Aby zapewnić najwyższą jakość usług wykorzystujemy informacje przechowywane w przeglądarce internetowej. Sprawdź cel, warunki przechowywania lub dostępu do nich w polityce prywatności
Są tematy, którymi nauka o Ziemi zajmuje się trochę po macoszemu. Ich poznanie czasem jest trudne, ale przecież mamy XXI wiek i takie narzędzia naukowe, które powinny wystarczyć do wyjaśnienia zjawisk, które miały miejsce przed milionami lat. Jednym z nich jest rozwikłanie zagadki dotyczącej powstania szkła libijskiego.
Samo odkrycie naturalnego szkliwa przy granicy egipsko-libijskiej zawdzięczamy przypadkowi. W grudniu 1932 roku Patrick A. Clayton (6) pośród morza piasków przypadkowo znalazł miejsce, gdzie można było znaleźć grudki naturalnego szkliwa. Były one barwy biało-żółtej, ale zdarzały się białe, a także ciemnozielone i prawie czarne. Większość z nich była przezroczysta lub przeświecająca, ale trafiały się również takie, przez które światło nie przenikało. Waga ich przeważnie nie przekraczała 100 g , ale zdarzały się i takie, które ważyły ponad 10 kg. Po powrocie do Anglii wiadomość o odkryciu zamieścił w londyńskim The Geographic Journal. Wbrew pozorom publikacja ta nie wzbudziła zbyt dużego zainteresowania. Po dwóch latach Clayton zorganizował drugą ekspedycję , podczas której zebrał znaczne ilości okazów . Część z nich po powrocie do Londynu wystawiono w British Museum , a część przeznaczono do badań naukowych.
Po tym zapomniano o szkle libijskim na długie lata. Na pytanie, w jaki sposób powstało to naturalne szkliwo, w tym czasie były dwie odpowiedzi. Jedna, że jest to jeden z rodzajów tektytów, druga, że przedstawiciele dawnych kultur przewieźli odpady z produkcji szkła, która rzekomo miała się odbywać w północnej Afryce. Obie hipotezy pochodzenia szkliwa nie były poparte oczywiście żadnymi dowodami. No, może jednym. Na niektórych grudkach szkła można było zauważyć ślady obróbki . Jak ustalono później były to narzędzia i talizmany z epoki neolitu, do produkcji których wykorzystano szkliwo. Ale w neolicie huta szkła?
Do badań nad pochodzeniem szkła libijskiego powrócono na przełomie wieków. Niebawem wykluczono, że szkło libijskie jest pochodzenia wulkanicznego. Brak oznak wulkanizmu w bliższej i dalszej okolicy oraz zbyt mała ilość H2O w badanych grudkach w porównaniu z obsydianem nie pozwolił na uznanie ich za produkt zestalenia się wyrzucanej magmy z krateru wulkanu. Są to różnice bardzo znaczące, bo obsydian, czyli szkliwo wulkaniczne ma w swoim składzie około 1% wody, gdy w szkle libijskim jest jej około 0,1 % , a w tektytach jeszcze mniej, bo około 0,005%. Między innymi i z tego powodu należy chyba wykluczyć, że szkliwo to jest tektytem. Nie znaleziono ponadto nawet w odległych rejonach północno-wschodniej Afryki krateru uderzeniowego jakiegoś dużego ciała kosmicznego, planetoidy lub komety.
Badania przeprowadzone pod koniec lat dziewięćdziesiątych XX wieku dały jednocześnie nieoczekiwane wyniki. Szkło libijskie składa się w co najmniej 97% z krzemionki SiO2 , a pozostałe 3 % tworzą tlenki Al., Fe, Ti, Zr Co oraz Mg.(2) I to nie jest dziwne, bo podobne szkło Darwina z Tasmanii ma skład zbliżony: SiO2 - do 94 % , a pozostałe 6 % to tlenki Al, Ti, Fe, Mg i K2O. Sensacją stało się znalezienie w szkliwach inkluzji o średnicy od 0,1 mm do 2 mm , które okazały się kryształami cristobalitu i trydymitu.(5) Oprócz skrystalizowanej krzemionki w postaci tych minerałów znaleziono mikrokryształy wollastonitu i baddeleyitu (1) Wszystkie te kryształy powstają w wysokich temperaturach, a niektóre z nich i przy dużych ciśnieniach. Równocześnie w miejscach, gdzie znaleziono najwięcej grudek szkliwa stwierdzono w otaczających je białych piaskowcach coesyt i stiszowit. To, że była to sensacja naukowa mogą świadczyć warunki w jakich powstają te krzemionkowe minerały . Coesyt krystalizuje w temperaturze około 700 oC i przy ciśnieniu 40 000 at !, a stiszowit w temperaturze 1200 - 1400oC i ciśnieniu 160 000 at !. Obok nich można było znaleźć także mikroziarna diamentu , moissanitu i ilmenitu magnezowego. (1) Nie mogły więc one powstać bez udziału uderzenia materii z kosmosu w piaskowce, i to uderzenia o bardzo dużej energii. Jednocześnie wykluczono, że były to duże bolidy, bo nie znaleziono żadnych wielkich śladów odkształceń skał. Masa szkła libijskiego , które występuje na ponad 4 000 km2 szacowana jest na około 1,4 x 109 g.(2). Gdyby dodać do tego nieznaną masę, która znajduje się pod powierzchnią piasków oraz masę, która została przez ponad 28,5 mln lat / bo na tyle szacowany jest wiek szkliwa/ rozpuszczona lub zamieniona na pył prze erozję, to energia , która spowodowała powstanie szkła była ogromna. Wielki zatem powinien być "gość" z kosmosu, a co za tym idzie olbrzymi krater, ślad po uderzeniu. Takiego nie znaleziono.
Dalsze badania skał z tego rejonu wykazały, że znajdują się w nich znacznie większe ilości irydu , niklu i chromu niż przeciętna ich zawartość w skorupie ziemskiej (1), co przy braku w okolicach aktywności magmowej jest jednoznacznie dowodem na uderzenie meteorytu w te skały, podczas którego do skał przejmujących uderzenie dostają się te pierwiastki. Dla przykładu średni udział irydu w skorupie ziemskiej wynosi 0,02 ppb /części na miliard/ , meteoryty /chondryty/ zawierają od 400 do 800 ppb irydu, a w skałach otaczających miejsce występowania szkła libijskiego te ilości wahały się od 1,6 do 2,1 ppb. Wszystkie te wielkości w stosunku do siebie są nieporównywalne. Zresztą podobne wielkości stwierdzono przy badaniu równie zagadkowego jak szkło libijskie, szkła Darwina z Tasmanii(3). Nikt nie potrafił wyjaśnić tych wykluczających się wyników badań . Poznanie mechanizmu powstania szkła libijskiego zostało po raz kolejny odłożone. W 2003 roku Philippe Paillou z Uniwersyteckiego Obserwatorium w Bordeaux rutynowo analizował zdjęcia radarowe wykonane przez satelitę Landsat i ku swojemu zdziwieniu odkrył na obszarze 5000 km2 w południowo-zachodnim Egipcie, w części Sahary zwanej Wielkim Morzem Piasku 100 kraterów, których średnice wynoszą od 20 m do 2 kilometrów.(8)
A trzeba wiedzieć, że wyposażenie radarowe satelitów w urządzenia pomiarowe z wykorzystaniem radarów /interferometria radarowa/ umożliwia , w odróżnieniu od optycznych czujników promieniowania elektromagnetycznego, rejestrację zarówno amplitudy, jak i fazy fali odbitej. Fale wysyłane przez radar pokładowy są o bardzo dużej częstotliwości / kilka miliardów cykli na sekundę/, można więc mierzyć obiekty na ziemi z dokładnością do ... kilku mm! Kratery te z powierzchni ziemi nie były widoczne, gdyż w tym rejonie wysokość wydm sięga 150 m, a długości kilkunastu kilometrów. Między wydmami ciągną się przejścia o szerokości 3-4 kilometrów. Jak w takim krajobrazie można dostrzec kratery o średnicy 20 m?
Dusza badacza spowodowała, że Paillou już w lutym 2004 roku zorganizował francusko-egipską wyprawę, której celem było dotarcie i zbadanie miejsca występowania kraterów. Udało mu się znaleźć 13 z nich i na podstawie wstępnych badan przedstawić tezę, że szkło libijskie powstało podczas jednoczesnego upadku na ten teren 2 lub więcej asteroidów, które rozpadły się przy wejściu w atmosferę ziemską na kilkaset elementów i stanowi końcowy produkt zestalenia się stopionych piaskowców w okolicach kraterów.
A może te bolidy zderzyły się ze sobą tuż nad powierzchnią Ziemi?. Paillou wykluczył jednocześnie, by powstanie szkła libijskiego mogło być skutkiem upadku jednego obiektu kosmicznego. Wstępne pomiary na badanym terenie pozwoliły wysnuć przypuszczenie, że stało się to przed 50 mln lat, czyli uległby weryfikacji i czas powstania szkła libijskiego(8). Po ogłoszeniu wyników badan Paillou zapowiedział, że po powrocie z następnej planowanej wyprawy w ten rejon przedstawi bardziej udokumentowaną hipotezę powstania szkła libijskiego i mechanizm tego procesu. Czyżby kolejna zagadka przyrody została na naszych oczach rozwiązana? Czy rzeczywiście szkło libijskie jest impaktytem?
tekst i zdjęcia: Ryszard Juśkiewicz
Bibliografia:
(1) Barakat Aly A.- "Meteorytowe pierwiastki w brekcji piaskowca z obszaru szkliwa Pustyni Libijskiej" - Meteoryt nr 4/2003r.
(2)Frischat G.H., Heine G. , Muller B., Weeks R. A. -"Mystery of the Libyan desert glasses" - Phys.Chem. Glasses vol.42 nr 3 -2001r.
(2)Horward K.T. - "Geochemical systematics in Darwin impact glass" - School of Earth Sciente - University of Tasmania
(4)Martino M.Di, Orti L., Matassoni L., Morelli M., Serra R., Buzzigoli A. - "Non - impackt origin of the crater field In the Gilf Kebir Region"
(5)McHone J.f., Killgore M., Kudryavcev A. - Astro and solar system Physies Program, Departament of Physics University of Alabama at Birgimgham "Cristobalite inclusions in Libyan desert glass confirmation oifusing raman spectroscopy"
(6) Michele de Vinzenzo, Serra Romano - "Szkliwo Pustyni Libijskiej - klejnoty pustyni" - Meteoryt nr 2 /1997
(7) Roccia R., Robin E., Frohlich F.,Meon H.,Froget L., Diemer E. - "L'arigine des verres du desert libyque un impact meteoritique" C.r. Acad.sci. Ser.2 vol.322 nr 10 1996r.
(8) Walter J. "Largest ever field of impact craters uncovered" - New Scientist
Nie pokazuj więcej
Samo odkrycie naturalnego szkliwa przy granicy egipsko-libijskiej zawdzięczamy przypadkowi. W grudniu 1932 roku Patrick A. Clayton (6) pośród morza piasków przypadkowo znalazł miejsce, gdzie można było znaleźć grudki naturalnego szkliwa. Były one barwy biało-żółtej, ale zdarzały się białe, a także ciemnozielone i prawie czarne. Większość z nich była przezroczysta lub przeświecająca, ale trafiały się również takie, przez które światło nie przenikało. Waga ich przeważnie nie przekraczała 100 g , ale zdarzały się i takie, które ważyły ponad 10 kg. Po powrocie do Anglii wiadomość o odkryciu zamieścił w londyńskim The Geographic Journal. Wbrew pozorom publikacja ta nie wzbudziła zbyt dużego zainteresowania. Po dwóch latach Clayton zorganizował drugą ekspedycję , podczas której zebrał znaczne ilości okazów . Część z nich po powrocie do Londynu wystawiono w British Museum , a część przeznaczono do badań naukowych.
Do badań nad pochodzeniem szkła libijskiego powrócono na przełomie wieków. Niebawem wykluczono, że szkło libijskie jest pochodzenia wulkanicznego. Brak oznak wulkanizmu w bliższej i dalszej okolicy oraz zbyt mała ilość H2O w badanych grudkach w porównaniu z obsydianem nie pozwolił na uznanie ich za produkt zestalenia się wyrzucanej magmy z krateru wulkanu. Są to różnice bardzo znaczące, bo obsydian, czyli szkliwo wulkaniczne ma w swoim składzie około 1% wody, gdy w szkle libijskim jest jej około 0,1 % , a w tektytach jeszcze mniej, bo około 0,005%. Między innymi i z tego powodu należy chyba wykluczyć, że szkliwo to jest tektytem. Nie znaleziono ponadto nawet w odległych rejonach północno-wschodniej Afryki krateru uderzeniowego jakiegoś dużego ciała kosmicznego, planetoidy lub komety.
Badania przeprowadzone pod koniec lat dziewięćdziesiątych XX wieku dały jednocześnie nieoczekiwane wyniki. Szkło libijskie składa się w co najmniej 97% z krzemionki SiO2 , a pozostałe 3 % tworzą tlenki Al., Fe, Ti, Zr Co oraz Mg.(2)
Masa szkła libijskiego , które występuje na ponad 4 000 km2 szacowana jest na około 1,4 x 109 g.(2). Gdyby dodać do tego nieznaną masę, która znajduje się pod powierzchnią piasków oraz masę, która została przez ponad 28,5 mln lat / bo na tyle szacowany jest wiek szkliwa/ rozpuszczona lub zamieniona na pył prze erozję, to energia , która spowodowała powstanie szkła była ogromna. Wielki zatem powinien być "gość" z kosmosu, a co za tym idzie olbrzymi krater, ślad po uderzeniu. Takiego nie znaleziono.
A trzeba wiedzieć, że wyposażenie radarowe satelitów w urządzenia pomiarowe z wykorzystaniem radarów /interferometria radarowa/ umożliwia , w odróżnieniu od optycznych czujników promieniowania elektromagnetycznego, rejestrację zarówno amplitudy, jak i fazy fali odbitej. Fale wysyłane przez radar pokładowy są o bardzo dużej częstotliwości / kilka miliardów cykli na sekundę/, można więc mierzyć obiekty na ziemi z dokładnością do ... kilku mm! Kratery te z powierzchni ziemi nie były widoczne, gdyż w tym rejonie wysokość wydm sięga 150 m, a długości kilkunastu kilometrów. Między wydmami ciągną się przejścia o szerokości 3-4 kilometrów. Jak w takim krajobrazie można dostrzec kratery o średnicy 20 m?
A może te bolidy zderzyły się ze sobą tuż nad powierzchnią Ziemi?. Paillou wykluczył jednocześnie, by powstanie szkła libijskiego mogło być skutkiem upadku jednego obiektu kosmicznego. Wstępne pomiary na badanym terenie pozwoliły wysnuć przypuszczenie, że stało się to przed 50 mln lat, czyli uległby weryfikacji i czas powstania szkła libijskiego(8). Po ogłoszeniu wyników badan Paillou zapowiedział, że po powrocie z następnej planowanej wyprawy w ten rejon przedstawi bardziej udokumentowaną hipotezę powstania szkła libijskiego i mechanizm tego procesu. Czyżby kolejna zagadka przyrody została na naszych oczach rozwiązana? Czy rzeczywiście szkło libijskie jest impaktytem?