Zirkonia kubike formohet vetëm nën temperatura ekstreme, si ato që shkaktohen nga goditja e asteroidit në Tokë

Kur asteroidët me shpejtësi të lartë zbresin në Tokë, ata mund të formojnë një krater ndikimi meteoriti. Të tilla përplasje kanë ndodhur gjatë gjithë historisë së Tokës dhe ende ndodhin në trupat e tjerë planetarë sot.

Ndërsa shumica e ndikimeve të asteroidëve në Tokë ndodhën miliona vjet më parë, mbetjet e tyre janë ende të ruajtura në sipërfaqen e Tokës. Guri i prekur nga ndikimi përjeton nxehtësi të fortë dhe presion gjatë ndikimit.

Një vend i tillë i lashtë i ndikimit, i njohur si Liqeni West Clearwater, ndodhet në Québec, në Mbulesën Kanadeze pranë Detit të Hudsonit. Ky krater, i cili tani është i mbushur me ujë, u formua kur një asteroid goditi Tokën rreth 285 milion vjet më parë.

Një termometër natyror

Zirkoni është një mineral që gjendet zakonisht në një shumëllojshmëri llojesh gurësh në Tokë dhe në disa gurë në hënë dhe planetë të tjerë. Është një mineral jashtëzakonisht i qëndrueshëm, që ndodhet natyrshëm që nga sa ka ekzistuar edhe vetë Toka. Rezistenca fizike e zirkonit e bën atë një mjet të dobishëm për të studiuar fenomene natyrore gjeologjike.

Zirconi, kur ngrohet mjaftueshëm, fillon të shpërbëhet në përbërësit e tij: zirkonia (ZrO₂) dhe silikë (SiO₂). Zirkonia ka forma të ndryshme në varësi të ngrohjes, të quajtura polimorfe — këto janë minerale me përbërje kimike të njëjtë por struktura kristalore të ndryshme që përshtaten me kushtet fizike në ndryshim. Një nga polimorfit e zirkonisë është zirkonia kubike, e quajtur për strukturën e saj kubike.

Gjetja e zirkonisë kubike në natyrë është jashtëzakonisht e rrallë për shkak të kushteve specifike që kërkon për të qëndruar e qëndrueshme strukturalisht. Zirkonia kubike formohet vetëm nën kushte ekstreme ku temperaturat arrijnë mbi 2,370°C. Në sipërfaqen e Tokës, këto temperatura natyrale të nxehta janë njëherë të njohura vetëm gjatë formimit të kraterit të ndikimit.

Në Ujëzën Perëndimore të Clearwater, gjetëm prova të kësaj zirkonie kubike natyrore të ruajtur në qelq natyror — një mbetje e nxehtësisë së fortë nga ndikimi i asteroideve të lashta. Për krahasim, vullkanet aktive si ato në Havai arrijnë temperatura në rrethin e 800 deri në 1,200°C.

Në natyrë, zirkonia ekziston në disa forma, në varësi të temperaturës dhe presionit që i ekspozohet. Tre polimorftet kryesore janë: monoklinike, tetragonale dhe kubike.

Zirkonia monoklinike është e qëndrueshme në temperatura më të ulëta dhe është forma më e zakonshme e zirkonisë që gjendet në natyrë. Zirkonia tetragonale ekziston në temperatura të moderuara të larta dhe është jo e qëndrueshme në temperatura të ulëta. Zirkonia kubike është e qëndrueshme vetëm në temperatura jashtëzakonisht të larta mbi 2,370°C, dhe gjithashtu është e paqëndrueshme në temperatura më të ulëta.

Një copë e nxehtë historie

Si, saktësisht, përfundoi zirkoni kubik në këto shkëmbinj?

Kur asteroidi goditi rajonin e Liqenit West Clearwater miliona vjet më parë, ai gjeneroi temperatura të mjaftueshme për të shkrirë dhe avulluar disa nga shkëmbijtë e sipërfaqes. Ndërsa shkëmbi i shkrirë ftohej dhe ngurtësohej, kristalet mikroskopike të zirkonit, fillimisht të pranishme brenda materialit të synuar, u kapën në të nxehtin e shkrirjes dhe filluan të transformoheshin.

Në temperatura mbi 2,370°C, këto kristale zirkoni filluan të shpërbëheshin, dhe disa prej tyre u kthyen në zirkoni kubik. Kjo ofroi prova të nxehtësisë ekstreme, të cilën ekipi ynë i kërkimit e zbuloi në studimin tonë të fundit.

Kjo dëshmi magjepsëse na jep njohuri se sa mund të jetë e nxehtë gjatë një goditjeje të meteoritetit, diçka që është e vështirë për t'u matur miliona vjet pas faktit.

Prodhimi artificialisht

Zirkoni i kubik sintetik prodhohet artificialisht duke ngrohur oksidin e zirkonit në temperatura të larta, pastaj duke e ftohur atë në një mjedis të kontrolluar; zirkoni pastaj formon kristale që i ngjajnë diamanteve. Zirkoni i kubik sintetik është një zëvendësues i popullarizuar për diamantin në bizhuteri sepse është i lirë për t'u prodhuar por ende shkëlqen si diamanti.

Zirkoni i kubik sintetik përmban sasi të mëdha agjentësh stabilizues, si elementi yttrium, që e pengojnë atë të bëhet e paqëndrueshme dhe e ndihmojnë të ruajë shkëlqimin e saj me kalimin e kohës.

Pa shtesat që përdoren në zirkonin kubik sintetik, zirkoni natyror është shumë më i prirur të transformohet në forma të tjera ndërsa ftohet. Prandaj, gjetja e zirkonit kubik natyror është shumë e rrallë — ai ekziston vetëm në vende ku temperatura ishte dikur jashtëzakonisht e lartë.

Ndikimet e asteroidëve

Përveçse është një zbulim gjeologjik i mahnitshëm, gjetja e provave të zirkonisë kubike në një strukturë ndikimi u jep shkencëtarëve një kuptim më të mirë të kushteve të krijuara gjatë ndikimeve të asteroidëve. Këto ngjarje të lashta nuk ishin vetëm të dhunshme — ato ndryshuan në mënyrë themelore sipërfaqen e Tokës në mënyra që ne ende po i mësojmë.

Ndërsa zbulimi i zirkonisë kubike në Liqenin West Clearwater është emocionues, është vetëm një pjesë e puzzle-it. Kraterët e ndikimit nuk janë unik për Tokën — ata gjenden në shumicën e objekteve me shkëmbinj në sistemin tonë diellor. Për shembull, zirkonia kubike është gjetur në gurët e hënës të sjellë prapa nga astronautët e misioneve Apollo.

Kraterët e meteoriteve si Liqeni West Clearwater janë vetëm një pjesë e vogël e një historie më të madhe të historisë së Tokës. Gjatë viteve të saj të hershme, Toka u bombardua rregullisht nga asteroidë që ishin mbetje nga mbetjet e formimit të sistemit diellor, dhe këto përplasje ndihmuan në formësimin e sipërfaqes së planetit. Në fakt, ekziston dëshmi bindëse se ndikimet e asteroidëve mund të kenë luajtur një rol në origjinën e jetës duke krijuar mjedise ku mund të formoheshin kimikate të ndërlikuara.