“魔術球”沙漠玻璃“從天而降”,3000多年前就已出現玻璃?
1932年,一位名叫帕特里克·克萊頓的英國探險家帶領一支探險隊,深入撒哈拉沙漠。在利比亞沙漠上,克萊頓發現沙漠上散落著一些黃綠色的“石塊”。它們晶瑩剔透地呈現出玻璃質的樣子,看上去十分名貴。
1996年,意大利礦物學家文森佐·米歇爾在埃及博物館中偶然發現了沙漠玻璃的蹤跡。它不是單獨成為展品,而是作為珍寶,暗藏在古埃及法老的項鏈里。
圣甲蟲其實也就是通俗所說的屎殼郎,但它在古埃及可是一種崇高的象征符號,它象征了太陽。而法老項鏈的造型是一只飛向天空的圣甲蟲,這似乎意味著天空與沙漠玻璃存在某種聯系。難道早在3000多年前,前人就已經會制造玻璃了?
學化學的同學都知道,制造玻璃我們需要純堿、石英和石灰石作為原料在玻璃熔爐的高溫環境下發生復雜的化學反應,制得玻璃。通常用如下反應方程式表達:
SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2↑
SiO2+Na2CO3 = Na2SiO3+CO2↑
普通玻璃的化學組成是NaO·CaO·6SiO2。顯然,在3000多年前人類還不具備制造玻璃的能力和條件,那么利比亞沙漠玻璃,又是怎樣形成的呢?
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沙漠玻璃的特點
沙漠玻璃的特點非常奇特,是一種非常稀有的天然寶石。它的外觀呈綠色、黑色、棕色、黃色和綠褐色,有些長得像粗糙不平的玻璃碎片,而另一些則是更大、更平滑的碎片。
沙漠玻璃是一種非常耐用的物質,因其高硬度和抗腐蝕能力,因此被廣泛應用于制造珠寶和首飾。同時,它的成分中含有許多礦物質,如硅、鐵、鎂、鋁和鈣等,這使得沙漠玻璃成為了一種重要的地球科學研究材料。
此外,沙漠玻璃還可以用于判斷地球的歷史和氣候變化。由于它來源的特殊性和形成機制,沙漠玻璃可以用來推測以前的天氣情況和大氣環境。
為什么說它是世界上最純凈的天然玻璃?
它由98%的純硅組成,光是這么說是不是就已經覺得很厲害了?但是真正的科學是需要數據對比的,我們日常使用的玻璃——鈣納玻璃,它的氧化硅含量也僅在70%左右,還含有15%左右的氧化納和15%左右的氧化鈣;用于半導體、電光源、光導通信、激光等技術和光學儀器等高端技術所用到的石英玻璃和高氧硅玻璃的氧化硅含量也才在96%到99.5%之間,而且在早些年制作這樣的玻璃還是一件很困難事情,可是大自然輕輕松松地就做到了我們之前很難做到的事情。
02
沙漠玻璃形成的原因
沙漠玻璃最早發現于埃及西部的利比亞邊境地區,那里有著廣袤的沙漠,自然環境極為惡劣,而且幾乎沒有降雨,科學家們認為沙漠玻璃形成必須和這里的極端氣候有著密不可分的關系。
沙漠玻璃多呈圓形或橢圓形,尺寸從幾毫米到一米不等,被稱為“天坑”、“魔術球”、“沙漠芝麻街”等,它們是如何在沙漠中形成的呢?
科學家們的研究表明,沙漠玻璃的形成與隕石墜落有關。沙漠地區是世界上隕石墜落最頻繁的地帶之一,而這些隕石在高速墜落的過程中,會產生巨大的沖擊波,使地表內部物質發生高溫高壓化學反應,形成沙漠玻璃。
在這個過程中,隕石和周圍的大氣和地表物質相互作用,產生高溫高壓和等離子體等變化,使物質發生了化學反應。而這種化學反應所產生的物質在瞬間冷卻下來,形成了沙漠玻璃。科學家通過檢測沙漠玻璃的成分和結晶結構,確認了這種玻璃是由超高溫的碎片物質形成的。
沙漠玻璃的形成一般需要三個條件:高溫、超大氣壓和快速冷卻,而這三個條件在隕石墜落時恰好符合。絕大部分的沙漠玻璃是在一次或數次強大的隕石墜落后才產生的,然而,隕石墜落的頻率極低,導致沙漠玻璃的形成也非常罕見。事實上,沙漠玻璃的形成在整個地球上非常罕見,目前在世界范圍內,只記錄了不到三十處已知產沙漠玻璃的地方,其中最著名的是利比亞、澳大利亞和美國的新墨西哥州等地。
沙漠玻璃不僅有著珍貴的科學價值,還擁有高度的觀賞價值。沙漠玻璃的形態多變,顏色從透明到深綠,形狀也有圓形、橢圓形、不規則形等,給人們留下了深刻的印象。它不僅可以作為一種自然景觀,還可以用在珠寶、裝飾品和藝術品等方面,被不少藝術家、收藏家所青睞。
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如何辨別沙漠玻璃的真假?
1,利比亞隕石形成于大自然中,屬于沙漠中未經過篩選的石英砂,被墜落的巨大隕石沖擊融化而成的玻璃,故利比亞沖擊玻璃不如人工玻璃潔凈,一般內部均具有不少雜質,氣泡也非常之多,很多利比亞玻璃可見非常明顯的流淌痕跡,即流紋線,或者非常明顯的層理。
2,包裹體,80%的利比亞玻璃內部均含有非常明顯的包裹體,即小黑點或暗物質條帶,研究表明這些包裹體主要成分即為融化的隕石小碎片。
3,“氣印”,目前關于利比亞玻璃隕石氣印的來歷有不同看法,這種氣印主要來源于沙漠風化。95%的利比亞玻璃隕石表面都存在一定面積的氣印,即波浪狀連續指捏紋,這種“氣印”大小不一,非常連貫自然,這不是一般的人工作坊所能仿造出來的。目前,所有類別的隕石目前均屬于小眾產品,市場非常有限,故造假者也未形成氣候,均屬于小作坊作業,毫無技術可言,假貨極易辨認。例如假的捷克隕石,造型生硬死板,表面異常光滑,觀感極不自然,毫無美感可言。
4,利比亞沙漠玻璃是一種天然玻璃,由近98%的二氧化硅組成,他被加熱到1700才開始融化,而人工玻璃因添加物不同,熔點從500-1400不等。利比亞玻璃隕石在被加熱到500度時,即使立即丟入水中,也不會分解破裂,而人工玻璃不能超過300,特種玻璃也只能達到400左右。
5,由于利比亞玻璃在市場流通時間非常晚,進入中國也就是最近一兩年的事,而且價格偏低,這和假捷克隕石泛濫形成鮮明的對比。
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在新墨西哥州意外發現的沙漠玻璃:最可能的原因和研究的意義
在新墨西哥州的沙漠中,科學家們發現了一種極具特色的沙漠玻璃。這種沙漠玻璃的形成原因至今仍是科學家們探討的焦點。據推測,這種沙漠玻璃的形成原因可能與強大的空氣爆炸有關,而這一研究發現具有重要的意義。
了解沙漠玻璃的形成原因不僅僅有助于我們理解它的物理性質,而且還可以對地球的發展歷史提供一些有用的線索。有研究表明,這種沙漠玻璃的形成可能與天體撞擊有關。如果確實是這樣,那么這些沙漠玻璃就可能是地球上少數幾個可以了解與撞擊有關的事件的材料。
這種沙漠玻璃還有一些非常有用的應用價值。例如,這種沙漠玻璃中的含氧氧同位素比例可以用來推斷地球大氣層中氧氣與氮氣的比例。這對于了解地球的大氣層能夠提供非常有用的信息。此外,這種沙漠玻璃的成分和結構可以為火星探測任務提供借鑒,因為火星上也有類似的沙漠玻璃。
這種沙漠玻璃的研究還有助于我們更好地了解爆炸事件的性質和特征。研究人員可以通過對這種沙漠玻璃的研究,來理解爆炸產生的能量值以及物質的變化。這有助于我們更好地理解爆炸對于地球和人類的影響。
新墨西哥州境內的白沙國家公園,是一個廣袤的沙漠地帶,而自然界景觀中最吸引人的,莫過于是其中的沙漠玻璃了。這些神秘的明亮片片,被認為是自然界最稀有的礦物之一。而在礁湖期間意外被發現的這樣的一批沙漠玻璃,從何而來,卻是蒙太奇般的未解之謎。
科學家們對這些玻璃的起源已經進行了一系列的研究。他們發現,這種高質量的玻璃是在古老的艾達蘇克火山口坍塌后形成的。當熔巖炸開并且與地表的沙子混合時,產生了灼熱的氣流,將這些玻璃形成。這些玻璃固然具有對于科學界很多方面的獨特價值,因為它保存了地球形成時初期的一些物質痕跡。
這些沙漠玻璃直至最近才被發現,而且在一定程度上仍然具有未解之謎的性質。但是它們為科學研究的貢獻是巨大的,因為它們為我們提供了一種各種不同物質狀況的變異,同樣也證明了地球的精巧多變。這種發現也使得更多的研究者們重新認識沙漠地帶,認識世界里更為神秘的一面。