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QuasiCristallo naturale scoperto in Sicilia

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La micrometeorite paragonata alla dimensione di una mano. Crediti ASI Agenzia Spaziale Italiana
Tempo di lettura: 3 minuti

Un quasicristallo Al-Cu-Fe-Si presente in natura in un micrometeorite dell’Italia meridionale

Introduzione

I quasicristalli sono solidi con simmetrie rotazionali vietate per i cristalli perciò essi vengono solitamente sintetizzati in laboratorio miscelando rapporti specifici di componenti elementari selezionati secondo protocolli rigorosamente controllati. La scoperta di quasicristalli naturali di Al-Cu-Fe nel meteorite Khatyrka (trovato nel 2011) ha mostrato che queste “elementi” esotici potrebbero formarsi anche in maniera naturale magari come frutto di impatti ad alta velocità. Oggi riportiamo la scoperta di un quasicristallo icosaedrico extraterrestre con una composizione insolita Al51.7(6) Cu 30.8(9) Fe 10.3(4) Si 7.2(9) , idealmente Al 52 Cu 31 Fe 10 Si 7 , trovato in una micrometeorite scoriacea , denominato FB-A1, recuperata in vetta al Monte Gariglione (Italia). La chimica della fase icosaedrica è stata caratterizzata mediante microsonda elettronica e la simmetria rotazionale è stata confermata mediante diffrazione di retrodiffusione di elettroni. Il micrometeorite FB-A1 rappresenta la terza scoperta indipendente di leghe intermetalliche Al-Cu-Fe-(Si) presenti in natura in corpi extraterrestri e il secondo caso di materiale extraterrestre contenente un quasicristallo naturale, dopo il meteorite Khatyrka.

Risultati e discussione

Il campione, etichettato FB-A1, è costituito da una microsferula allungata di circa 500 μm di diametro massimo. È grigio scuro con porzioni visibili che mostrano lucentezza metallica e una singolare struttura scoriacea con vescicole e alcune particelle metalliche sferiche sporgenti.

La figura a) uno scatto in bianco e nero della micrometeorite che ne mostra la conformazione, b) un rendering del volume

Per ottimizzare l’indagine, preservando innanzitutto l’integrità della microsferula per non perdere preziose informazioni, le analisi sono state effettuate in modo non distruttivo sul campione integro, mediante microtomografia a raggi X computerizzata (μ-CT) e Scanning Microscopia elettronica (SEM) dotata di uno spettrometro a dispersione di energia (EDS). Analisi preliminari SEM-EDS sulla superficie esterna hanno rivelato che la maggior parte delle porzioni metalliche (segnale di retrodiffusione grigio chiaro in Fig.  1a ) corrispondono a leghe Al-Cu disseminate in una matrice porosa di vetro silicato contenente anche cristalli di olivina forsteritica, goccioline di Fe-Ni , solfuri di Fe-Ni e ossidi. Le analisi μ-CT rivelano che le leghe Al-Cu sono disperse non solo sulla superficie di FB-A1 ma anche nella sua parte interna (Fig.  1b ). La ricostruzione 3D ottenuta mediante μ-CT, che rappresenta un approccio molto utile per ottenere informazioni sulla distribuzione spaziale e sui rapporti delle fasi mineralogiche 18 , ha evidenziato che l’interno della sferula è arricchito di leghe Al-Cu e Fe-Ni mescolate con silicati. La morfologia delle leghe Al-Cu varia da una forma subsferica, che in alcuni casi sporge sulla superficie della micrometeorite, ad una forma irregolare ed allungata che intrusione nella parte interna della microsferula (Fig.  1b ).

Maggiori dettagli sulla composizione sono disponibili nell’articolo originale pubblicato su Nature

A caccia di micrometeoriti: metodi 

Il micrometeorite è stato fornito da un collezionista amatoriale italiano ai tre autori dell’articolo, ricordiamo tutti italiani, (Giovanna Agrosì, Paola Manzari ,Daniela Melè , Gioacchino Tempesta, Floriana Rizzo, Tiziano Catelani e Luca Bindi).

La micrometeorite foto a colori. Crediti ASI Agenzia Spaziale Italiana

Si tratta di un frammento rinvenuto durante una raccolta di micrometeoriti effettuata mediante imbuti di acciaio installati in zone isolate, lontane da qualsiasi forma di contaminazione industriale. Il metodo di raccolta consiste nel dotare il fondo degli imbuti di appositi filtri in grado di trattenere materiale fino a 10 μm. I filtri vengono cambiati ogni due giorni e il materiale caduto dal cielo e depositato sul fondo degli imbuti di acciaio viene raccolto. I filtri vengono poi attentamente controllati al microscopio binoculare.

Il micrometeorite oggetto del presente studio ha attirato l’attenzione degli astrofili per l’insolita lucentezza delle fasi metalliche presenti sulla superficie della sferula. Il micrometeorite è rimasto in archivio fino a qualche mese fa fino a quando è stato inviato per ulteriori indagini. FB-A1 è ora depositato nelle collezioni del Museo di Scienze della Terra dell’Università di Bari (Italia), numero di registrazione 19/nm.

Dopo un controllo preliminare al SEM ed uno studio μ-CT, il campione è stato incorporato in resina epossidica e lucidato (utilizzando paste diamantate) per le successive indagini al SEM ed EPMA.

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