Dolomita, mineralul care împodobește Munții Dolomiti din Italia și alte locuri spectaculoase, a reprezentat o enigmă pentru oamenii de știință. Deși abundentă în roci vechi de peste 100 de milioane de ani, formarea sa în medii mai recente era extrem de rară. Un studiu recent, realizat de cercetători de la Universitatea din Michigan și Universitatea Hokkaido din Japonia, a elucidat misterul, oferind o perspectivă nouă asupra modului în care se formează acest mineral fascinant.
De ce dolomita refuza să „crească” în laborator
Problema principală consta în structura dolomitei. Aceasta este alcătuită din straturi alternante de calciu și magneziu. În procesul de cristalizare, atomii nu se aliniau întotdeauna corect, generând defecte structurale care blocau continuarea creșterii cristalului. Viteza de formare a dolomitei era atât de lentă, încât un singur strat bine ordonat ar fi putut necesita până la 10 milioane de ani.
Cercetătorii au descoperit că natura are o soluție. Atomii „rătăciți” din structură sunt mai instabili și se dizolvă mai ușor în contact cu apa. Ciclurile repetate de precipitații, maree și inundații, urmate de perioade de uscare, curăță în mod constant suprafața cristalului. Acest proces permite formarea unor straturi noi, corect aranjate, pe parcursul unor perioade geologice extinse, ducând la acumularea depozitelor masive de dolomită din rocile antice.
Simulări atomice și experimente revoluționare
Pentru a-și testa teoria, echipa de cercetare a folosit simulări computerizate pentru a urmări procesul de formare a dolomitei la nivel atomic. Un software specializat, dezvoltat la Centrul PRISMS al Universității din Michigan, a permis efectuarea acestor calcule extrem de complexe. Joonsoo Kim, primul autor al studiului, a explicat că ceea ce ar fi necesitat, în mod normal, peste 5.000 de ore de calcul pe un supercomputer, se poate realiza acum în doar două milisecunde pe un computer obișnuit.
Confirmarea experimentală a venit din Japonia. Cercetătorii de la Universitatea Hokkaido au plasat un mic cristal de dolomită într-o soluție cu calciu și magneziu. Prin expunerea repetată la un fascicul de electroni, care avea rolul de a dizolva defectele, au reușit să accelereze semnificativ creșterea cristalului. Experimentul a condus la formarea a aproximativ 300 de straturi de dolomită, o realizare fără precedent, experimentele anterioare neproducând mai mult de cinci straturi.
Impactul asupra tehnologiei viitorului
Descoperirile acestui studiu au implicații importante dincolo de domeniul geologiei. Wenhao Sun, profesorul coordonator al studiului, a subliniat că teoria lor demonstrează că se pot obține rapid materiale fără defecte prin dizolvarea periodică a imperfecțiunilor în timpul procesului de creștere. Acest principiu ar putea fi aplicat în producția de semiconductori, panouri solare și baterii de înaltă performanță, deschizând noi orizonturi în domeniul tehnologiei.
Sursa: Mediafax
