O que é o 'raio fossilizado' encontrado em região de dunas nos EUA?

Um tipo raro de quasicristal foi encontrado dentro de um tubo de "raio fossilizado" em uma região no centro-norte de Nebraska, nos EUA.

Esse tipo de cristal só havia sido achado anteriormente em meteoritos e locais de teste de bombas atômicas — cientistas também criavam o tipo de material em laboratório, com altas temperaturas e pressões. As informações são do site Space.

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O que rolou?

Também chamado de fulgurito, um "raio fossilizado" é formado quando a descarga elétrica do fenômeno atinge a areia, assim, fundindo os grãos em um tubo de vidro retorcido e ramificado.

Esse fulgurito de Nebraska — e o quasicristal — foi descoberto devido à busca do geocientista Luca Bindi, da Universidade de Florença, na Itália, por esses tipos raros de cristais capazes de quebrarem as regras comuns da cristalografia, ciência que estuda os cristais.

O que é um Quasicristal?

Os quasicristais foram descobertos em 1982 e renderam o Prêmio Nobel de Química ao cientista israelense Daniel Shechtman em 2011. Anteriormente à sua descoberta, os cientistas acreditavam que os cristais só poderiam ser organizados em padrões simétricos e que se repete no espaço, ou amorfos — desordenados aleatoriamente.

No entanto, apesar dos quasicristais possuírem uma estrutura ordenada, não seguem padrões repetidos como nos cristais comuns. Dessa forma, um quasicristal icosaédrico (ou seja, poliedro regular de 20 lados), é simétrico quando girado, exibindo simetrias quíntuplas e sêxtuplas.

O quasicristal encontrado em Nebraska conta com 12 lados e 12 ângulos com simetria de 12 dobras, sendo ainda mais raro do que os quasicristais em geral já são.

Em 2012, Bindi e Paul Steinhardt, físico teórico da Universidade de Princeton, nos EUA, encontraram, na Península de Kamchatka, nordeste da Rússia, um quasicristal natural em um meteorito que havia caído na região.

Os cientistas imitaram, então, as altas temperaturas e altas pressões que acontecem quando corpos rochosos colidem para criar mais quasicristais em laboratório.

Os cientistas pensaram em outro local em que ocorreu a transição muito rápida para altas temperatura e pressão: onde foi feito o teste da bomba atômica Trinity, no Novo México, nos EUA. E lá estavam mais quasicristais em minerais logo abaixo do local onde houve a explosão.

Dessa forma, Bindi contou ao site Science, os pesquisadores começaram a pensar em outros materiais formados em condições semelhantes. Foi então que chegaram aos fulguritos.

Como foi o processo

Bindi coletou diversos fulguritos em busca dos quasicristais. Até que encontrou, nas colinas de areia de Nebraska, perto da vila de Hyannis, o tubo de relâmpago fossilizado com o raro cristal.

Esse material estava perto de uma linha de energia que caiu durante uma tempestade em 2008. Contudo, não se sabe ao certo como o fulgurito foi criado: se um raio atingiu a linha de energia e o criou, ou se a linha caiu com o vento e gerou o fulgurito com sua própria descarga elétrica.

Com cerca de 2 metros de comprimento e até 8 centímetros de diâmetro, o fulgurito continha uma mistura de materiais da areia e dos metais da linha elétrica, como manganês, silício, cromo, alumínio e níquel.

Segundo os pesquisadores, esses materiais necessitavam que a areia atingisse a temperatura de 1.710ºC para se fundirem.

A descoberta de Bindi e Steinhardt é um passo a mais para a busca de quasicristais naturais. "Isso demonstra que as condições transitórias de pressão e temperatura extremas são adequadas para a síntese de quasicristais", disse ele.

Outros locais em que podem ser encontrados quasicristais são: vidros de impacto formados quando grandes meteoritos ou asteroides atingem a Terra; ou em partes da superfície da lua que foram atingidas por asteroides.

A descoberta foi detalhada em um artigo na revista Proceedings of the National Academy of Sciences em 27 de dezembro de 2022.