Modèle de croissance cristalline en forme de champignon dans les échantillons lunaires de Chang'e-5 Photo : Avec l'aimable autorisation de l'Institut de géochimie de Guangzhou, Académie chinoise des sciences
Des chercheurs chinois ont découvert un modèle particulier de croissance des cristaux dans les échantillons lunaires de la mission Chang'e-5. Plus précisément, les nanocristaux de chromite peuvent pousser vers l'extérieur de la surface de l'olivine comme des « champignons après la pluie », a expliqué l'équipe de recherche au Chine Direct mercredi. Les résultats peuvent servir d'indicateur d'une cristallisation extrême hors équilibre, fournissant une référence pour de futures études sur les mécanismes de croissance des cristaux sur les corps célestes sans air et dans d'autres conditions extrêmes.
Les résultats de la recherche associée ont été publiés dans le premier numéro 2025 de la revue universitaire internationale American Mineralogist.
La cristallisation est un processus physico-chimique crucial qui influence la majorité des propriétés des substances à l’état condensé. Les progrès en cristallographie et en chimie cristalline jouent un rôle important dans l’amélioration de la compréhension humaine des processus géologiques, de la science des matériaux et de la biogéochimie.
Les théories classiques de la croissance cristalline sont toutes basées sur des matériaux terrestres, tandis que les processus de cristallisation dans les environnements extraterrestres restent inconnus. Par exemple, la Lune, le corps céleste le plus proche de la Terre, manque de protection atmosphérique et est constamment bombardée de micrométéoroïdes et de diverses particules de haute énergie. Sous les températures et la pression extrêmement élevées générées par ces impacts, la taille des grains, la morphologie, les modes de croissance et la composition minérale des cristaux lunaires présentent de nettes différences par rapport à ceux de la Terre.
Grâce à une étude détaillée des échantillons de sol lunaire de la mission Chang'e-5, l'équipe de recherche dirigée par l'académicien He Hongping de l'Institut de géochimie de Guangzhou, Académie chinoise des sciences, a découvert un phénomène particulier de croissance cristalline dans les échantillons lunaires. Plus précisément, les nanocristaux de chromite peuvent pousser vers l'extérieur de la surface de l'olivine comme des « champignons après la pluie », selon un communiqué de presse de l'équipe de recherche.
Pour explorer les mécanismes à l'origine de ce phénomène, l'équipe de recherche a mené des recherches minéralogiques à l'échelle micro-nanométrique sur la brèche lunaire de la mission Chang'e-5, en utilisant la microscopie électronique avancée et des méthodes d'analyse associées.
Cette étude propose un nouveau mécanisme de croissance se produisant dans des conditions extrêmes de non-équilibre, qui utilise des ions impurs dans les phases d'origine pour générer de nouvelles phases minérales aux interfaces hétérogènes entre les phases d'origine. Cette découverte démontre pour la première fois que la fixation orientée des cristaux peut se produire non seulement dans des systèmes homogènes mais également dans des systèmes hétérogènes. Cette idée fournit un complément et une expansion importants à la théorie existante du mécanisme de croissance non classique.
Compte tenu des fréquents impacts de météorites sur la Lune, ce mécanisme pourrait se produire largement dans la couche d'altération lunaire, a indiqué l'équipe, affectant ainsi la composition minérale et la distribution des éléments sur la surface lunaire. De plus, l’apparition de ces structures en « champignon » peut servir d’indicateur d’une cristallisation extrême hors équilibre, fournissant ainsi aux scientifiques une référence pour les études futures sur les mécanismes de croissance cristalline sur les corps célestes sans air et dans d’autres conditions extrêmes.
