石英
当陨石穿过地球大气层，猛烈撞击地表时，会如何改变着陆点的矿物？这种极端撞击事件涉及的短暂化学过程，能否让科学家们了解行星深处、高温高压条件下的矿物信息？
《科学进展》杂志8月26日发文称，美国卡耐基科学研究所（CIS）、普林斯顿大学和华盛顿州立大学等，分析了剧烈冲击压缩条件下，硅矿物石英的晶体结构。
项目负责人、CIS研究人员SallyJuneTracy解释说：“石英是地壳中含量最丰富的矿物质之一。在实验室里，我们模拟了陨石撞击过程，希望有新的发现。”
石英是一种由硅元素和氧元素组成的四面体晶体。分析石英在高温高压条件下的结构变化，有助于研究人员揭示地球的地质历史细节。
当一种材料受到极端压力、温度作用时，内部的原子结构会产生改变，导致性质发生变化。例如，石墨和金刚石由碳制成，然而，低压条件下形成的石墨柔软、非透明，而在高压条件下形成的钻石则硬度极高，并且是透明的。
碳原子的排列情况决定了石墨、钻石的结构和性质。反过来，这又会影响它们的应用。
尽管硅矿物的研究已有很长历史，但科学家们对撞击事件（或者Tracy等设置的动态压缩条件）中，二氧化硅的结构形式仍有争议。
一部分人认为，在冲击载荷作用下，二氧化硅通常会转变为致密晶体——超石英，这是一种可能存在于地球深部的矿物。另一些人则认为，由于冲击时间较短，二氧化硅将变成致密的玻璃状结构。
Tracy等使用一种类加农炮气枪，将弹丸以极快的速度射入石英样品中，并用一种特殊的X射线仪记录了撞击后、不到百万分之一秒内形成的物质的晶体结构。
他们发现，当石英受到超过30万倍大气压的动态冲击时，会进入一种新的无序晶体相，这是一种介于完全结晶的超石英和完全无序的玻璃体之间的过渡相。一旦强烈压力消退，过渡结构就不复存在了。
Tracy总结说：“动态压缩试验有望平息这个长期争论。更重要的是，撞击事件为理解行星形成、演化提供了重要参考，持续研究可以揭示这些过程中的新信息。”
科界原创
编译：雷鑫宇
审稿：西莫
责编：Max
期刊来源：《科学进展》
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