Тектиты и молдавиты

Ранее в разделе "Магия" и подразделе "Удача" мы затрагивали тему минералов и камней (в статье "Магия камней и литотерапия"). Также мы затрагивали тему космоса и космической воды (статья "Космическая вода" в разделе "Вода" и подразделе "Виды воды"). Сегодня в разделе "Интересности" мы объединим темы космоса и минералов в статье "Тектиты и молдавиты". Что это за штуки такие? Это такие себе минералы. Чем они отличаются от других минералов, что о них нужно писать отдельную статью? Вот это вы и узнаете, прочтя статью 🙂 

Тектиты и молдавиты, если говорить в общем, это минералы, которые имеют до сих пор необъяснённое происхождение. Одна группа гипотез помещает их "родину" на нашей планете, другая — выносит "родину" тектитов и молдавитов далеко (или не очень далеко) за её пределы. Почему до сих пор учёные не определились с окончательным вариантом?

Всё очень просто. Каждая из гипотез имеет как свои плюсы (то есть, объясняет часть фактов, касающихся тектитов), так и свои минусы (есть необъяснённые факты или вместо фактов использованы недоказанные предположения). Но не будем забегать наперёд. Начнём с интересного начала. 

Тектиты и молдавиты

Тектиты (на древнегреческом языке это слово обозначало "расплавленный") — кусочки стекла неправильной формы и чёрного, зелёного цветов. Эти куски стекла часто имеют форму «тел полёта» – капли, сферы или близкие к ним. Наиболее типичные имеют характерную форму, свидетельствующую о том, что они подвергались аэродинамической «формовке» – вторичному оплавлению при скорости полёта в несколько километров в секунду.

Молдавиты — это одна из разновидностей тектитов. Своё название получили по немецкому названию (Молдау) реки Влтавы, около которой были найдены. Другие разновидности и названия тектитов: 

  • бутылочный камень (европейские тектиты), 
  • дарвиново стекло (тектиты из Тасмании), 
  • стекло пустыни (тектиты из египетской Сахары), 
  • ливийское стекло (тектиты из Ливийской пустыни)
  • иргизиты (тектиры из Жемуншенского кратера),
  • бедиазиты (тектиты из штата Техас),
  • импактиты (ударно-метаморфизированная горная порода),
  • тектиты Берега слоновой кости
  • австралиты (тектиты из Австралии)
  • жаманшиты (тектиты из Казахстана)

Следует учитывать, что часто тектиты отождествляют с метеоритами. Это неправильная точка зрения. Они могут иметь космическое происхождение при сочетании определённых условий, но они точно не связаны с метеоритами. Но в любом случае их образование – плавление и последующее охлаждение – протекали быстро. Это служит указанием на быстротекущие процессы катастрофического характера, чем бы они ни были вызваны. 

Тектиты и молдавиты

Сложенные почти чистым силикатным стеклом обломки, иногда встречаемые на полях Европы, были известны еще в прошлом веке. По-видимому, Э.Зюсс, детально описавший такие объекты в 1900 г., известные в Центральной Европе как молдавиты, был первым, кто назвал их тектитами и предположил космическое (внеземное) их происхождение. Основанием для такой интерпретации послужила уникальная морфология тектитов (и это — одна из самых впечатляющих их особенностей!) — большинство из них удивительно похожи на застывшие вязкие капли, которые в своем движении испытывали динамическое сопротивление среды (воздуха). Зюсс даже провел эксперименты, обдувая куски канифоли горячим паром, и воспроизвел многие особенности поверхности тектитов.

Тектиты и молдавиты

Механизм образования тектитов значительно отличается от известных механизмов образования природного стекла. Соответственно, необходимо придумать механизм возникновения этих камней. Естественно, все гипотезы на эту тему должны объяснить:

  • характерную форму,
  • небольшие и «почти стандартные» размеры,
  • химсостав (в частности, аномально малое содержание воды и практически чистый оксид кремния). 
  • полное отсутствие остатков кристаллической фазы – тот факт, что тектитное стекло в отличие от всех других природных стёкол проплавлено полностью
  • каким образом лёгкие шарики из стекла (австралиты) смогли застыть в полёте именно в виде шариков,
  • как они смогли пройти от поверхности (если были на ней образованны) Земли сквозь атмосферу и, после остывания войти в неё, подвергшись аэродинамической эрозии.

Это только часть вопросов, на которые следует найти ответы.

Тектиты и молдавиты

Физические и химические свойства тектитов

Химические и физические свойства тектитов во многом уникальны и не находят себе аналогов ни на Земле, ни среди космических объектов. С физико-химической точки зрения тектиты — это твердые растворы оксидов различных металлов в кремнекислоте. По химическому составу они сходны с “кислыми” вулканическими породами и так называемыми метеоритными импактитами (от английского impact, удар) — стеклянными образованиями, возникающими при ударе о Землю и взрыве крупных метеоритов. Но есть, конечно, между ними и существенные различия. В тектитах очень мало легколетучих элементов, к которым относятся никель, хром, кобальт; причина, по-видимому, заключается в том высокотемпературном нагреве, который когда-то пережили эти образования. Судя по весьма низкому содержанию германия в тектитах, эти объекты не могут иметь земного происхождения.

Воды в тектитах крайне мало. Земные горные породы содержат в среднем около 1 % воды, обычное бутылочное стекло -г- 0,02% воды, тогда как внешне похожие на него молдавиты — не более 0,0005%. * В среднем тектиты в сто раз более “обезвожены”, чем вулканические стекла. Даже в атомных импактитах, этих стеклянных шлаках, образующихся при наземных атомных взрывах, воды почти в 10 раз больше; чем в тектитах. Опять напрашивается вывод, что когда-то тектиты претерпели исключительно высокий нагрев. Такой же вывод следует и из анализа других физических свойств тектитов.

Тектиты и молдавиты

Подробнее о местах распространения тектитов. 

Австрало-Азиатский тектитовый пояс простирается от Южного Китая до Тасмании. Длина поля 10000 км, ширина 4000 км. Возраст тектитов около 0.7 млн лет, в то время как возраст геологического горизонта оценивается всего в 5000 — 15000 лет.

Австрало-Азийский пояс распространения тектитов

Кратер Жаманшин обнаружен недалеко от Аральского моря. Он пока единственный на Земле, в котором были найдены тектиты. Но и это открытие не решило проблему их происхождения. До сих пор не установлена земная порода, которую можно бы однозначно принять за родоначальное вещество таких стекол.

Кратер Жаманшин

Кратер Рис, бассейн Штейнхейм и купол Штопфенхейм. Поле рассеяния молдавитов включает в себя две группы. Одна (два ареала) расположена в Богемии, другая (четыре ареала) — в Моравии. Места находок молдавитов находятся в полосе шириной 32 км и протяженностью 150 км.

Кратер Штейнхейм

К западу от поля на расстоянии около 250 км расположен кратер Рис.

Кратер Рис

В нем найдены черные стекла, петрографические свойства которых имеют некоторое сходство с тектитами, особенно с индошинитами и филиппинитами. Возраст стекол кратера Рис и молдавитов одинаков — около 15 млн лет.

Бассейн Штопфенхайм

Тектиты Кот-д'Ивуар и кратер Босумтви (Африка). Тектитовое поле находится в 280 км от ударного кратера, расположенного в Гане. 

Кратер Босумтви

Североамериканские тектиты представлены двумя полями рассеяния — в штатах Техас и Джорджия. Тектиты из штата Техас — бедиазиты — возрастом 29.4 млн лет встречаются в горных породах, которым 35 млн лет, т.е. здесь также существует возрастной парадокс. Еще более солидный возраст — 34 млн лет — у тектитов из штата Джорджия.

Рассмотрим гипотезы о возникновении тектитов более подробно. Соберём в соответствующих разделах все плюсы и минусы данных гипотез. 

Гипотеза о земном происхождении тектитов при ударе метеорита о поверхность планеты. 

Возможность формирования тектитов в результате переплавления земного материала была впервые изложена Л.Спенсером в 1933 г. Естественно, центральной стала проблема конкретного объяснения их химического состава. Раз нет аналогов среди земных пород магматических, может быть, другие породы — осадочные, например, — могут быть исходным материалом? В серии статей в конце 50-х годов Г.Юри показал, что некоторая смесь песчаников и сланцев, действительно, по химическому составу аналогична тектитам. При этом Юри предположил, что столь грандиозное (по масштабам выбросов и переработки земного материала) явление может быть связано с падением на Землю кометы. Однако установленное в тектитах присутствие короткоживущих космогенных изотопов 26Al и 10Be требовало объяснения и не позволяло "так легко" отвергнуть их внеземное происхождение.

Химический состав тектитов поразительно сходен с составом наиболее кислых осадочных пород. Такой химический состав не возникает ни при каких известных в природе химических процессах, за исключением, возможно, очень редких и особых явлений.

Ещё один момент в пользу земного происхождения тектитов: в Ливийской пустыне, там, где найдено загадочное стекло (ливийское стекло), нет ни малейших следов какого-нибудь метеоритного кратера. 

Тектиты и молдавиты

Отмечавшаяся удивительная химическая однородность тектитов на всём земном шаре предполагает, что разнородный материал (земные породы) превратился в очень однородный материал. Механизма такого превращения данная гипотеза не предусматривает. Кроме того, идея о конденсационном образовании тектитов (что они образовались из силикатного пара) не может объяснить образование тектитов массой до нескольких килограмм (а встречаются и такие…).

Большинство исследователей в настоящее время склоняется все-таки к представлениям о земном (ударном, импактном) их происхождении. Считается, что и особенности их химического состава (горные породы с таким высоким содержанием кремнезема могут образоваться только, как мы думаем, в коре планет земного типа), и изотопный состав (он для всех элементов аналогичен земному, а присутствие некоторых "космогенных" изотопов можно объяснить вовлечением в удар молодых осадков, содержащих достаточное их количество), и аэродинамические условия их выпадения на поверхность Земли могут найти объяснения в рамках таких представлений.

Наиболее сильная сторона гипотезы ударного происхождения — близость состава тектитов и земных осадочных пород. Однако практически непреодолимое препятствие для этой гипотезы — отсутствие видимой связи многих тектитовых полей с какими-либо кратерами. 

При наличии же таких связей (например, кратер Рис и молдавиты) невозможно объяснить разлет расплава из кратера на расстояния в сотни километров с последующим выпадением тектитов компактными роями и отсутствие их как в самом кратере, так и в его окрестностях.

Тектиты и молдавиты

Гипотеза о возникновении тектитов при помощи нейтронного вещества

Автор данной гипотезы в своих разработках этой темы исходил из того, что «тигель» в котором плавилось это стекло, был образован при движении в толще Земли некоего сверхплотного объекта, предположительно из нейтронного вещества.

Предполагаемая картина процесса образования тектитов по этому сценарию такова: капля нейтронного вещества (предполагается, что это жидкость), попав в планету, дробится на более мелкие капли и в виде веера пробивает её насквозь. При своём движении в твёрдой породе, она образует мощную ударную волну в виде цилиндра, которая, двигаясь от линии пролёта, вначале испаряет, затем плавит и, наконец, только механически разрушает породу. Образуется канал, с оплавленными стенками, заполненный плазмой. Он похож на полость подземного ядерного взрыва, но имеет цилиндрическую форму и необходимо имеет выход на поверхность.

Плазма начинает истекать из «трубки взрыва» увлекая со стенок наиболее проплавленную часть расплава с самой поверхности канала, так как расплав силикатов быстро увеличивает свою вязкость со снижением температуры. Оторванные капли дополнительно проплавляются и вылетают со скоростью истекающей плазмы – порядка десяти километров в секунду. И эта струя проносит их через атмосферу без потери формы. После окончания истечения плазмы трубки взрыва заполняются поднятой снизу гидростатическим давлением расплавленной породой, которая захватывает с собой куски более холодной раздробленной породы со стенок.

Тектиты и молдавиты

Такие трубки известны. Они называются кимберлитовыми трубками и по сравнению с обычными вулканами, имеют резко отличные свойства. В первую очередь состав «лавы» и количество выброшенного вещества. Наличие нестойких алмазов в кимберлите указывает на то, что трубки также образовались быстро, почти мгновенно.

Таким образом, указанный механизм позволяет понять: почему тектиты часто круглые, почему в них нет остаточных кристаллов и мало воды, зато есть «фигуры течения». Становится ясным и природа огромных, но всё же ограниченных «полей рассеяния». (Никакая другая из предложенных гипотез её не объясняет.)

Высокая температура образования объясняет недостаток летучих элементов и большое отношение двухвалентного железа к трёхвалентному, в тектитном стекле, не похожий ни на какую известную породу химсостав и характерный «гиперболический» профиль вертикального разреза кимберлитовых трубок. (Данный процесс, объясняет их образование и свойства лучше, чем бытующее предположение о «взрыве газов», который поднял породу с глубины где-то километров пятьдесят!).

Однако, гипотеза имеет и нерешённые проблемы. Одна из них – вертикальное положение известных «трубок взрыва». Эту трудность можно обойти, не отвергая предположения о роли в происхождении тектитов сверхплотного вещества – оно слишком хорошо всё объясняет, но предположив, что Земля имеет очень малое (около несколько метров) ядро из такого вещества, которое время от времени «стреляет» вверх брызгами.

Как проверить гипотезу? Надо искать в кимберлитовых трубках или вблизи них стекло или продукты его разложения «псевдоморфозы». Искать на Луне кратеры с дырой в центре. Их диаметр будет около десятков или сотен метров. Искать другие «странные» кратеры.

Тектиты и молдавиты

Гипотеза о кометном происхождении тектитов. 

С другой стороны, исследователи давно обратили внимание на то, что по крайней мере некоторые поля распространения тектитов на земной поверхности как будто тяготеют к крупным ударным кратерам (молдавиты — к кратеру Рис в Германии, тектиты Кот-д'Ивуар — к кратеру Босумтви в Гане). Казалось достаточно естественным предположить, что эти тектиты и являются кратерными выбросами. Но многочисленные исследования и сопоставления химического состава доказанных продуктов кратерных выбросов и тектитов не демонстрировали простой аналогии.

Известный советский исследователь тектитов Г. Г. Воробьев и его сотрудники проделали интересную работу. Они собрали почти всю весьма обширную литературу о тектитах и разместили ее микрокопии и коды на специальных перфокартах. Получилась самая полная в мире библиотека по тектитам, содержащая несколько тысяч книг, статей и заметок. Как отмечает Воробьев, “работа с перфокартотекой и„прочесывание" всей литературы по ста тематическим вопросам показали, что подавляющее число фактов говорит о космическом происхождении тектитов. Позднее это было подтверждено и с помощью электронной вычислительной машины. 

Впервые предположение о том, что тектиты могут быть непосредственными компонентами кометных ядер, опубликовано А.Довилье в 60-х годах. Но и эта гипотеза сталкивается прежде всего с проблемой интерпретации химического состава тектитов. Все, что мы знаем о веществе комет и их природе (огромное преобладание в их составе летучих элементов и соединений — льдов воды, углекислоты, аммиака, аналогия состава пылевой компоненты, как показали прямые исследования кометы Галлея, веществу углистых хондритов), свидетельствует о "примитивности" их состава. Они, по-видимому, принадлежат к классу недифференцированных тел Солнечной системы, сложенных химическими элементами в пропорции, близкой к среднему составу протопланетного вещества, тогда как химический состав тектитов представляется глубоко дифференцированным. Такого типа вещество, по нашим современным представлениям, может возникать только на телах планетного типа. Поэтому кометная гипотеза образования тектитов вынуждена предположить существование подобного космического тела где-то еще. 

Тектиты и молдавиты

Например, исходя из кислого состава тектитов, учёные предположили, что тектиты — продукты извержения на гипотетической планете Ольберса. После разрушения планеты фрагменты коры, содержащие также летучие компоненты и воду, образовали кометы, которые, выпадая на Землю, и формировали поля рассеяния тектитов. 

Для справки: Фаэтон, или планета Ольберса — название гипотетической планеты, которая, возможно, существовала ранее между Марсом и Юпитером, а затем распалась и образовала пояс астероидов.

Итак, общий вывод — тектиты — это материал кометы, экранированный льдом и смерзшимися газами и поэтому не содержащий космогенных изотопов. Комета прошла через атмосферу, оставив след в виде тектитового поля. Однако, это нужно ещё и доказать.

Достоинство гипотезы кометной доставки состоит в том, что она способна объяснить особенности распределения тектитов на Земле, а также строение отдельных их ареалов и полей. Возможно, рассеяние тектитов происходило вследствие взрывоподобного разрушения в атмосфере сравнительно небольшого кометного ядра (кометоида), внутри которого они находились. 

Тектиты и молдавиты

Концентрическое строение тектитного ареала легко объяснить входом кометоидов в атмосферу под крутым углом. В процессе разрушения тела в атмосфере на образовавшийся рой обломков действует избыточное давление газов и паров, направленное от центра взрыва, что приводит к боковому разлету элементов роя. Вполне понятно, чем легче осколок, тем большее боковое ускорение он получает. И наоборот, более тяжелые куски в силу своей большей инерции движения стремятся к центру пересечения траектории основного тела с поверхностью Земли. При пологих углах входа кометоидов в атмосферу их разрушение происходит на более протяженных участках траектории, что приводит к выпадению обломков в виде широких полос.

Тектитные поля сформировались вследствие падения кометных ядер, имеющих вытянутую (вдоль орбиты) структуру. Можно предположить, что до приближения к Земле комета представляет собой группу кометоидов и отдельных ядер, обращающихся вокруг общего центра масс внутри так называемой сферы Хилла. В силу ряда особенностей также нужно предположить, что вытянутая структура тектитоносных комет — изначальна

Если проанализировать путь развития гипотезы кометной доставки тектитов на Землю, то можно видеть, что она, во-первых, переносит проблему происхождения тектитов в космос и, во-вторых, опираясь в основном на молодой, в сравнении с метеоритами, возраст тектитов и состав, относительно близкий к составу земных осадочных пород, поддерживает непопулярную сегодня гипотезу извержения комет. А это, в свою очередь, для космогонии Солнечной системы означает, что тектитоносные кометы являются не фрагментами допланетного облака или межзвездными скитальцами, а образовались сравнительно недавно в ее пределах.

Таким образом, тектиты и молдавиты — действительно интересные и загадочные образования

Тектиты и молдавиты

По материалам http://n-t.ru/tp/ng/pt.htm http://www.meteorite.narod.ru/proba/stati/stati66.htm http://tnch.livejournal.com/2572.html

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.