La varietà ad alta pressione del quarzo è nota come coesite è una forma densa di silice che si forma in condizioni di pressione estrema, tipicamente nei siti di impatto dei meteoriti o nelle profondità del mantello terrestre.Mentre il quarzo alto (β-quarzo) è una forma di quarzo ad alta temperatura, la coesite rappresenta una trasformazione strutturale ad alta pressione.Questa distinzione è importante per comprendere il comportamento della silice in diverse condizioni geologiche.
Punti chiave spiegati:
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Quarzo alto (β-quarzo):
- Il quarzo alto, o β-quarzo, è un polimorfo ad alta temperatura del quarzo.Si forma a temperature superiori a circa 573 °C a pressione atmosferica standard.
- Questa forma di quarzo ha una struttura esagonale più simmetrica rispetto alla struttura trigonale del quarzo basso (α-quarzo).
- La transizione tra α-quarzo e β-quarzo è reversibile e dipende dalla temperatura, non dalla pressione.
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Coesite:La varietà ad alta pressione:
- La coesite è un polimorfo ad alta pressione della silice che si forma in condizioni di pressione estrema, tipicamente superiore a 2-3 gigapascal (GPa).
- È stata scoperta per la prima volta nei crateri da impatto di meteoriti, dove l'intensa pressione dell'impatto trasforma il quarzo in coesite.
- La coesite si trova anche nelle rocce metamorfiche ad altissima pressione, come quelle che si formano nelle zone di subduzione dove le placche tettoniche si scontrano.
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Condizioni di formazione:
- Temperatura e pressione:Mentre il β-quarzo si forma ad alte temperature, la coesite richiede sia un'alta pressione che temperature da moderate ad alte.Ciò rende la coesite un indicatore chiave di processi geologici estremi.
- Importanza geologica:La presenza di coesite nelle rocce è la prova di eventi passati di alta pressione, come l'impatto di meteoriti o la subduzione profonda.
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Differenze strutturali:
- La coesite ha una struttura cristallina più densa e compatta rispetto al quarzo.Questa densità è dovuta al fatto che gli atomi di silicio e di ossigeno sono impacchettati più strettamente ad alta pressione.
- La trasformazione strutturale da quarzo a coesite è irreversibile in condizioni di superficie normali, rendendo la coesite un minerale stabile in ambienti ad alta pressione.
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Applicazioni e importanza:
- Ricerca geologica:La coesite è utilizzata come strumento diagnostico per identificare le rocce metamorfiche ad alta pressione e le strutture da impatto.
- Scienza dei materiali:La comprensione delle proprietà della coesite e di altri polimorfi della silice ad alta pressione aiuta a studiare i materiali in condizioni estreme, come quelle che si trovano negli interni planetari.
Distinguendo tra le varietà di silice ad alta temperatura (β-quarzo) e ad alta pressione (coesite), si ottiene una comprensione più approfondita dei processi dinamici che modellano il nostro pianeta e oltre.
Tabella riassuntiva:
| Aspetto | Quarzo alto (β-quarzo) | Coesite |
|---|---|---|
| Condizioni di formazione | Si forma a temperature elevate (>573°C) a pressione standard. | Si forma a pressioni estreme (>2-3 GPa) e a temperature da moderate a elevate. |
| Struttura | Struttura esagonale, transizione reversibile con α-quarzo. | Struttura più densa e compatta, trasformazione irreversibile in condizioni normali. |
| Significato geologico | Indica processi ad alta temperatura. | Indicatore chiave di eventi ad alta pressione come impatti di meteoriti o zone di subduzione. |
| Applicazioni | Limitato agli studi ad alta temperatura. | Utilizzato nella ricerca geologica e nella scienza dei materiali per lo studio di condizioni estreme. |
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