研究人员利用激光和钻石技术模拟陨石撞击

它让人想起了她职业生涯的开始——探索陨石撞击坑以及撞击事件导致的岩石变化的研究。

撞击坑在太阳系的岩石行星上很常见，例如地球、月球和火星。谢女士的博士研究始于对拉布拉多米斯塔斯汀湖撞击构造的岩石进行研究。她主要研究长石的变化，长石是最常见的矿物之一，不仅在地壳中常见，在月球和火星上也常见。

“长石的记忆力很强，”她说。“你会发现，这个撞击坑里的岩石实际上记录了许多与那次撞击相关的历史变化。”

谢女士目前是萨斯喀彻温大学地质科学系的助理教授，她继续利用超先进的同步加速器X射线和激光模拟撞击事件的条件，研究撞击如何给长石带来变化。

谢表示，通过这些实验，我们可以更好地了解陨石撞击事件及其对整个太阳系的影响。

“对于撞击事件……描述它们产生的压力和热量非常重要，但却非常困难，”她说。“这项研究为我们提供了答案，我希望这些结果能够开启新的研究，探究温度在撞击中的作用。”

长石的变化之一是介晶玻璃的形成，这种现象在地球上的陨石坑中可以观察到。当暴露于适当的热量和压力下——例如陨石撞击——长石会直接从固体转变为另一种固体（介晶玻璃），而无需熔化。

另一种形式的长石，称为“maskelynite”，存在于由长石熔融冷却形成的火星陨石中。然而，形成介晶玻璃或maskelynite的具体条件仍然是个谜。

为了重现陨石撞击的效应，谢志雄使用了伊利诺伊州阿贡国家实验室的同步加速器光束线。他利用红外激光产生热量，用特制的微型金刚石“砧座”产生压力，并用两微米的同步加速器X射线检查样品，最终确定了将长石直接转化为介晶玻璃和长石所需的精确压力和热量。谢志雄基于这项研究的论文最近发表在《科学进展》杂志上。

“在早期研究撞击事件的阶段，实验是用气枪进行的……但由于过程很快，很难捕捉到实际发生的情况，”谢教授说。“我们的方法速度较慢，可以逐帧观察长石在压力和温度升高过程中的变化。”

利用同步加速器方法，谢女士能够在高热高压条件下对介晶玻璃和马斯克林石的形成过程进行精确测量，明确概述了它们形成所需的不同环境，并深入了解了太阳系撞击事件的历史。

“长石如何记录撞击事件导致的行星表面变化，或许能为我们提供一些线索，让我们了解地球与其他行星的不同之处和相似之处，”谢志雄说道。“我们将离弄清地球为何存在生命以及为何呈现如今的样子更近一步。”

资料来源：萨斯喀彻温大学