Extraños cristales revelan que una roca fue un antiguo meteorito

Meteorito con cuasicristales © Crédito: Paul Steinhardt, Princeton University

Artículo publicado por Nola Taylor Redd el 3 de enero de 2011 en SPACE.com
Una roca hecha de cristales nunca vistos anteriormente fuera de un laboratorio,es muy probablemente un meteorito de los primeros días del Sistema Solar, dicen los geólogos.
Dos años después de identificar la inusual composición de la roca rusa, un equipo de científicos cree haber establecido su origen. Los investigadores dicen que es un cuasicristal formado bajo condiciones que es mucho más probable que se den en el espacio que en la Tierra, y que su composición química de cobre metálico y aluminio recuerda a la encontrada en condritas carbonáceas – los meteoritos primitivos que los científicos creen que son los restos de los bloques básicos originales que formaron los planetas.
Los cristales son patrones ordenados y simétricos de átomos que se repiten de forma regular. Se encuentran comúnmente en la naturaleza en distintos tipos de roca.
Hace 30 años, a través de experimentos que cambiaban la estructura de los cristales, los laboratorios empezaron a producir cuasicristales, una extraña ordenación de átomos que se repite con dos frecuencias distintas en lugar de una. En lugar de una proporción simple de, digamos, 2:1 la proporción de átomos en un cuasicristal se basa en un número irracional, tal como la raíz cuadrada de 2:1. (El Premio Nobel de Química de este año se otorgó a Dan Shechtman por su descubrimiento en 1982 de los cuasicristales).

‘Una falta de armonía en el espacio’
El investigador Paul Steinhardt de la Universidad de Princeton describe una ordenación tan extravagante como “una falta de armonía en el espacio”.
“Cualquier simetría que se crea prohibida, es posible en los cuasicristales”, comenta a SPACE.com en un correo electrónico.
La más familiar de tales configuraciones se encuentra en la superficie de un balón de fútbol, compuesto de 20 caras hexagonales con 12 pentágonos intercalados.
Los cuasicristales sintéticos se usan para reforzar el acero y aluminio, o para crear materiales similares al teflón, que es más duro y casi tan deslizante como los metales.
“Actualmente, tenemos un menú limitado de cuasicristales”, dice Steinhardt . “Una de las razones para llevar a cabo una búsqueda de cuasicristales naturales es ver si la naturaleza encontró algunos que aún no se han descubierto sintéticamente por ensayo y error”.

Cuasicristales en la naturaleza
En 1998, Steinhardt y su equipo empezaron a la búsqueda sistemática de un cuasicristal natural, buscando en bases de datos de patrones de cristales conocidos que recordasen a los de los cuasicristales.
Cada muestra candidata era diseccionada con rayos-X y técnicas de imagen por difracción electrónica, dice Steinhardt.
Durante ocho años el equipo buscó en vano. Entonces, en 2007, Luca Bindi de la Universidad de Florencia en Italia, ofreció su colección de minerales al grupo para que la examinaran.
Una de las rocas, que se encontró en las Montañas Koryak en Rusia Oriental, encajaba perfectamente.
Con el primer cuasicristal natural encontrado finalmente, el siguiente paso era determinar sus orígenes.

Orígenes extraterrestres
Bindi lideró un equipo de investigadores en el análisis de la estructura de cuasicristales de la roca, la cual reveló que debía tener un nacimiento extraterrestre. Los científicos informaron de sus hallazgos en el ejemplar del 2 de enero de la revista Proceedings of the National Academy of Science.
Dentro de los meteoritos, que han quedado expuestos al entorno espacial, la proporción de átomos de oxígeno y sus variantes, llamados isótopos, están fijados por la intenta radiación espacial y los rayos cósmicos.
Pero para los elementos en el interior de la Tierra, ésta hace de escudo respecto a los rayos, permitiendo que los materiales dentro de rocas terrestres se mezclen y cambien estas proporciones.
Un examen de los isótopos de oxígeno en la roca rusa indicaron que debe haberse originado en los inicios del Sistema Solar.
“Ahora que sabemos que los cuasicristales se formaron en los inicios del Sistema Solar, tenemos que comprender cómo exactamente”, dice Steinhardt. Se necesita más material y pruebas para comprender cómo ha logrado la naturaleza conseguir esta hazaña”.

Muestra más amplia
Por el momento, no obstante, la muestra de Koryak es el único cuasicristal conocido de origen natural.
“Mi esperanza es que muchos más minerólogos , petrólogos  y expertos en meteoritos comenzarán también a buscar cuasicristales naturales” comenta Steinhardt.
Aunque la muestra de Koryak vino del espacio, Steinhardt dice que no cree que todos los cuasicristales tengan que hacerlo necesariamente.
“No existe ninguna razón para creer que el nuestro es el único cuasicristal natural, o que todos los cuasicristales son extraterrestres”, señala.
Una muestra más amplia podría proporcionar más pistas sobre cómo se crearon estos extraños cristales.
Viejo en lugar de extraño
Tal cristal, formado hace tanto tiempo, cambia la forma en que los científicos ven los cuasicristales.
“Hasta ahora, se pensaba que los cuasicristales eran unas rarezas, y uno de los materiales más recientemente formados”, comenta Steinhardt. “Ahora sabemos que ésto es completamente falso. Los cuasicristales fueron uno de los primeros minerales en formarse en el Sistema Solar – entre los 250 primeros – mucho antes que la mayor parte de los minerales comunes encontrados en la Tierra.
Su formación probablemente no es única en el entorno alrededor del Sol. En lugar de ésto, puede haber cuasicristales por toda la Vía Láctea y otras galaxias.
“Es, tal vez, el mineral más común que se ha formado en el universo”, especula Steinhardt.

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en SPACE.com, su autora es Nola Taylor Redd.