آیا شیشه‌های مرموز صحرای لیبی از فضا آمده‌اند؟

فرادید| صحرای بزرگ دریای ماسه در مساحتی به وسعت ۷۲۰۰۰ کیلومتر مربع، مصر و لیبی را به هم وصل می‌کند. اگر در بخش خاصی از صحرا در جنوب شرقی لیبی و بخش‌های جنوب غربی مصر باشید، تکه‌های شیشه‌ای زرد رنگی را خواهید دید که در سراسر مناظر شنی پراکنده شده‌اند. 

به گزارش فرادید، این تکه شیشه‌ها نخستین بار در یک مقاله علمی در سال ۱۹۳۳ توصیف شدند و به شیشه صحرای لیبی معروف شدند. کلکسیونرهای مواد معدنی برای این شیشه‌ها بخاطر زیبایی، کمیاب بودن نسبی و رمز و رازشان ارزش قائل هستند. آویز کشف‌شده در مقبره فرعون توت عنخ آمون نیز حاوی یک تکه از این شیشه‌ها است. شیشه‌های طبیعی در سایر نقاط جهان نیز یافت می‌شوند، نمونه‌های آن شامل مولداویت‌های دهانه رایس در اروپا و تکتیت‌های ساحل عاج است. اما هیچ‌کدام به اندازه شیشه‌های بیابان لیبی از نظر سیلیس غنی نیستند و در این مقادیر زیاد یافت نمی‌شوند. 

منشا این نوع شیشه قریب یک قرن موضوع بحث بین دانشمندان بوده است. برخی معتقدند که شاید آن‌ها از آتشفشان‌های روی ماه باشند. دیگران معتقدند این شیشه‌ها حاصل اصابت صاعقه است (فولگوریت: شیشه‌ای که از همجوشی شن و خاک در جایی که صاعقه به آن‌ها برخورد کرده، شکل می‌گیرد). تئوری‌های دیگر بر این اساس است که این شیشه‌ها نتیجه فرآیندهای رسوبی یا گرمابی، ناشی از انفجار عظیم یک شهاب سنگ در هوا هستند یا از دهانه شهاب سنگی در نزدیکی آن آمده‌اند. 

اکنون، به لطف فناوری پیشرفته میکروسکوپی، ما منشا این شیشه‌ها را یافته‌ایم. من (الیزاوتا کوالِفا، مدرس دانشگاه کیپ شرقی، آفریقای جنوبی) به همراه همکارانی از دانشگاه‌ها و مراکز علمی در آلمان، مصر و مراکش، منشاء شیشه‌های صحرای لیبی را برخورد یک شهاب سنگ بر سطح زمین می‌دانیم. 

برخوردهای فضایی یک فرآیند اولیه در منظومه شمسی هستند، زیرا سیارات و قمرهای آن‌ها از طریق سیارک‌ها و جنین‌های سیارات با یکدیگر برخورد می‌کنند. این برخوردها به متراکم شدن سیاره ما نیز کمک کرد. 

نقشه بیابان شنی بزرگ در لیبی

زیر میکروسکوپ

سال ۱۹۹۶ دانشمندان تشخیص دادند این شیشه نزدیک به ۲۹ میلیون سال قدمت دارد. مطالعه بعدی نشان داد ماده منبع از دانه‌های کوارتز پوشیده از مواد معدنی رسی مخلوط و اکسیدهای آهن و تیتانیوم تشکیل شده است. 

این یافته اخیر پرسش‌های بیشتری ایجاد کرد، زیرا سن پیشنهادی قدیمی‌تر از ماده منبع منطبق در منطقه مربوطه در صحرای بزرگ دریای شن است. به بیان ساده: آن مواد منبع ۲۹ میلیون سال پیش در آن مکان وجود نداشتند. 

برای مطالعه اخیر ما، یکی از نویسندگان دو تکه شیشه را از یک فرد محلی که آن‌ها را در منطقه الجعوف در جنوب شرقی لیبی جمع‌آوری کرده بود، به دست آورد. 

ما نمونه‌ها را با تکنیک میکروسکوپ الکترونی عبوری پیشرفته (TEM) مطالعه کردیم که به ما اجازه می‌دهد ذرات ریز ماده را که ۲۰۰۰۰ برابر کوچکتر از ضخامت یک ورق کاغذ هستند، ببینیم. ما با استفاده از این تکنیک بزرگنمایی فوق‌العاده بالا، مواد معدنی کوچکی را در این شیشه پیدا کردیم: انواع مختلف اکسید زیرکونیوم (ZrO2). 

مواد معدنی از عناصر شیمیایی تشکیل شده‌اند که اتم‌های آن‌ها بسته‌بندی‌های سه‌بعدی منظمی را تشکیل می‌دهند. تصور کنید تخم‌مرغ یا بطری‌های نوشابه را در قفسه یک سوپرمارکت قرار می‌دهید: آن‌ها را طبقه روی طبقه می‌چینید تا به شکل کارآمد ذخیره‌سازی کنید. به شکل مشابه، اتم‌ها در یک شبکه کریستالی جمع می‌شوند که برای هر ماده معدنی منحصر به فرد است. مواد معدنی که ترکیب شیمیایی یکسان اما ساختار اتمی متفاوتی دارند (روش‌های مختلف بسته‌بندی اتم در شبکه کریستالی) پولی‌مورف یا چندریخت نامیده می‌شوند. 

یک پولیمورفِ ZrO2 که در شیشه‌های صحرای لیبی مشاهده کردیم، زیرکونیای مکعبی نام دارد، نوعی که در برخی جواهرات به عنوان جایگزین مصنوعی برای الماس دیده می‌شود. این ماده معدنی تنها می‌تواند در دمای بالا بین ۲۲۵۰ درجه تا ۲۷۰۰ درجه سانتیگراد تشکیل شود. 

یکی چندریخت دیگر ZrO2 که مشاهده کردیم یک نوع بسیار نادر به نام ortho-II یا OII بود که در فشار بسیار بالا تشکیل می‌شود (حدود ۱۳۰۰۰۰ اتمسفر، یک واحد فشار). 

چنین شرایط فشار و دمایی برای ما، مدرک منشأ برخورد شهاب‌سنگ شیشه را فراهم کرد، به این دلیل که چنین شرایطی در پوسته زمین تنها با برخورد شهاب سنگ یا انفجار بمب اتمی ایجاد می‌شوند. 

تصویر TEM با وضوح بالا که گنجانۀ کوچکی از زیرکونیای مکعبی را داخل زیرکون تازه تشکیل‌شده نشان می‌دهد. شبکه‌های کریستالی دو کانی که شبیه بافت پارچه به نظر می‌رسند، قابل‌مشاهده هستند. 

معماهای بیشتری برای حل کردن

اگر یافته ما درست باشد (که ما معتقدیم درست است)، دهانه اصلی (جایی که شهاب‌سنگ به سطح زمین برخورد می‌کند)، باید جایی در همان نزدیکی باشد. نزدیکترین دهانه شهاب سنگ شناخته شده، به نام GP وOasis، به ترتیب ۲ و ۱۸ کیلومتر قطر دارند و از جایی که شیشه پیدا شده، بسیار دور هستند. آن‌ها بسیار دور و کوچک‌تر از آن هستند که بتوان آن‌ها را دهانه‌های اصلی چنین مقادیر عظیمی از شیشه در نظر گرفت. 

صحرای بزرگ موسوم به دریای شن

بنابراین، در حالی که ما بخشی از رمز و راز را حل کرده‌ایم، پرسش‌های بیشتری باقی میماند. دهانه اصلی کجاست و چقدر بزرگ است؟ آیا ممکن است دستخوش فرسایش و تغییر شکل شده باشد یا ماسه‌ها آن را پوشانده باشند؟ تحقیقات بیشتری باید انجام شود، تحقیقاتی که احتمالاً در قالب مطالعات سنجش از دور به کمک متخصصان ژئوفیزیک انجام‌پذیر خواهد بود.

مترجم: زهرا ذوالقدر