A queda de um raio sobre um sistema dunar criou um novo material no solo

Um relâmpago que atingiu uma linha de eletricidade em Sandhills, uma área dunar do Nebraska, criou um material que até então não havia sido identificado, abrindo assim um capítulo na história dos quase-cristais.

quase-cristal
Seção transversal da fulgurite que mostra areia derretida em redor do metal de uma linha de energia caída durante uma tempestade. Imagem: Luca Bindi.

O novo quase-cristal - sólido com um espectro de difração essencialmente discreto, como os cristais clássicos, mas com uma estrutura não periódica - de composição invulgar, produzido involuntariamente, foi identificado por Luca Bindi, um geólogo da Universidade de Florença, também professor de mineralogia no Departamento de Ciências da Terra da mesma universidade.

Esta descoberta, feita em colaboração com investigadores da Universidade de Princeton, Caltech e da Universidade do Sul da Florida, foi publicada na Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

O estudo

O artigo publicado apresenta o quase-cristal que foi criado por uma descarga elétrica, numa duna criada pelo vento em Sandhills, centro-norte do Nebraska.

Esta descarga produziu temperaturas extremas (>1,710 °C) que levaram à formação de uma fulgurite, um tubo de areia fundida e derretida juntamente com vestígios de metal condutor derretido da linha de eletricidade.

Dentro da fulgurite foi encontrado um "quase-cristal dodecagonal" composto por camadas atómicas igualmente espaçadas, cada uma com simetria 12 vezes maior e ordem quase-cristalina impossível para os cristais comuns.

Os quase-cristais

"Os quase-cristais são materiais em que os átomos estão dispostos como um mosaico, em padrões regulares que nunca se repetem da mesma forma, ao contrário dos cristais comuns", explica Bindi. "Foi Dan Shechtman, mais tarde galardoado com o Prémio Nobel pelas suas descobertas, que estudou a sua estrutura na década de 1980, que os torna valiosos para aplicações numa variedade de indústrias." frisou.

Bindi refere ainda, num comunicado enviado para a unifimagazine, que, há quinze anos atrás, foi ele quem descobriu que este material também existia na natureza, graças à identificação do quase-cristal numa amostra de meteorito conservada no Museu de História Natural da Universidade de Florença.

"Descobrimos outros quase-cristais de natureza extraterrestre e os primeiros quase-cristais de natureza antrópica, formados no processo de detonação do primeiro ensaio nuclear dos EUA em 1945: todos produzidos em condições extremas de pressão e temperatura em nanossegundos.". - Luca Bindi, geólogo e professor da Universidade de Florença.

A partir das primeiras descobertas, o investigador e os seus colegas começaram a estudar a composição de outros materiais formados em condições tão excecionais. A atenção dos investigadores está também centrada nas fulgurites, que são produzidas quando o calor desenvolvido pela descarga elétrica derrete a areia de sílica que contém quartzo.