3000多年前就已出现玻璃?“魔术球”沙漠玻璃“从天而降”

玻璃玩家 2023-05-09
2782 字丨阅读本文需 7 分钟

1932年,一位名叫帕特里克·克莱顿的英国探险家带领一支探险队,深入撒哈拉沙漠。在利比亚沙漠上,克莱顿发现沙漠上散落着一些黄绿色的“石块”。它们晶莹剔透地呈现出玻璃质的样子,看上去十分名贵。

1996年,意大利矿物学家文森佐·米歇尔在埃及博物馆中偶然发现了沙漠玻璃的踪迹。它不是单独成为展品,而是作为珍宝,暗藏在古埃及法老的项链里。

圣甲虫其实也就是通俗所说的屎壳郎,但它在古埃及可是一种崇高的象征符号,它象征了太阳。而法老项链的造型是一只飞向天空的圣甲虫,这似乎意味着天空与沙漠玻璃存在某种联系。难道早在3000多年前,前人就已经会制造玻璃了?

学化学的同学都知道,制造玻璃我们需要纯碱、石英和石灰石作为原料在玻璃熔炉的高温环境下发生复杂的化学反应,制得玻璃。通常用如下反应方程式表达:

SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2↑

SiO2+Na2CO3 = Na2SiO3+CO2↑

普通玻璃的化学组成是NaO·CaO·6SiO2。显然,在3000多年前人类还不具备制造玻璃的能力和条件,那么利比亚沙漠玻璃,又是怎样形成的呢?

01

沙漠玻璃的特点

沙漠玻璃的特点非常奇特,是一种非常稀有的天然宝石。它的外观呈绿色、黑色、棕色、黄色和绿褐色,有些长得像粗糙不平的玻璃碎片,而另一些则是更大、更平滑的碎片。

沙漠玻璃是一种非常耐用的物质,因其高硬度和抗腐蚀能力,因此被广泛应用于制造珠宝和首饰。同时,它的成分中含有许多矿物质,如硅、铁、镁、铝和钙等,这使得沙漠玻璃成为了一种重要的地球科学研究材料。

此外,沙漠玻璃还可以用于判断地球的历史和气候变化。由于它来源的特殊性和形成机制,沙漠玻璃可以用来推测以前的天气情况和大气环境。

为什么说它是世界上最纯净的天然玻璃?

它由98%的纯硅组成,光是这么说是不是就已经觉得很厉害了?但是真正的科学是需要数据对比的,我们日常使用的玻璃——钙纳玻璃,它的氧化硅含量也仅在70%左右,还含有15%左右的氧化纳和15%左右的氧化钙;用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器等高端技术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%之间,而且在早些年制作这样的玻璃还是一件很困难事情,可是大自然轻轻松松地就做到了我们之前很难做到的事情。

02

沙漠玻璃形成的原因

沙漠玻璃最早发现于埃及西部的利比亚边境地区,那里有着广袤的沙漠,自然环境极为恶劣,而且几乎没有降雨,科学家们认为沙漠玻璃形成必须和这里的极端气候有着密不可分的关系。

沙漠玻璃多呈圆形或椭圆形,尺寸从几毫米到一米不等,被称为“天坑”、“魔术球”、“沙漠芝麻街”等,它们是如何在沙漠中形成的呢?

科学家们的研究表明,沙漠玻璃的形成与陨石坠落有关。沙漠地区是世界上陨石坠落最频繁的地带之一,而这些陨石在高速坠落的过程中,会产生巨大的冲击波,使地表内部物质发生高温高压化学反应,形成沙漠玻璃。

在这个过程中,陨石和周围的大气和地表物质相互作用,产生高温高压和等离子体等变化,使物质发生了化学反应。而这种化学反应所产生的物质在瞬间冷却下来,形成了沙漠玻璃。科学家通过检测沙漠玻璃的成分和结晶结构,确认了这种玻璃是由超高温的碎片物质形成的。

沙漠玻璃的形成一般需要三个条件:高温、超大气压和快速冷却,而这三个条件在陨石坠落时恰好符合。绝大部分的沙漠玻璃是在一次或数次强大的陨石坠落后才产生的,然而,陨石坠落的频率极低,导致沙漠玻璃的形成也非常罕见。事实上,沙漠玻璃的形成在整个地球上非常罕见,目前在世界范围内,只记录了不到三十处已知产沙漠玻璃的地方,其中最著名的是利比亚、澳大利亚和美国的新墨西哥州等地。

沙漠玻璃不仅有着珍贵的科学价值,还拥有高度的观赏价值。沙漠玻璃的形态多变,颜色从透明到深绿,形状也有圆形、椭圆形、不规则形等,给人们留下了深刻的印象。它不仅可以作为一种自然景观,还可以用在珠宝、装饰品和艺术品等方面,被不少艺术家、收藏家所青睐。

03

如何辨别沙漠玻璃的真假?

1,利比亚陨石形成于大自然中,属于沙漠中未经过筛选的石英砂,被坠落的巨大陨石冲击融化而成的玻璃,故利比亚冲击玻璃不如人工玻璃洁净,一般内部均具有不少杂质,气泡也非常之多,很多利比亚玻璃可见非常明显的流淌痕迹,即流纹线,或者非常明显的层理。

2,包裹体,80%的利比亚玻璃内部均含有非常明显的包裹体,即小黑点或暗物质条带,研究表明这些包裹体主要成分即为融化的陨石小碎片。

3,“气印”,目前关于利比亚玻璃陨石气印的来历有不同看法,这种气印主要来源于沙漠风化。95%的利比亚玻璃陨石表面都存在一定面积的气印,即波浪状连续指捏纹,这种“气印”大小不一,非常连贯自然,这不是一般的人工作坊所能仿造出来的。目前,所有类别的陨石目前均属于小众产品,市场非常有限,故造假者也未形成气候,均属于小作坊作业,毫无技术可言,假货极易辨认。例如假的捷克陨石,造型生硬死板,表面异常光滑,观感极不自然,毫无美感可言。

4,利比亚沙漠玻璃是一种天然玻璃,由近98%的二氧化硅组成,他被加热到1700才开始融化,而人工玻璃因添加物不同,熔点从500-1400不等。利比亚玻璃陨石在被加热到500度时,即使立即丢入水中,也不会分解破裂,而人工玻璃不能超过300,特种玻璃也只能达到400左右。

5,由于利比亚玻璃在市场流通时间非常晚,进入中国也就是最近一两年的事,而且价格偏低,这和假捷克陨石泛滥形成鲜明的对比。

04

在新墨西哥州意外发现的沙漠玻璃:最可能的原因和研究的意义

在新墨西哥州的沙漠中,科学家们发现了一种极具特色的沙漠玻璃。这种沙漠玻璃的形成原因至今仍是科学家们探讨的焦点。据推测,这种沙漠玻璃的形成原因可能与强大的空气爆炸有关,而这一研究发现具有重要的意义。

了解沙漠玻璃的形成原因不仅仅有助于我们理解它的物理性质,而且还可以对地球的发展历史提供一些有用的线索。有研究表明,这种沙漠玻璃的形成可能与天体撞击有关。如果确实是这样,那么这些沙漠玻璃就可能是地球上少数几个可以了解与撞击有关的事件的材料。

这种沙漠玻璃还有一些非常有用的应用价值。例如,这种沙漠玻璃中的含氧氧同位素比例可以用来推断地球大气层中氧气与氮气的比例。这对于了解地球的大气层能够提供非常有用的信息。此外,这种沙漠玻璃的成分和结构可以为火星探测任务提供借鉴,因为火星上也有类似的沙漠玻璃。

这种沙漠玻璃的研究还有助于我们更好地了解爆炸事件的性质和特征。研究人员可以通过对这种沙漠玻璃的研究,来理解爆炸产生的能量值以及物质的变化。这有助于我们更好地理解爆炸对于地球和人类的影响。

新墨西哥州境内的白沙国家公园,是一个广袤的沙漠地带,而自然界景观中最吸引人的,莫过于是其中的沙漠玻璃了。这些神秘的明亮片片,被认为是自然界最稀有的矿物之一。而在礁湖期间意外被发现的这样的一批沙漠玻璃,从何而来,却是蒙太奇般的未解之谜。

科学家们对这些玻璃的起源已经进行了一系列的研究。他们发现,这种高质量的玻璃是在古老的艾达苏克火山口坍塌后形成的。当熔岩炸开并且与地表的沙子混合时,产生了灼热的气流,将这些玻璃形成。这些玻璃固然具有对于科学界很多方面的独特价值,因为它保存了地球形成时初期的一些物质痕迹。

这些沙漠玻璃直至最近才被发现,而且在一定程度上仍然具有未解之谜的性质。但是它们为科学研究的贡献是巨大的,因为它们为我们提供了一种各种不同物质状况的变异,同样也证明了地球的精巧多变。这种发现也使得更多的研究者们重新认识沙漠地带,认识世界里更为神秘的一面。

文章来源: 锐意化学, 天瑜矿物, 都是啥

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