В Калининграде нашли янтарь весом более 3 кг

Муассанит: ярче бриллианта и крепче сапфира

На кувейтском острове нашли 3,6-тысячелетнюю ювелирную мастерскую

Сияющий опал: 10 удивительных фактов о самом красивом драгоценном минерале

Модный тренд 1950-х: ювелирные украшения, которые приклеивали к телу

Ювелирный этикет ношения колец: правила, которые необходимо соблюдать

Странные гигантские алмазы приоткрывают тайну состава Земли

Что хранится в королевской шкатулке?

Работу хабаровского ювелира приняли в постоянную экспозицию Эрмитажа

В Болгарии найден древний амулет из Китая



Rambler s Top100 Рейтинг@Mail.ru
© Карнаух Лидия Александровна, подборка материалов, оцифровка; Злыгостева Надежда Анатольевна, дизайн;
Злыгостев Алексей Сергеевич, разработка ПО 2008-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник: 'IzNedr.ru: Из недр Земли'