i den fjerne ørken i det vestlige Egypten, nær den libyske grænse, ligge spor til en gammel kosmisk katastrofe.
Libysk ørkenglas er navnet på fragmenter af kanariegult glas fundet spredt over hundreder af kilometer mellem kæmpe skiftende klitter.
interessen for Libysk ørkenglas går mere end 3.000 år tilbage. Blandt genstande, der er genvundet fra Kong Tuts gravkammer, er en guld-og juvelindrustet brystplade. I midten sidder en smuk skarabæbille, udskåret af Libysk ørkenglas.
Libysk ørkenglas – rå og udskåret – er let tilgængeligt i dag, men hvordan det dannede glas har længe forundret forskere.
vores forskning har fundet svaret.
varmen er tændt
undersøgelser viser det libyske ørkenglas dannet for omkring 29 millioner år siden. Glasset er næsten rent silica, som kræver temperaturer over 1.600 liter for at danne, og det er varmere end nogen vulkansk sten på jorden.
kredit: Aaron J Cavosie
men få mineralske relikvier overlevede fra hvad der forårsagede smeltningen. Inden i glasset er sjældne forekomster af højtemperaturmineraler, herunder en form for kvarts kaldet cristobalit.
der er også korn af mineralet sircon, selvom de fleste har reageret for at danne et mineral med højere temperatur kaldet sirconia.
ideer om, hvordan det dannede glas inkluderer smeltning under meteoritpåvirkning eller smeltning forårsaget af et luftbrud fra en asteroide eller et andet objekt, der brænder højt op i Jordens atmosfære.
på trods af mange undersøgelser har det endelige bevis for, hvilken oprindelse der er korrekt, været undvigende indtil nu.
et problem er, at intet slagkrater fra noget objekt, der rammer jorden i området, er blevet identificeret som kilden til glasset. En anden var manglen på tegn på skader fra højtryksstødbølger forårsaget af enhver påvirkning.
bevis for påvirkning
vores forskning, offentliggjort i tidsskriftet Geologi, rapporterer det første bevis på højtryksskader, der viser glasset dannet under en meteoritpåvirkning.
Meteoritpåvirkninger og luftbrud er begge katastrofale begivenheder. Store meteoritpåvirkninger, som den, der dræbte dinosaurerne for mere end 65 millioner år siden, er sjældne.
men luftudbrud forekommer hyppigere. En airburst over Chelyabinsk, Rusland, i 2013 forårsagede omfattende materielle skader og sårede mennesker.
Chelyabinsk airburst deponerede 0,5 megaton energi i himlen. På trods af skaden forårsagede denne begivenhed ikke smelte-eller stødskader.
i modsætning hertil menes Libysk ørkenglas af nogle at være forårsaget af en 100-megaton airburst, en begivenhed 200 gange større end den russiske airburst.
airburst-ideen opstod fra modellering af atmosfæriske nukleare eksplosioner. Som en atombombe deponerer en stor airburst energi i atmosfæren, der kan smelte overfladematerialer. Og en airburst efterlader ikke et krater.
‘rygepistolen’
den nye “rygepistol” til forståelse af oprindelsen af Det Libyske ørkenglas er bevis på et usædvanligt mineral kaldet reidite. Reidit dannes kun under en meteoritpåvirkning, når atomer i mineralcircon tvinges ind i et strammere arrangement.
sådanne højtryksmineraler er et kendetegn for en meteoritpåvirkning og dannes ikke under luftbrud.
Sircon er et almindeligt mineral i granit, sandsten og andre klippetyper. Det er kendt fra Jorden, Månen, Mars og forskellige meteoritter. Det bruges i vid udstrækning til dating når der dannes klipper.
Sircon er også nyttigt, når man søger efter tegn på støddeformation forårsaget af en meteoritpåvirkning. Ved lav stødintensitet deformeres sircon ved bøjning af krystallen. Det er som at bøje en plastisk ske til det punkt, hvor den deformeres, men ikke går i stykker.
efterhånden som stødintensiteten øges, reagerer sircon yderligere på flere unikke måder, og ved ekstreme tryk dannes reidit.
hvis klipperne så bliver varme, vil sircon omkrystallisere. Dette resulterer i dannelsen af et netværk af nye, små sammenlåsende korn. Over 1.700 kr. bryder i sidste ende ned til Krona.
Libysk ørkenglas indeholder mange sirkonkorn, alle mindre end bredden af et menneskehår. Mens de fleste reagerede på sirconia på grund af varmen, bevarer omkring 10% bevis for tidligere reidit. Men sagen er, reidite er ikke længere til stede.
Reidite er ikke stabil, når den er varm, og vender tilbage til sircon over 1.200 liter. Det bliver kun bevaret, hvis chokerede klipper ikke smelter. Så det kræver en specialiseret teknik kaldet electron backscatter diffraction for at finde ud af, om reidite engang eksisterede i chokerede cirkler, der blev varme.
nøglen til at finde bevis for tidligere reidit ligger i at analysere krystalorienteringerne af de små sammenlåsende korn i omvendt cirkel.
i lighed med at dreje en Rubiks terning sker den indledende transformation til reidit langs specifikke retninger i en cirkonkrystal. Når reidite skifter tilbage til sircon, efterlader det et fingeraftryk af dets eksistens, der kan detekteres gennem orienteringsanalyse.
og vi fandt reidite-fingeraftrykket i prøver af Det Libyske ørkenglas. Vi undersøgte korn fra syv prøver, og det kritiske krystalorienteringsbevis for tidligere reidit var til stede i hver prøve.
kredit: Aaron J Cavosie, forfatter forudsat
en meteorpåvirkning
Reidite er sjælden og rapporteres kun fra meteoritpåvirkningssteder. Det findes i materiale udstødt fra kratere og i chokerede klipper ved kratere.
tidligere undersøgelser har fundet tegn på tidligere reidit i sircon fra slagsmeltning, svarende til hvordan det blev identificeret i libysk ørkenglas.
en 100 megaton airburst bør forekomme hvert 10.000 år. Hvis denne størrelsesbegivenhed formodes at have fået Libysk ørkenglas til at dannes, understøtter den geologiske optegnelse ikke ideen. Reidite-fingeraftrykket peger på en meteorpåvirkning som den eneste mulighed.