Пустыня Великого Песчаного моря простирается на площади 72 000 км2 и соединяет Египет и Ливию. Если вы окажетесь в определенной части пустыни на юго-востоке Ливии и юго-западной части Египта, вы заметите кусочки желтого стекла, разбросанные по песчаному ландшафту. Впервые оно было описано в научной статье в 1933 году и известно как стекло ливийской пустыни. Коллекционеры минералов ценят его за красоту, относительную редкость и загадочность. Кулон, найденный в гробнице египетского фараона Тутанхамона, содержит осколок стекла. Натуральные стекла встречаются повсюду в мире; примеры включают молдавиты из кратера Рис в Европе и тектиты из Кот-д'Ивуара. Но ни одно из них не так богато кремнеземом, как ливийское пустынное стекло, и при этом оно не встречается в таких больших кусках и количествах. Происхождение стекла уже почти столетие является предметом споров среди учёных. Некоторые предположили, что это могло быть из-за вулканов на Луне. Другие предполагают, что это продукт ударов молнии («фульгуриты» — стекло, образующееся в результате сплавления песка и почвы при ударе молнии).
Другие теории предполагают, что это результат осадочных или гидротермальных процессов; вызванный мощным взрывом метеора в воздухе; или что оно произошло из ближайшего метеоритного кратера. Теперь, благодаря передовым технологиям микроскопии, мы считаем, что у нас есть ответ. Вместе с коллегами из университетов и научных центров Германии, Египта и Марокко я определил, что стекло ливийской пустыни образовалось в результате удара метеорита о поверхность Земли. Космические столкновения являются основным процессом в Солнечной системе, поскольку планеты и их естественные спутники аккрецируются посредством астероидов и зародышей планет (также называемых планетезималями), сталкивающихся друг с другом. Эти удары помогли и нашей планете собраться. В 1996 году ученые определили, что возраст стекла около 29 миллионов лет. Более позднее исследование показало, что исходный материал состоял из зерен кварца, покрытых смешанными глинистыми минералами, а также оксидами железа и титана.
Последнее открытие вызвало больше вопросов, поскольку предполагаемый возраст старше, чем соответствующий исходный материал в соответствующей области пустыни Великого Песчаного моря. Проще говоря, 29 миллионов лет назад в этом месте не существовало этих исходных материалов. Для нашего недавнего исследования соавтор получил два куска стекла у местного жителя, который собрал их в районе Аль-Джауф на юго-востоке Ливии. Мы исследовали образцы с помощью современной техники просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), которая позволяет нам видеть мельчайшие частицы материала — в 20 000 раз меньшие, чем толщина листа бумаги. Используя этот метод сверхбольшого увеличения, мы обнаружили в этом стекле мелкие минералы: различные типы оксида циркония (ZrO2). Минералы состоят из химических элементов, атомы которых образуют правильную трехмерную упаковку. Представьте себе, что вы кладете яйца или бутылки с газировкой на полку супермаркета: слой за слоем, чтобы обеспечить наиболее эффективное хранение. Точно так же атомы собираются в кристаллическую решетку, уникальную для каждого минерала.
Минералы, имеющие одинаковый химический состав, но разную атомную структуру (разные способы упаковки атомов в кристаллическую решетку), называются полиморфами. Одна из полиморфных модификаций ZrO2, которую мы наблюдали в стекле ливийской пустыни, называется кубическим цирконием — тот вид, который встречается в некоторых ювелирных изделиях в качестве синтетической замены алмазов. Этот минерал может образоваться только при высокой температуре от 2250°C до 2700°C. Другой полиморф ZrO2, который мы наблюдали, был очень редким полиморфом, называемым орто-II или OII. Он образуется при очень высоком давлении — около 130 000 атмосфер (единица измерения давления). Такие условия давления и температуры предоставили нам доказательство происхождения стекла от удара метеорита. Все потому, что такие условия можно получить в земной коре только при ударе метеорита или взрыве атомной бомбы.
Если наши выводы верны (а мы в это верим), родительский кратер, где метеорит упал на поверхность Земли, должен находиться где-то поблизости. Ближайшие известные метеоритные кратеры, названные GP и Oasis, имеют диаметр 2 км и 18 км соответственно и расположены довольно далеко от места, где было обнаружено протестированное нами стекло. Они слишком далеки и слишком малы, чтобы их можно было считать родительскими кратерами такого огромного количества ударного стекла, сосредоточенного в одном месте. Итак, хотя мы и разгадали часть загадки, остается еще больше вопросов. Где находится родительский кратер? Насколько он велик и где он? Мог ли он быть разрушен эрозией, деформирован или покрыт песком? Потребуются дополнительные исследования, вероятно, в форме исследований дистанционного зондирования в сочетании с геофизикой.
