Descoperire majoră în domeniul geologiei: cercetătorii au elucidat misterul formării dolomitei, un mineral răspândit în locații spectaculoase precum Munții Dolomiti din Italia sau Cascada Niagara. Studiul, realizat de specialiști de la Universitatea din Michigan și Universitatea Hokkaido din Japonia, a dezvăluit mecanismul complex prin care natura reușește să creeze acest mineral, un proces care a intrigat generații de cercetători.
De ce dolomita nu se forma în laborator
Dolomita, cu structura sa compusă din straturi alternante de calciu și magneziu, nu a putut fi reprodusă în laborator, cel puțin nu cu ușurință. Problema principală, conform studiului, rezidă în modul în care atomii de calciu și magneziu se așează în structura cristalină. Aceștia nu se aliniază întotdeauna perfect, generând defecte structurale care blochează creșterea ulterioară. Astfel, viteza de formare devine extrem de lentă, necesitând perioade de timp de ordinul milioanelor de ani pentru a forma un singur strat bine ordonat.
Cercetătorii au remarcat că defectele structurale nu sunt permanente. Atomii aflați în poziții incorecte sunt mai instabili și se dizolvă mai ușor în contact cu apa, un proces natural. În mediul natural, ciclurile repetate de precipitații, maree și inundații, urmate de perioade de uscare, curăță periodic suprafața cristalelor. Acest proces permite formarea unor noi straturi, corect aranjate.
Soluția naturală: ciclul de „curățare” atomică
Cercetătorii au simulat creșterea dolomitei la nivel atomic, utilizând un software dezvoltat la Centrul PRISMS al Universității din Michigan. Această simulare a demonstrat importanța ciclurilor de „curățare” în procesul de formare a dolomitei. Joonsoo Kim, primul autor al studiului, a explicat: „Fiecare etapă atomică ar dura în mod normal peste 5.000 de ore pe un supercomputer”. În schimb, acum, același calcul poate fi efectuat în doar 2 milisecunde pe un computer de birou.
Experimente realizate în Japonia au confirmat teoria. Un mic cristal de dolomită a fost plasat într-o soluție cu calciu și magneziu, apoi a fost expus la pulsații repetate de electroni, timp de două ore. Aceste pulsații au dizolvat defectele, stimulând creșterea cristalului. În urma experimentului, cristalul a crescut până la o dimensiune de aproximativ 100 de nanometri, echivalentul a circa 300 de straturi de dolomită.
Implicații pentru tehnologie
Descoperirile nu au impact doar în domeniul geologiei. Wenhao Sun, profesorul coordonator al studiului, a subliniat potențialul aplicațiilor tehnologice: „Teoria noastră arată că se pot crește rapid materiale fără defecte, dacă se dizolvă periodic defectele în timpul creșterii”. Această abordare ar putea fi aplicată în diverse domenii, inclusiv producția de semiconductori, panouri solare și baterii de înaltă performanță.
Studiul a fost publicat recent în revista științifică.
Sursa: Mediafax
