Libijska tajemnica szkła pustynnego rozwiązana

na odległej pustyni w zachodnim Egipcie, w pobliżu granicy z Libią, leżą ślady starożytnego kosmicznego kataklizmu.

Libijskie szkło pustynne to nazwa nadana fragmentom kanaryjsko-żółtego szkła znalezionym na przestrzeni setek kilometrów, pomiędzy gigantycznymi ruchomymi wydmami.

zainteresowanie Libijskim szkłem pustynnym sięga ponad 3000 lat wstecz. Wśród przedmiotów Odzyskanych z komory grobowej Króla tuta znajduje się złoty i inkrustowany klejnotami napierśnik. W centrum znajduje się piękny skarabeusz, wyrzeźbiony z libijskiego szkła pustynnego.

Libijskie szkło pustynne – surowe i rzeźbione – jest dziś łatwo dostępne, ale sposób formowania szkła od dawna zastanawiał naukowców.

nasze badania znalazły odpowiedź.

upał trwa

badania pokazują, że Libijskie szkło pustynne powstało około 29 milionów lat temu. Szkło jest prawie czystą krzemionką, która wymaga temperatur powyżej 1600℃ do utworzenia, a to jest gorętsze niż jakakolwiek skała magmowa na Ziemi.

ale niewiele minerałów przetrwało z tego, co spowodowało topnienie. W szkle występują rzadkie minerały wysokotemperaturowe, w tym forma kwarcu zwana cristobalitem.

istnieją również ziarna mineralnego cyrkonu, chociaż większość z nich zareagowała, tworząc minerał o wyższej temperaturze zwany cyrkonią.

pomysły na to, jak powstaje szkło, obejmują topnienie podczas uderzenia meteorytu lub topnienie spowodowane przez wybuch powietrza z asteroidy lub innego obiektu płonącego wysoko w ziemskiej atmosferze.

pomimo wielu badań, ostateczne dowody na to, które pochodzenie jest prawidłowe, były do tej pory nieuchwytne.

jednym z problemów jest to, że żaden krater uderzeniowy z jakiegokolwiek obiektu uderzającego w ziemię w tym obszarze nie został zidentyfikowany jako źródło szkła. Innym był Brak dowodów na uszkodzenia spowodowane przez wysokociśnieniowe fale uderzeniowe spowodowane jakimkolwiek uderzeniem.

dowody uderzenia

nasze badania, opublikowane w czasopiśmie Geology, donoszą o pierwszych dowodach uszkodzeń pod wysokim ciśnieniem, pokazujących szkło powstałe podczas uderzenia meteorytu.

uderzenia meteorytu i wybuchy powietrza są katastrofalne. Duże uderzenia meteorytu, takie jak ten, który zabił dinozaury ponad 65 milionów lat temu, są rzadkie.

ale wybuchy powietrza występują częściej. Wybuch powietrza nad Czelabińskiem w Rosji w 2013 r. spowodował rozległe uszkodzenia mienia i rannych ludzi.

wybuch w Czelabińsku zdeponował w niebo 0,5 Megaton energii. Pomimo uszkodzeń, zdarzenie to nie spowodowało topnienia ani wstrząsu.

w przeciwieństwie do tego, Libijskie szkło pustynne jest uważane przez niektórych za spowodowane przez wybuch 100-megatonowy, Zdarzenie 200 razy większe niż wybuch rosyjski.

pomysł odpalenia powstał w wyniku modelowania atmosferycznych wybuchów jądrowych. Podobnie jak bomba atomowa, duży wybuch powietrza gromadzi energię w atmosferze, która może stopić materiały powierzchniowe. A wybuch powietrza nie opuszcza krateru.

„dymiący Pistolet”

nowy „dymiący Pistolet” do zrozumienia pochodzenia libijskiego szkła pustynnego jest dowodem niezwykłego minerału zwanego reidytem. Reidyt tworzy się tylko podczas uderzenia meteorytu, gdy atomy w cyrkonie mineralnym są zmuszone do ściślejszego ułożenia.

takie minerały wysokociśnieniowe są znakiem rozpoznawczym uderzenia meteorytu i nie powstają podczas wybuchów powietrza.

cyrkon jest powszechnym minerałem w granicie, piaskowcu i innych rodzajach skał. Znany jest z Ziemi, Księżyca, Marsa i różnych meteorytów. Jest szeroko stosowany do datowania, gdy powstają skały.

cyrkon jest również przydatny podczas wyszukiwania dowodów na deformację wstrząsu spowodowaną uderzeniem meteorytu. Przy niskiej intensywności wstrząsów cyrkon odkształca się poprzez zginanie kryształu. To jest jak zginanie plastikowej łyżki do punktu, w którym odkształca się, ale nie pęka.

wraz ze wzrostem intensywności wstrząsów cyrkon reaguje na kilka unikalnych sposobów, a przy ekstremalnych ciśnieniach tworzy się reidite.

jeśli skały się nagrzewają, cyrkon ulegnie rekrystalizacji. Powoduje to powstanie sieci nowych, drobnych ziarenek. Powyżej 1700℃ cyrkon ostatecznie rozkłada się na cyrkon.

Libijskie szkło pustynne zawiera wiele ziaren cyrkonu, wszystkie mniejsze niż szerokość ludzkiego włosa. Podczas gdy większość reaguje na cyrkonie z powodu ciepła, około 10% zachowuje ślady dawnego reidytu. Ale chodzi o to, że reidite nie jest już obecny.

Reidite nie jest stabilny, gdy jest gorący i powraca do cyrkonu Powyżej 1200℃. Zachowuje się tylko wtedy, gdy wstrząśnięte skały nie topią się. Potrzeba więc specjalistycznej techniki zwanej dyfrakcją elektronów rozpraszania wstecznego, aby ustalić, czy reidite istniał kiedyś w wstrząśniętych cyrkonach, które się rozgrzały.

kluczem do znalezienia dowodów na istnienie dawnego reidytu jest analiza krystalicznych orientacji maleńkich, zazębiających się ziaren w odwróconej cyrkonie.

podobnie jak obracanie kostki Rubika, początkowa transformacja do reidytu zachodzi wzdłuż określonych kierunków w krysztale cyrkonu. Kiedy reidite zmienia się z powrotem na cyrkon, pozostawia odcisk palca swojego istnienia, który można wykryć poprzez analizę orientacji.

i znaleźliśmy odcisk reidite ’ a w próbkach libijskiego szkła pustynnego. Zbadaliśmy ziarna cyrkonu z siedmiu próbek i krytyczne dowody orientacji kryształu byłego reidytu były obecne w każdej próbce.

uderzenie meteorytu

Reidite jest rzadkie i zgłaszane tylko z miejsc uderzenia meteorytu. Występuje w materiale wyrzucanym z kraterów oraz w skałach w kraterach.

wcześniejsze badania wykazały ślady dawnego reidytu w cyrkonie z roztopu uderzeniowego, podobne do tego, jak został zidentyfikowany w libijskim szkle pustynnym.

100-megatonowy wybuch powietrza powinien następować co 10 000 lat. Jeśli to wydarzenie miało spowodować powstanie libijskiego szkła pustynnego, to zapis geologiczny nie popiera tego pomysłu. Odcisk palca reidite wskazuje na uderzenie meteorytu jako jedyną opcję.