Un misterioso meteorite siberiano nasconde un cristallo che non può trovarsi naturalmente sulla Terra

20. 01. 2021
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Un cristallo, o meglio quello che sembra un cristallo, continua a suscitare entusiasmo per la scoperta di un meteorite incredibilmente raro in Siberia. Nonostante tutta la conoscenza scientifica che l’umanità ha accumulato nel corso dei secoli e la nostra sempre crescente comprensione dell’universo, gli scienziati scoprono ancora cose che a volte rappresentano un’enorme sorpresa.

Khatyrka

Alcuni anni fa, gli scienziati hanno trovato un piccolo frammento di minerale formatosi poco dopo il nostro sistema solare, circa quattro miliardi e mezzo di anni fa. Il minerale è stato portato sulla Terra dal meteorite Khatyrka, atterrato nella Siberia orientale. Il minerale in sé non era tanto interessante per la sua età quanto per la sua struttura. Non abbiamo mai trovato la sua struttura atomica da nessuna parte in natura, sebbene sia già stata creata in condizioni di laboratorio. È stato etichettato come un quasi-cristallo perché assomiglia effettivamente a un cristallo all'esterno, ma all'interno è qualcosa di completamente diverso.

Ciò che rende un cristallo un cristallo è il fatto che i suoi atomi sono disposti in strutture reticolari molto coerenti e prevedibili, e queste strutture si ripetono costantemente. Tuttavia, il quasicristallo aveva una struttura reticolare incoerente e diversificata. Gli atomi erano disposti in diverse configurazioni, cosa che, in base alla nostra comprensione della scienza, non dovrebbe essere possibile nella materia naturale.

Studio dei materiali

Molti scienziati dubitavano che tali quasi-cristalli potessero essere trovati in natura, nonostante fossero stati creati con successo nei laboratori fin dai primi anni ’60. Ma Paul Steinhardt, fisico teorico dell’Università di Princeton, non è uno di questi. Lui e il suo team hanno effettuato uno studio approfondito del minerale e hanno cercato di capire come una cosa del genere avrebbe potuto formarsi sulla Terra, ma alla fine sono stati costretti a concludere che la pietra doveva essere stata portata qui da qualche parte al di fuori del nostro pianeta.

Meteorite dal Canyon del Diavolo (Canyon Diablo). Foto: James St. Giovanni CC alla 2.0

Secondo la rivista International Business Times, che ha citato il capo dell'Istituto Astronomico dell'Accademia Russa delle Scienze, Boris Šustov, non è così insolito trovare nuovi minerali all'interno dei meteoriti, perché si formano in condizioni diverse rispetto ai minerali che si formano sulla Terra .

Risultato del test

Il team di Steinhardt è d'accordo con questo punto di vista. Il risultato della loro ricerca ha mostrato chiaramente che la formazione di questo quasi cristallo innaturale potrebbe avvenire solo in condizioni astrofisiche. Il team ha scoperto che questo nuovo minerale era incorporato in un altro minerale noto chiamato stishovite. La stishovite proviene da meteoriti e dai quasi-cristalli che la circondano; entrambi i minerali devono essersi formati più o meno nello stesso momento, sotto l'alta pressione nel meteorite prima che colpisse il nostro pianeta. Un altro indizio importante che il quasicristallo non proviene da qui è il fatto che il rapporto degli isotopi di ossigeno presenti nel minerale non corrisponde a nessun rapporto simile trovato sulla Terra.

Steinhardt avrebbe affermato: "La scoperta è una prova importante che i quasicristalli possono formarsi in natura in condizioni astrofisiche e fornisce la prova che questa fase della materia può rimanere stabile per miliardi di anni".

Quasicristallo icosaedrico Ho-Mg-Zn sotto forma di dodecaedro pentagonale, doppio icosaedro. A differenza della forma simile al piritoedro di alcuni cristalli cubici, come la pirite, il quasicristallo ha la forma di veri pentagoni regolari

Campioni freschi

La sua squadra è andata in Siberia per cercare di trovare più campioni da studiare ed è riuscita a ottenere alcuni campioni freschi dal meteorite. Anche con campioni nuovi, la ricerca di quasi cristalli è molto difficile, perché sono veramente piccoli. Alla fine il team ha trovato altri due quasi-cristalli simili. Quest'ultimo è stato scoperto cinque anni dopo l'inizio delle prime analisi dei campioni ottenuti. Tutti e tre i quasi-cristalli trovati avevano una struttura molecolare unica.

Pezzi del meteorite Khatyrka vengono studiati anche per altri scopi da altri gruppi di scienziati. Anche Chi Ma, direttore della struttura analitica della divisione di scienze geologiche e planetarie del Caltech (California Institute of Technology), ha incaricato il suo team di studiare campioni di questa scoperta, alla ricerca di nuovi minerali dallo spazio. Ma e il suo team hanno il merito di aver scoperto circa il 7% di tutti i nuovi minerali trovati nei meteoriti di tutto il mondo. A loro viene anche attribuito il merito di aver trovato 35 nuovi minerali precedentemente sconosciuti dallo stesso meteorite.

Una delle cose che rende questo particolare pezzo di roccia spaziale una fonte così ricca di nuove scoperte è che contiene una grande quantità di alluminio naturale che non si è ossidato. Questo è il primo meteorite mai trovato a farlo. Tutti e tre i quasi-cristalli trovati da Steinhardt e dal suo team sono una miscela di alluminio, ferro e rame.

Se c’è una lezione da imparare da queste scoperte, in particolare da questo cristallo meteoritico, è che l’universo è molto più diversificato di quanto pensiamo e che ciò che intendiamo come leggi della scienza può essere applicato solo al nostro piccolo pianeta.

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