Il mistero dei meteoriti risolto grazie alla ricerca sull’alta pressione

SCOPERTE – Quando asteroidi e comete colpiscono il suolo della Luna o di Marte, nel punto di impatto si hanno contemporaneamente una pressione e una temperatura molto alte che possono alterare la struttura stessa delle rocce. Alcuni frammenti di queste rocce alterate, si spargono nello spazio circostante e, in alcuni casi, vengono catapultate fino alla Terra.

Tali frammenti si sono rivelati, in passato, un vero mistero per gli scienziati per due motivi. Il primo è che contengono seitfertite, un minerale formato da biossido di silicio a pressioni molto elevate: impatti di tale portata avrebbero dovuto sciogliere aree molto vaste di roccia sulla Luna o su Marte ma le ricerche non indicano corrispondenze effettive di disastri di questo genere. Il secondo è che la seitfertite viene spesso trovata vicino a minerali di cristobalite che si formano dal biossido di silicio a pressioni molto più basse.

Il gruppo dell’istituto di geochimica e geofisica dell’università di Bayereut (Germania), in collaborazione con il Sincrotrone a elettroni (DESY) di Amburgo e lo European synchrotron radiation facility di Grenoble, ha finalmente spiegato questa strana composizione dei meteoriti e la scoperta è stata pubblicata su Nature Communications.

Gli scienziati hanno sottoposto i campioni di cristobalite a pressioni molto elevate e li hanno studiati ai raggi X: la figura di diffrazione ottenuta grazie ai raggi X ha mostrato che il materiale risulta alterarsi in condizioni di pressione diverse. Una differenza cruciale, infatti, è stata trovata tra condizioni di pressione idrostatica, in cui il minerale viene compresso in tutte le direzioni con la stessa intensità, e in condizioni di pressione non idrostatica, in cui il minerale viene compresso in modo variabile, il che porta a grandi tensioni meccaniche.

I ricercatori si sono stupiti scoprendo che, in condizione di pressione non idrostatica, la cristobalite si trasformava in seitfertite, anche con pressioni molto minori rispetto a quella necessaria per ottenere seitfertite direttamente dal biossido di silicio. Ma quando la cristobalite veniva esposta a pressioni anche di poco diverse dalla condizione uniforme di pressione idrostatica, sviluppava una nuova struttura cristallina, la cristobalite X-I, mai osservata prima in un silicato. Infine si sono accorti che, quando la pressione “quasi idrostatica” diminuiva, la cristobalite ritornava alla sua struttura originaria.

Tale risultato suggerisce una soluzione al mistero dei meteoriti: la seitfertite non è necessariamente risultato di pressioni così elevate da causare disastri ma può essere risultato di pressioni meno forti ma allo stesso tempo non idrostatiche. Secondo il professor Leonid Dubrovinsky, leader del progetto, il risultato può dare nuova linfa allo studio dei meteoriti: “minerali come la cristobalite e la seitfertite, da soli, non possono dare informazioni sufficienti per arrivare a conclusioni definitive riguardo la formazione dei meteoriti. Le nostre misure hanno mostrato che gli stessi cristalli possono avere origini molto diverse tra loro. È anche diventato evidente che, oltre a temperatura e pressione, nello studio dei meteoriti bisogna tenere anche conto delle tensioni meccaniche, a volte estremamente grandi, che risultano dalla variazione di pressione non uniforme nella struttura delle rocce.”

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