Sulla Luna c’è un minerale mai visto prima: la scoperta nel campione raccolto da una missione cinese

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Sulla Luna c’è un minerale mai visto prima: la scoperta nel campione raccolto da una missione cinese

Il nuovo minerale è stato chiamato Changesite-(Y), dal nome della missione lunare Chang’e-5 che lo ha portato sulla Terra: forma cristalli colonnari trasparenti e incolori.

 

Sulla Luna c’è un minerale che non era mai stato visto prima d’ora: trovato in uno dei campioni lunari portati sulla Terra dalla missione cinese Chang’e-5 , il nuovo minerale è stato chiamato Changesite-(Y) dai suoi scopritori, che lo hanno identificato esaminando i cosiddetti minerali ad alta pressione, cioè quelli che si formano come conseguenza degli impatti di asteroidi o comete. La Luna, come possiamo vedere anche a occhio nudo, ha una superficie ricca di crateri da impatto ma, nei campioni raccolti negli anni delle missioni Apollo della NASA e di quelle del programma Luna dell’ex Unione Sovietica, questo minerale era assente.

Cos’è il nuovo minerale Changesite-(Y) scoperto dalla missione cinese
Il nuovo minerale, chiamato Changesite-(Y) dal nome della missione lunare cinese Chang’e-5 (CE-5), ha formula chimica ideale (Ca8Y)□Fe2+(PO4)7 (dove □ denota un posto vacante) ed è il primo nuovo minerale lunare ad essere stato scoperto nei campioni di regolite lunare recuperati da CE-5. “Questo minerale del fosfato – spiega il team che lo ha identificato – ha la forma di cristalli colonnari ed è stato trovato in frammenti di basalto raccolti nella missione. Contiene alte concentrazioni di Y (ittrio, un elemento chimico del gruppo delle terre rare, ndr) e altri elementi del gruppo delle terre rare (REE)”.

Come suggerito nell’articolo appena pubblicato sulla rivista Matter and Radiation at Extremes, il nuovo minerale si sarebbe formato durante la fase di cristallizzazione dei basalti che sono stati trovati nella regione nord-orientale dell’Oceanus Procellarum, una vasta pianura vulcanica sul bordo occidentale del lato visibile della Luna, dove la missione cinese è atterrata nel 2020. In precedenza, le analisi di questi stessi campioni avevano confermato ancora una volta la presenza di acqua sulla Luna, mostrando inoltre tracce ruggine nelle rocce superficiali.

 

Il lander Chang'e-5 sulle pianure basaltiche dell'Oceanus Procellarum, in un'immagine scattata dal Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA. Credit: NASA/GSFC/Università statale dell'Arizona
Oltre alla scoperta del Changesite-(Y), il team ha trovato altri due minerali noti ma comunque rari nei campioni lunari: la stishovite e la seifertite, due polimorfi della silice, che hanno la stessa composizione del quarzo ma una struttura cristallina radicalmente diversa a causa della loro formazione ad alte pressioni e temperature.

“Sebbene la superficie lunare sia coperta da decine di migliaia di crateri da impatto, i minerali ad alta pressione sono rari – dice in un comunicato l’autrice corrispondente dello studio, la professoressa Wei Du dell’Accademia Cinese delle Scienze (CAS) – . Una delle possibili spiegazioni della loro rarità risiede nel fatto che la maggior parte dei minerali ad alta pressione è instabile alle alte temperature. Pertanto, i minerali che si formano durante un impatto possono aver subito un processo retrogrado”.

In particolare, un campione specifico ha fornito importanti spunti su questo processo, in quanto conteneva sia stishovite sia seifertite, la cui coesistenza è possibile solo a pressioni più elevate. Per questo motivo, il team ha suggerito che, molto probabilmente, questi due minerali cambino forma, trasformandosi in uno o nell’altro al variare delle condizioni, e che un terzo polimorfo della silice, chiamato α-cristobalite (anch’esso presente nel campione), sarebbe il composto originale da cui si formano entrambi i minerali.

“In altre parole, la seifertite potrebbe formarsi dall'α-cristobalite durante il processo di compressione e parte del campione potrebbe trasformarsi in stishovite durante il successivo processo di aumento della temperatura” ha aggiunto la professoressa Du. Secondo la ricostruzione degli studiosi, questi campioni proverebbero dal cratere Aristarchus, che si trova non troppo lontano dall’Oceanus Procellarum, e sarebbero stati espulsi durante la collisione che ha formato il cratere.

 

https://www.fanpage.it/innovazione/scienze/sulla-luna-ce-un-minerale-mai-visto-prima-la-scoperta-nel-campione-raccolto-da-una-missione-cinese/
 

[apollonia]

La formazione di polimorfi è frequente sul nostro pianeta, sia tra i minerali sia tra i composti e anche tra gli elementi chimici. Il termine appropriato nel caso degli elementi è allotropia e un esempio classico è quello del carbonio che si può presentare nelle forme allotropiche di diamante e di grafite. La grafite cristallizza nel sistema esagonale in una struttura dove gli atomi di carbonio formano un reticolo esagonale a strati tenuti assieme tra loro da forze di van der Waals, che la rendono molto tenera.

Il diamante è un solido covalente che cristallizza nel sistema cubico ed è caratterizzato da elevata durezza. La sua formazione si verifica nelle profondità della Terra a elevate temperature e pressioni che trasformano il carbonio amorfo o allo stato di grafite nella struttura cubica caratteristica del diamante in un tempo estremamente lungo.

Segnalo una relazione su proprietà e storia del diamante scritta da uno studente del liceo scientifico N. Copernico di Pavia dopo l’esperienza in uno stage presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pavia.

Istituto-Copernico-di-Pavia-Classe-IVE-1.pdf.crdownload

apollonia

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I numismatici parlano spesso del “cancro (o tumore)” del bronzo ma tacciono della “peste” dello stagno, una patologia causata dalla allotropia del metallo.

Lo stagno esiste in due forme allotropiche, la forma β (o stagno bianco) e la forma α (o stagno grigio). Lo stagno bianco presenta una struttura cristallina metallica molto compatta ed è la forma termodinamicamente stabile dalla temperatura di 13,2 °C fino a quella di fusione. Al di sotto di 13,2 °C la forma termodinamicamente stabile è lo stagno grigio caratterizzato da una struttura cristallina non metallica e poco compatta che lo rende fragile e pulverulento.

La velocità della trasformazione da stagno bianco a grigio è molto bassa anche a temperature attorno a -40 °C, ma in particolari condizioni la transizione può avvenire in alcune ore producendo per effetto dell’aumento di volume una polverizzazione del campione (“peste” dello stagno).

La presenza di piccole quantità (ca. 0,1%) di impurezze di Bi, Pb, Sb e altri elementi inibisce completamente la transizione β-> α per cui questa non rappresenta un problema nell’impiego industriale (e monetale) del metallo.

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Conversione parziale (dopo 10 ore a -38 °C) e totale dello stagno bianco purissimo (99.999%) a stagno grigio.

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