Skąd się wzięło dziwne szkło na pustyni w Afryce? Naszyjnik z nim znajdował się w grobowcu Tutanchamona

W tym artykule:

1. Tajemnica z afrykańskiej pustyni
2. Szkło pustynne pod zaawansowanym mikroskopem
3. Różne rodzaje dwutlenku cyrkonu
4. Zagadka szkła rozwiązana?

Tajemniczy materiał pochodzi głównie z Wielkiego Morza Piasku. Tak nazywa się pustynię w Afryce Północnej, rozciągającą się między Egiptem a Libią – fragment Pustyni Libijskiej. To ogromny obszar piasku, układającego się w wydmy. Zajmuje powierzchnię mającą 72 tys. km kw. Czyli ponad jedną czwartą powierzchni Polski.

Ci, którzy zapuszczali się na Wielkie Morze Piasku, często znajdowali w nim nietypowy materiał. Są to kawałki żółtego szkła o nieregularnym kształcie. Stanowią gratkę dla kolekcjonerów, którzy zbierają je dla ich piękna, ale i tajemnicy z nimi związanej. Materiał, po raz pierwszy opisany przez naukowców w 1933 roku, nazywany jest szkłem pustynnym albo szkliwem Pustyni Libijskiej.

Szkło pustynne musiało fascynować ludzi od tysięcy lat. Naszyjnik zawierający kawałek tego materiału został znaleziony wewnątrz grobowca Tutanchamona.

Tajemnica z afrykańskiej pustyni

Co to jest? Kawałki szkła – które powstały na skutek działania sił natury – można znaleźć również w innych miejscach na świecie. To na przykład przepiękne mołdawity, znajdowane na Czechach i Morawach albo tektyty z Wybrzeża Kości Słoniowej. – Jednak żadne z nich nie są tak bogate w krzemionkę ani nie mają tak dużych rozmiarów. Żadnych też nie znajdowano w tak ogromnych ilościach, jak szkła pustynnego – pisze Elizaveta Kovaleva z University of Western Cape w RPA na portalu „The Conversation”.

Szklana Plaża w Kalifornii to nie cud natury. Historia jej powstania zasmuca

Turyści i fotografowie chętnie odwiedzają to miejsce. Niektórzy zabierają nawet kolorowe „kamyczki” do domu, co jest zakazane.

Czym więc są te żółtawe, półprzezroczyste bryły? Jak zauważa Kovaleva, naukowcy debatują na ten temat już prawie od stulecia. Sugerowano, że szkło pustynne może pochodzić z wulkanów na Księżycu. Albo że powstało w rezultacie uderzeń piorunów w piasek pustyni. Istniała też hipoteza, że szkło pochodzi z meteorytu, który wybuchł w atmosferze. A także, że jest produktem pewnych procesów hydrotermalnych.

Szkło pustynne pod zaawansowanym mikroskopem

Kovaleva opisuje badania szkła pustynnego, które przeprowadziła z grupą naukowców z Niemiec, Egiptu i Maroka. – Jesteśmy przekonani, że dzięki zaawansowanej technologii mikroskopowej mamy odpowiedź na pytanie [czym jest szkło – przyp. red.] – ogłasza badaczka. I dodaje: – Razem z kolegami ustaliliśmy, że szkło pustynne powstało w wyniku uderzenia meteorytu w powierzchnię Ziemi.

Do badań wykorzystano dwa kawałki szkła, pochodzące z regionu Al-Dżauf w południowo-wschodniej Libii. Próbki te badacze obejrzeli pod transmisyjnym mikroskopem elektronowym (TEM). Pozwala on dokładnie przyjrzeć się wewnętrznej strukturze badanego materiału. I zobaczyć w nim cząstki nawet 20 tys. razy mniejsze niż grubość kartki papieru.

Różne rodzaje dwutlenku cyrkonu

Z pomocą TEM badacze dostrzegli w szkle pustynnym drobniutkie minerały. Okazało się, że to różne odmiany dwutlenku cyrkonu, ZrO₂. Minerały o takim samym składzie chemicznym mogą mieć zupełnie różną strukturę wewnętrzną. Czyli atomy, z których są zbudowane, mogą układać się w różny sposób w sieć krystaliczną. To zjawisko nazywa się polimorfizmem.

– Jedną z odmian ZrO₂, jaką znaleźliśmy w szkle pustynnym, jest cyrkonia. To syntetyczny zamiennik diamentów, używany do produkcji biżuterii. Minerał ten powstaje tylko w wysokiej temperaturze od 2250 st. C do 2700 st. C – pisze Kovaleva.

Inna forma ZrO₂, jaka tworzyła żółte szkło, nazywana jest ortho-II albo OII. – Powstaje tylko pod bardzo wysokim ciśnieniem, wynoszącym 130 tys. atmosfer – wyjaśnia badaczka.

Jej zdaniem takie warunki – tak wysoka temperatura i ciśnienie – mogą powstać na Ziemi tylko w dwóch wypadkach. Pierwszy to wybuch bomby atomowej. Drugi – uderzenie w powierzchnię planety meteorytu.

Zagadka szkła rozwiązana?

− Jeśli nasze ustalenia są prawidłowe (a wierzymy, że są), krater – miejsce, w którym meteoryt uderzył w powierzchnię Ziemi – powinien znajdować się gdzieś w pobliżu – uważa Kovaleva. W okolicy miejsca, skąd pochodzą przebadane przez uczonych próbki, są dwa kratery. Jeden z nich ma średnicę 2 km, drugi 18 km. W obu przypadkach są jednak zbyt małe, by mogły być źródłem pustynnego szkła.

Do ostatecznego wyjaśnienia tajemnicy szkła pustynnego potrzebne jest więc znalezienie właściwego krateru. Na tyle dużego, by tłumaczył wytworzenie się takich ilości żółtego szkła, jakie znajdowane są na Wielkim Morzu Piasku.

Źródło: American Mineralogist, The Conversation, Wikipedia.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com