En el remoto desierto del oeste de Egipto, cerca de la frontera con Libia, se encuentran pistas de un antiguo cataclismo cósmico.
Vidrio del desierto libio es el nombre dado a fragmentos de vidrio amarillo canario que se encuentran dispersos a lo largo de cientos de kilómetros, entre dunas de arena gigantes y cambiantes.
El interés en el vidrio del desierto libio se remonta a más de 3.000 años. Entre los objetos recuperados de la cámara funeraria del rey Tuté hay una coraza con incrustaciones de oro y joyas. En el centro se encuentra un hermoso escarabajo, tallado en vidrio del desierto de Libia.
El vidrio del desierto libio, crudo y tallado, está fácilmente disponible hoy en día, pero la forma en que se formó el vidrio ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo.
Nuestra investigación ha encontrado la respuesta.
El calor está encendido
Los estudios muestran que el vidrio del desierto de Libia se formó hace unos 29 millones de años. El vidrio es sílice casi pura, que requiere temperaturas superiores a 1,600℃ para formarse, y que es más caliente que cualquier roca ígnea en la Tierra.
: Aaron J Cavosie
Pero pocas reliquias minerales sobrevivieron de lo que causó la fusión. Dentro del vidrio hay raras apariciones de minerales de alta temperatura, incluida una forma de cuarzo llamada cristobalita.
También hay granos del mineral zirconia, aunque la mayoría han reaccionado para formar un mineral de mayor temperatura llamado zirconia.
Las ideas sobre cómo se formó el vidrio incluyen el derretimiento durante el impacto de un meteorito, o el derretimiento causado por una explosión de aire de un asteroide u otro objeto que se quema en lo alto de la atmósfera de la Tierra.
A pesar de muchos estudios, la prueba definitiva sobre qué origen es correcto ha sido esquiva, hasta ahora.
Un problema es que no se ha identificado ningún cráter de impacto de ningún objeto que golpee el suelo en la zona como fuente del vidrio. Otra fue la falta de pruebas de daños causados por ondas de choque de alta presión causadas por cualquier impacto.
Evidencia de impacto
Nuestra investigación, publicada en la revista Geology, reporta la primera evidencia de daño a alta presión, mostrando el vidrio formado durante el impacto de un meteorito.
Los impactos de meteoritos y las explosiones de aire son eventos catastróficos. Los grandes impactos de meteoritos, como el que mató a los dinosaurios hace más de 65 millones de años, son raros.
Pero las explosiones de aire ocurren con más frecuencia. Un estallido aéreo sobre Cheliábinsk, Rusia, en 2013 causó grandes daños a la propiedad y heridos.
El estallido de aire de Chelyabinsk depositó 0,5 megatones de energía en el cielo. A pesar de los daños, ese evento no causó daños por fusión o choque.
En contraste, se cree que el vidrio del desierto libio fue causado por una explosión de aire de 100 megatones, un evento 200 veces más grande que la explosión de aire rusa.
La idea del estallido de aire surgió de la modelización de explosiones nucleares atmosféricas. Al igual que una bomba nuclear, una gran explosión de aire deposita energía en la atmósfera que puede derretir los materiales de la superficie. Y una explosión de aire no deja un cráter.
La «pistola humeante»
La nueva «pistola humeante» para comprender el origen del vidrio del desierto libio es evidencia de un mineral inusual llamado reidita. La reidita solo se forma durante el impacto de un meteorito, cuando los átomos en el circón mineral son forzados a una disposición más ajustada.
Estos minerales de alta presión son el sello distintivo de un impacto de meteorito y no se forman durante las explosiones de aire.
El circón es un mineral común en granito, arenisca y otros tipos de rocas. Se conoce de la Tierra, la Luna, Marte y varios meteoritos. Es ampliamente utilizado para datar cuando se formaron rocas.
El circón también es útil cuando se busca evidencia de deformación por choque causada por un impacto de meteorito. A baja intensidad de choque, el circón se deforma doblando el cristal. Es como doblar una cuchara de plástico hasta el punto en que se deforma pero no se rompe.
A medida que aumenta la intensidad del choque, el circón responde aún más de varias maneras únicas y a presiones extremas, se forma reidite.
Si las rocas se calientan, el circón se recristalizará. Esto resulta en la formación de una red de granos nuevos y diminutos entrelazados. Por encima de 1,700℃, el circón finalmente se descompone en circonia.
El vidrio del desierto libio contiene muchos granos de circón, todos más pequeños que el ancho de un cabello humano. Aunque la mayoría reaccionó a la zirconia debido al calor, aproximadamente el 10% conserva evidencia de la antigua reidita. Pero la cosa es que Reidite ya no está presente.
Reidite no es estable cuando está caliente, y vuelve a circón por encima de 1,200℃. Solo se conserva si las rocas impactadas no se derriten. Así que se necesita una técnica especializada llamada difracción de retrodispersión de electrones para determinar si reidite existió alguna vez en circones conmocionados que se calentaron.
La clave para encontrar evidencia de la antigua reidita radica en analizar la orientación cristalina de los pequeños granos entrelazados en circón revertido.
Similar a girar un cubo de Rubik, la transformación inicial a reidita se produce a lo largo de direcciones específicas en un cristal de circón. Cuando reidite cambia de nuevo a circón, deja una huella digital de su existencia que se puede detectar a través del análisis de orientación.
Y encontramos la huella dactilar de reidite en muestras del vidrio del desierto libio. Examinamos granos de circón de siete muestras y la evidencia crítica de orientación cristalina de la antigua reidita estaba presente en cada muestra.
Crédito: Aaron J Cavosie, Autor proporcionado
Un impacto de meteorito
Reidite es raro y solo se informa de los sitios de impacto de meteoritos. Se encuentra en material expulsado de cráteres y en rocas conmocionadas en cráteres.
Estudios previos han encontrado evidencia de ex reidita dentro del circón de la fusión por impacto, similar a la forma en que se identificó en el vidrio del desierto de Libia.
Una explosión de aire de 100 megatones debería ocurrir cada 10.000 años. Si se supone que este evento de tamaño causó la formación de vidrio del desierto libio, el registro geológico no respalda la idea. La huella dactilar de reidite apunta a un impacto de meteorito como la única opción.