Вкрапления квазикристалла в этом камне по структуре названы икосаэдритом, а по химии это минерал с формулой Al
63Cu
24Fe
13 (фото Luca Bindi).
Единственный в мире образец природного квазикристалла буквально упал на Землю из космоса. Таков вывод группы учёных, проанализировавших образец столь необычного материала.
Напомним, именно за открытие квазикристаллов (quasicrystals) была вручена Нобелевка по химии в 2011 году. Но тогда было отмечено сугубо лабораторное достижение (кстати, 1980-х годов). А вот в природе квазикристаллы долгое время никак не находились.
Только в 2009 году было объявлено, что в Сибири обнаружен любопытный кусок скалы, а в ней – небольшие (не шире волоса) вкрапления очень странного минерала, которые учёные после кропотливого анализа признали первым в мире природным квазикристаллом.
В коробке на кусочке глины лежит маленький образец минерала, отпиленный от основного камня. Именно он и послужил предметом нового исследования (фото Paul Steinhardt).
Вернее, тот примечательный камушек принстонские исследователи «выкопали» годом ранее на полках музея естествознания во Флоренции в ходе масштабного «траления» тысяч образцов в поисках природных квазикристаллов.
Однако ярлык на экспонате гласил, что это минерал, привезённый некогда с Корякского нагорья.
Тот образец до сих пор так и остался единственным примером естественного квазикристалла в мире, хотя в лабораторных условиях физики и химики давно научились получать такие аномальные структуры (не подчиняющиеся классическим законам кристаллографии), причём придумали их уже около 100 видов.
И вот теперь исследователи из Принстонского университета проанализировали пропорции изотопов кислорода в крохотном образце, отколотом от того самого камня, а точнее, в пироксене и оливине, соседствующими с зёрнами квазикристалла.
Тёмные пятна в центре – кусочки квазикристалла под микроскопом. Они окружены со всех сторон бело-розовым минералом стишовитом. А его находят только в метеоритах и местах их ударов. Помимо «космических» изотопов кислорода это ещё одно свидетельство внеземного происхождения камня из Сибири. Кстати, стишовит образуется при высоком давлении, и квазикристалл икосаэдрит, по-видимому, тоже (фото Paul Steinhardt).
Эти соотношения оказались идентичными показателям самых древних известных метеоритов. Исследование ряда других минералов в составе того же камня показало аналогичный результат.
Потому учёные пришли к выводу, что минерал этот тоже является остатком метеорита.
Сформирован был этот кусок скалы, по оценке авторов работы, на заре существования Солнечной системы, 4,5 миллиарда лет назад. Так что и сам уникальный квазикристалл может быть старше Земли.
Один из исследователей, принстонский профессор Пол Стейнхардт (Paul Steinhardt), заявил: «Это открытие является важным свидетельством того, что квазикристаллы могут образовываться в природе в астрофизических условиях. Ещё оно предоставляет доказательства, что эта фаза вещества может оставаться стабильной на протяжении миллиардов лет».
(Детали анализа раскрывает статья в PNAS.)
