關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱，您正在幫助確保有影響力的報道的未來，這些報道關於塑造我們當今世界的發現和想法。
一個研究團隊表示，他們在一個俄羅斯礦物樣本中發現了準晶體的首個自然例子，這是一種不尋常的材料，它顯示出晶體的一些屬性，但擁有更復雜精細的結構。自從準晶體在25年前被表徵以來，已經在實驗室中合成了許多版本，但一個自然例子將表明自然界的產物比以前認為的更加多樣化。
準晶體顯示出有序排列和對稱性，但不是週期性的——也就是說，它們不是由一個簡單的在三個維度上重複自身的單晶胞（如立方體）定義的。“準晶體”一詞是由物理學家多夫·萊文和保羅·斯坦哈特提出的，他們當時都在賓夕法尼亞大學，在1984年用來描述準週期晶體這一類，不久之後，另一個研究小組發表了關於這種材料的觀測證據。
這篇新論文，發表在本週的Science, 是由現在的普林斯頓大學的斯坦哈特合著的，* 他說自己從那時起就一直在尋找自然產生的準晶體。這一發現可能會迫使人們重新定義礦物，以包括這類準晶體。
為了找到樣本，斯坦哈特和他的同事們檢查了化學性質與準晶體相似的物質，這些物質已經在實驗室中合成。那次搜尋使他們找到了卡特爾克礦，據報道，這種礦物在俄羅斯的科里亞克山脈被發現。在義大利佛羅倫薩大學的一個含卡特爾克礦的樣本中，也被發現含有鋁、銅和鐵合金的顆粒，這些顆粒符合準晶體的特徵。
但是，這種潛在礦物的來源是岩石學家（研究岩石結構和形成的科學家）之間存在爭議的一個點。鋁合金不易透過自然過程形成，因為這種元素很容易與氧氣發生反應。
密歇根大學安娜堡分校地質科學榮譽退休教授埃裡克·埃森說：“準晶體及其相關材料，包括卡特爾克礦，‘可能是人造來源的可能性’在[它們]未經批判地被接受為礦物之前，需要非常仔細地權衡。”“‘將它們視為合成材料而不是天然礦物的理由尚未得到充分考慮。’鋁冶煉是可能產生這種物質的一種人類過程。”
作者承認，解決準晶體地質形成條件“仍然是一項嚴肅而引人入勝的挑戰”，但他們認為，樣本中複雜多樣的礦物集合指向自然來源。但埃森指出，藉助高溫高壓的優勢，陶瓷學家和實驗岩石學家“可以毫不費力地在實驗室中製造出複雜的合成材料組合”。
斯坦哈特說，他和他的同事們繼續考慮可能形成該樣本的各種過程。他說：“正如礦物的情況通常那樣，識別和表徵礦物要比解釋它是如何形成的容易得多。”“但我們正在為此非常努力地工作，因為它可能被證明對地質學和材料科學都很有趣。”
懷俄明大學的岩石學家羅恩·弗羅斯特說，準晶體顆粒是如何形成的仍然是一個懸而未決的問題。但他指出，與卡特爾克礦伴生的蛇紋岩是“奇怪的岩石”，它們通常含有同樣奇怪的礦物，其中許多在其他地方並不存在。弗羅斯特說：“我在這裡沒有看到任何讓我說‘絕對不行！’的東西，”“而且我在蛇紋岩中見過足夠多的奇怪的東西，可以接受這只是另一個例子。”
*這句話在出版後經過編輯，添加了斯坦哈特目前的隸屬關係。