En una oscura mañana de julio de 1945, científicos y militares estadounidenses detonaron la primera bomba nuclear del mundo en una zona remota de Nuevo México. La explosión liberó una energía equivalente a 25.000 toneladas de TNT, vaporizando por completo la torre de lanzamiento y reduciendo la arena del desierto en un radio de 300 metros a un estado cristalino.
Los científicos bautizaron posteriormente a este vidrio de color verde pálido y rojo, ligeramente radiactivo, como “trinitita”, en honor al sitio de pruebas Trinity. Ahora, más de 80 años después, los investigadores han descubierto que algunas trinititas rojas contienen cristales únicos que no se encuentran en ningún otro lugar de la naturaleza. Detallaron el hallazgo en un estudio publicado el 11 de mayo en la revista PNAS.
La investigación se originó a partir de un mineral diferente: un cuasicristal inusual previamente identificado en muestras de trinitita roja. A diferencia de la mayoría de los cuasicristales, que se componen principalmente de aluminio, este cuasicristal es rico en silicio. Su existencia sugirió que podría haber otros cristales extraños ocultos en el vidrio de Trinity.
“Queríamos explorar más a fondo estos productos de formación extrema”, declaró Luca Bindi, mineralogista de la Universidad de Florencia en Italia y primer autor del nuevo estudio, a Live Science en un correo electrónico.
Historia en un cristal
Bindi y su equipo utilizaron una microsonda electrónica y difracción de rayos X para examinar una rara variante de trinitita roja de color “sangre de buey”. El llamativo color carmesí de esta muestra provenía de la torre de pruebas desintegrada y del equipo metálico que la rodeaba. Gotas metálicas de estas estructuras quedaron atrapadas dentro del vidrio de silicio fundido durante la explosión, lo que provocó que su tonalidad cambiara de verde salvia a escarlata.
En esta muestra, los investigadores hallaron un cristal de clatrato nunca antes visto. Los clatratos son un tipo de estructura cristalina en la que un elemento forma una “jaula”, atrapando otros átomos en su interior. En este caso, átomos de silicio encerraban cobre y calcio dentro de redes cristalinas de 12 y 14 lados interconectadas. Este tipo de disposición es poco común en la naturaleza, especialmente en compuestos inorgánicos, según indicó el equipo.
Esta es la primera vez que se encuentran cristales de clatrato como subproducto de una explosión nuclear. Durante la explosión de Trinity, las temperaturas superaron los 1500°C y las presiones alcanzaron brevemente los 8 gigapascales, comparables a la presión en las profundidades de la corteza terrestre. Estas condiciones extremas obligaron a los átomos a adoptar configuraciones que normalmente no podrían tener.
El equipo también investigó la posibilidad de que el nuevo clatrato fuera un precursor de los cuasicristales de trinitita descritos anteriormente. Un análisis matemático demostró que esto era improbable. Sin embargo, explorar esta relación contribuye a ampliar nuestro conocimiento sobre los límites superiores de la formación mineral, mucho más allá de cualquier fenómeno que pueda replicarse en un laboratorio.
“Los sucesos extremos, como las explosiones nucleares, los rayos o los impactos, pueden generar nuevas fases y estructuras minerales que amplían nuestra comprensión de cómo se organiza la materia en condiciones extremas”, dijo Bindi.
Fuente: Live Science.
