Cuando un rayo derribó un árbol en New Port Richey, Florida, en 2012, los dueños de la propiedad decidieron hacer limonada con los limones. Vendieron la pieza de roca fusionada y tierra de 500 gramos que se formó cerca. Aunque vieron el valor comercial, no esperaban estar tratando con una mina de oro científica. Afortunadamente, el comprador fue un científico que probó sus productos y descubrió fósforo en un estado de oxidación diferente a todo lo que se encuentra naturalmente en los minerales terrestres.
Créditos: Matthew Pasek / Universidad del Sur de Florida
El comprador, el profesor Matthew Pasek de la Universidad del Sur de Florida fue quien se dio cuenta de que valía la pena investigar este raro mineral y terminó como autor principal de un artículo sobre el hallazgo y posiblemente ganó un lugar eterno en el salón de la fama de la mineralogía. El estudio se publicó en Communications Earth and Environment.
"Cuando un rayo cae sobre un árbol el suelo generalmente explota y la hierba circundante muere formando una cicatriz y enviando una descarga eléctrica a través de la roca, el suelo y la arena cercanos formando fulguritas, también conocidas como 'rayos fosilizados'", dijo Pasek en un comunicado.
Créditos: Universidad del Sur de Florida
El equipo encontró un material colorido y aparentemente cristalino diferente a todo lo registrado anteriormente. Las pruebas revelaron una fórmula de CaHPO3 con trazas de hierro. Al estar compuesto por cuatro elementos relativamente comunes podríamos esperar que dicho compuesto sea abundante, pero el fósforo generalmente solo se encuentra naturalmente en dos estados de oxidación muy diferentes: +5 en fosfatos o menos comúnmente -1 en fosfuros metálicos. En la fulgurita, el fósforo tiene un estado de oxidación +3, nunca antes observado en minerales naturales. Algo de fosfuro también estaba presente en la fulgurita.
Además, el coautor el Dr. Tian Feng, no pudo replicar el material en el laboratorio a pesar de calentarlo a temperaturas de 1,000°C, lo que sugiere que se necesitan condiciones muy precisas para lograr la oxidación +3. Incluso la exposición al hierro y al silicio, ambos presentes en la fulgurita, no ayudó. Ciertamente es un mito que un rayo nunca cae dos veces en el mismo lugar pero aún no sabemos con qué frecuencia cae de una manera lo suficientemente similar como para lograr la misma transformación.
Sin embargo, el producto sin nombre puede ser mucho más que una rara curiosidad. "Investigadores anteriores indican que la reducción de fosfato por rayos ha sido un fenómeno generalizado en la Tierra primitiva", dijo Feng. No se sabe completamente qué forma tomó, pero es posible que la fulgurita que estudió Pasek fuera representativa de algo que alguna vez fue mucho más común, tal vez representando una ventana a las condiciones en la Tierra en el momento en que apareció la vida por primera vez.
Además, la similitud con los minerales que se encuentran en los meteoritos puede proporcionar pistas sobre su formación.
La fulgurita tenía otro aspecto intrigante, que de hecho los autores notaron antes que el fósforo. Muchas fulguritas contienen esférulas de metal y silicio, pero en el espécimen de New Port Richey, son alrededor de 10 veces más grandes que las esférulas más grandes vistas anteriormente.
Los autores creen que se formaron cuando un rayo provocó la combustión de raíces cubiertas de óxido de hierro. Esto desencadenó una cadena de procesos que redujeron parcialmente el fosfato de calcio. Sin embargo, su incapacidad para reproducir el producto sugiere que su comprensión del proceso es incompleta.
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