顽火辉石单晶中的纳米变形：通过飞秒脉冲激光实验模拟微陨石撞击

摘要： 微陨石轰击引起的空间风化是无大气天体上的一种宇宙现象，该过程预计会特别显著地覆盖星子体和碎片盘中的宇宙尘埃。我们通过飞秒脉冲激光辐照定向顽火辉石单晶（En93Fs7）来复现微陨石撞击坑，以研究其变形行为及取向依赖性。所有微坑均呈现典型的碗状形貌，具有玻璃质表层（含溅射状喷射物）和亚表层分层结构。虽然我们在顽火辉石实验中复现了熔融与气化等典型空间风化效应，但未形成胶结颗?；蚪鹗裟擅卓帕＃╪pFe0）。变形层中的冲击效应包括微裂纹、解理面等平面结构、非晶薄层、堆垛层错及斜顽辉石薄层，其激活和/或取向取决于冲击方向。在特定取向下，我们观察到沿特定低指数晶面的滑移系激活。由于短时标和高应变率，最显著效应是顽火辉石沿非有理晶面的微破裂失效。陨石中常见的变形机制（如沿[001](100)剪切形成斜顽辉石薄层）出现频率较低。剪切显然是上述效应形成的主导机制，并通过摩擦加热导致其形态改变。例如，非晶薄层的广泛形成被解释为沿平面结构剪切加热的结果。我们将这种非常规变形行为归因于实验的微小时空尺度——与产生典型冲击特征的大规模撞击（具有长时压力脉冲和准静水压缩）不同，本实验产生的是具有高偏应力的短寿命球面冲击波。