In uno studio pubblicato sulla rivista Nature Research Materiali di comunicazione , I ricercatori del QUT Dr. Christoph Schrank, Dottor Oliver Gaede, della Scuola di Scienze della Terra e dell'Atmosfera, e la laureata in scienze Katherine Gioseffi hanno collaborato con l'Australian Synchrotron e colleghi dell'Università del New South Wales e dell'Università di Varsavia per studiare come il gesso si disidrata molto più velocemente sotto pressione.

"La disidratazione è un processo in cui i minerali perdono l'acqua legata nei loro reticoli cristallini a causa del riscaldamento, " ha detto il dottor Schrank.

"Il guscio roccioso del nostro pianeta, la litosfera, contiene molte rocce ricche di minerali idrati. L'acqua prodotta dalla disidratazione della litosfera ha un enorme impatto sui processi geologici come la formazione di vulcani, giacimenti minerari, e terremoti».

Nello studio, i ricercatori hanno utilizzato un'esclusiva cella ad alta pressione con diffusione di raggi X a trasmissione di sincrotrone che impiega raggi X estremamente luminosi per rivelare come i campioni di roccia si trasformano ad alte temperature e pressioni su scala nanometrica (un miliardesimo di metro).

Il sincrotrone australiano ANSTO, a Melbourne, si trova in un edificio delle dimensioni di uno stadio di calcio ed è in grado di utilizzare gli elettroni per produrre fasci di luce intensi più di un milione di volte più luminosi del sole.

Nel centro di ricerca, i fasci di elettroni viaggiano attraverso tunnel a velocità appena inferiore a quella della luce in un'orbita circolare "sincronizzata" dall'applicazione di forti campi magnetici.

disidratazione minerale, detta anche calcinazione, è importante nei processi industriali. Per secoli le persone hanno disidratato il gesso (CaSO ₄ ·2H ₂ O) per creare emiidrato (CaSO ₄ ·0,5H ₂ o), meglio conosciuto come gesso di Parigi.

L'industria delle costruzioni produce ogni anno circa 100 miliardi di kg di intonaco di Parigi per prodotti tra cui cemento e malte, ed è utilizzato in scenari medici per i calchi per l'immobilizzazione delle ossa fratturate.

C'è anche un dibattito scientifico in corso sulle origini di grandi depositi di gesso ed emiidrato su Marte.

In questo studio, i ricercatori hanno testato se la velocità con cui il gesso si disidrata è influenzata da piccoli cambiamenti di stress, come le variazioni di pressione nel funzionamento della tettonica a zolle.

"Con nostra grande sorpresa, abbiamo scoperto che se serravamo i nostri campioni con una morsa leggermente serrata, le rocce hanno perso la loro acqua due volte più velocemente che senza bloccarsi, " ha detto il dottor Gaede.

"Questa scoperta ha importanti implicazioni per i processi geologici. Quando le placche tettoniche si scontrano lungo i loro confini, gli stress tettonici all'interno delle placche si accumulano lentamente nel tempo".

Il Dr. Schrank ha affermato che la nuova ricerca suggerisce che una piccola crescita dello stress tettonico può accelerare il rilascio di acqua all'interno delle placche e quindi favorire i terremoti e la formazione di nuovi minerali.

I risultati della ricerca potrebbero aiutare gli ingegneri a progettare processi di calcinazione più efficienti dal punto di vista energetico.