Mistero di vetro del deserto libico risolto

Nel deserto remoto dell’Egitto occidentale, vicino al confine libico, si trovano indizi di un antico cataclisma cosmico.

Libyan desert glass è il nome dato a frammenti di vetro giallo canarino trovati sparsi per centinaia di chilometri, tra gigantesche dune di sabbia mutevoli.

L’interesse per il vetro del deserto libico risale a più di 3.000 anni fa. Tra gli oggetti recuperati dalla camera funeraria di King Tut c’è una corazza dorata e tempestata di gioielli. Al centro si trova un bellissimo scarabeo, scolpito nel vetro del deserto libico.

Il vetro del deserto libico – grezzo e intagliato – è facilmente disponibile oggi, ma il modo in cui il vetro si è formato ha a lungo perplesso gli scienziati.

La nostra ricerca ha trovato la risposta.

Il calore è acceso

Gli studi mostrano che il vetro del deserto libico si è formato circa 29 milioni di anni fa. Il vetro è silice quasi pura, che richiede temperature superiori a 1.600℃ per formare, e che è più caldo di qualsiasi roccia ignea sulla Terra.

Ma poche reliquie minerali sopravvissero da qualsiasi cosa causasse la fusione. All’interno del vetro sono rare occorrenze di minerali ad alta temperatura, tra cui una forma di quarzo chiamato cristobalite.

Ci sono anche grani dello zircone minerale, sebbene la maggior parte abbia reagito per formare un minerale a temperatura più elevata chiamato zirconia.

Le idee su come il vetro si forma includono la fusione durante l’impatto di un meteorite o la fusione causata da un’esplosione aerea da un asteroide o da un altro oggetto che brucia in alto nell’atmosfera terrestre.

Nonostante molti studi, la prova definitiva su quale origine sia corretta è stata elusiva, fino ad ora.

Un problema è che nessun cratere da impatto da qualsiasi oggetto che colpisce il suolo nella zona è stato identificato come la fonte del vetro. Un altro era la mancanza di prove di danni da onde d’urto ad alta pressione causate da qualsiasi impatto.

Prove di impatto

La nostra ricerca, pubblicata sulla rivista Geology, riporta le prime prove di danni ad alta pressione, mostrando il vetro formatosi durante un impatto con un meteorite.

Gli impatti di meteoriti e le esplosioni aeree sono entrambi eventi catastrofici. I grandi impatti di meteoriti, come quello che uccise i dinosauri più di 65 milioni di anni fa, sono rari.

Ma le esplosioni aeree si verificano più frequentemente. Un’esplosione aerea su Chelyabinsk, in Russia, nel 2013 ha causato ingenti danni alla proprietà e feriti.

L’airburst di Chelyabinsk ha depositato 0,5 megatoni di energia nel cielo. Nonostante il danno, quell’evento non ha causato danni da fusione o shock.

Al contrario, alcuni ritengono che il vetro del deserto libico sia stato causato da un’esplosione aerea di 100 megatoni, un evento 200 volte più grande dell’esplosione aerea russa.

L’idea dell’airburst è nata dalla modellazione di esplosioni nucleari atmosferiche. Come una bomba nucleare, una grande esplosione aerea deposita energia nell’atmosfera che può fondere i materiali superficiali. E un’esplosione aerea non lascia un cratere.

La “pistola fumante”

La nuova “pistola fumante” per comprendere l’origine del vetro del deserto libico è la prova di un minerale insolito chiamato reidite. Reidite si forma solo durante un impatto meteorite, quando gli atomi nello zircone minerale sono costretti in una disposizione più stretta.

Tali minerali ad alta pressione sono un segno distintivo dell’impatto di un meteorite e non si formano durante le esplosioni aeree.

Lo zircone è un minerale comune in granito, arenaria e altri tipi di roccia. È noto dalla Terra, dalla Luna, da Marte e da vari meteoriti. È ampiamente usato per incontri quando rocce formate.

Lo zircone è utile anche quando si cercano prove di deformazione da shock causata da un impatto di meteorite. A bassa intensità di scossa, lo zircone si deforma piegando il cristallo. È come piegare un cucchiaio di plastica al punto in cui si deforma ma non si rompe.

All’aumentare dell’intensità dello shock, zircon risponde ulteriormente in diversi modi unici e a pressioni estreme, si forma reidite.

Se le rocce diventano calde, lo zircone si ricristallizzerà. Ciò si traduce nella formazione di una rete di nuovi, minuscoli grani ad incastro. Sopra 1.700 ℃ zircone in ultima analisi, si rompe a zirconia.

Il vetro del deserto libico contiene molti grani di zircone, tutti più piccoli della larghezza di un capello umano. Mentre la maggior parte ha reagito alla zirconia a causa del calore, circa il 10% conserva la prova dell’ex reidite. Ma il fatto è che reidite non è più presente.

Reidite non è stabile quando è caldo, e ritorna a zircone sopra 1,200℃. Si conserva solo se le rocce scioccate non si sciolgono. Quindi ci vuole una tecnica specializzata chiamata diffrazione di retrodiffusione elettronica per capire se reidite esistesse una volta in zirconi scioccati che si scaldavano.

La chiave per trovare prove di ex reidite sta nell’analisi degli orientamenti cristallini dei minuscoli grani ad incastro in zircone invertito.

Simile a trasformare un cubo di Rubik, la trasformazione iniziale in reidite avviene lungo direzioni specifiche in un cristallo zircone. Quando reidite torna a zircon, lascia un’impronta digitale della sua esistenza che può essere rilevata attraverso l’analisi dell’orientamento.

E abbiamo trovato l’impronta digitale di reidite in campioni del vetro del deserto libico. Abbiamo esaminato grani zircone da sette campioni e la prova critica orientamento cristallo di ex reidite era presente in ogni campione.

Un impatto meteorico

Reidite è raro e riportato solo da siti di impatto meteorite. Si trova nel materiale espulso dai crateri e nelle rocce scioccate ai crateri.

Studi precedenti hanno trovato prove di ex reidite all’interno di zircone da fusione di impatto, simile a come è stato identificato nel vetro del deserto libico.

Un airburst da 100 megatoni dovrebbe verificarsi ogni 10.000 anni. Se si suppone che questo evento di dimensioni abbia causato la formazione del vetro del deserto libico, il record geologico non supporta l’idea. L’impronta digitale di reidite indica un impatto meteorico come unica opzione.