Figure di Widmanstätten
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Le figure di Widmanstätten, a volte chiamate anche struttura di Thomson, sono quell'intricato disegno di lamelle intersecanti che si osservano quando la superficie lucidata di una meteorite metallica di tipo ottaedritico viene incisa con una soluzione diluita di acido nitrico o cloruro ferrico[1].
Queste figure prendono il nome da Alois von Beckh-Widmanstätten, all'epoca della scoperta direttore dell'Imperial Porcelain Works di Vienna. Nel 1808 egli stava scaldando sul fuoco alcune meteoriti ferrose quando vide apparire degli intricati disegni. Le diverse leghe metalliche che compongono le meteoriti ferrose si erano ossidate in maniera differenziata facendo apparire la struttura dei cristalli metallici. Widmanstätten diede notizia verbalmente della sua scoperta e subito venne riconosciuto come lo scopritore ufficiale. Carl von Schreibers, direttore del Museo Mineralogico e Zoologico di Vienna, diede così a questi disegni il nome di Widmanstätten[2].
In realtà William Thomson, un geologo inglese che viveva a Napoli dove era noto come Guglielmo Thomson, aveva pubblicato questa scoperta già nel 1804[3]. Ripubblicò la notizia anche in italiano nel 1808[4] e per questo, pur essendo stata indipendente, la scoperta di Widmanstätten è senza dubbio posteriore. Thomson scoprì queste figure mentre stava trattando con l'acido nitrico una meteorite di Krasnojarsk allo scopo di pulirla dalla ruggine. Improvvisamente si accorse che l'acido aveva fatto emergere dal metallo intricati disegni mai visti prima.
«L'acido nitrico distruggendo il lustro ch'era puro effetto dell'arte, mi svelò la tessitura[4]»
Questi disegni sono chiamati in una quantità di modi diversi per varie ragioni:
Premesso questo comunque i termini più utilizzati sono in italiano figure di Widmanstätten e in inglese Widmanstätten pattern o Widmanstätten structure.
Alla luce della precedenza della scoperta da parte di Thomson, Burke[1][2] ha proposto di utilizzare il termine struttura di Thomson al posto o in associazione con figure di Widmanstätten.
Le ottaedriti sono meteoriti che hanno un contenuto di nichel intermedio tra quello della kamacite e quello della taenite. Quando il metallo fuso si raffredda in maniera estremamente lenta (qualche grado ogni milione di anni) si formano dei cristalli di ferro-nichel: si tratta di cristalli di kamacite contornati da taenite. Visto che la taenite è più resistente all'azione dell'acido, quando si incide il campione i cristalli diventano visibili.
Dato che i cristalli di ferro-nichel per crescere fino alle dimensioni di qualche centimetro hanno bisogno che il metallo si raffreddi in maniera incredibilmente lenta, incompatibile con qualunque processo artificiale, la presenza di queste figure è utilizzata per determinare se un campione di ferro sia di provenienza meteoritica o terrestre. La presenza di queste bande è la prova dell'origine extraterrestre del materiale, mentre l'assenza non è conclusiva visto che esistono alcuni tipi di meteorite ferrosa che non presentano queste figure, come ad esempio le atassiti.
La dimensione delle lamelle varia a seconda della classe strutturale del meteorite. Si va dalle lamelle molto fini delle ottaedriti molto fini (finest), alle lamelle molto grandi delle ottaedriti molto grezze (coarsest):
Anche il verso in cui si seziona la meteorite incide sull'aspetto delle figure di Widmanstätten. A seconda di come si interseca l'ottaedro dei cristalli con il piano di taglio si possono avere diverse le figure:
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