Bí ẩn nguồn gốc của thủy tinh sa mạc quý hiếm, liệu có sinh ra từ tác động của thiên thạch?

Theo trang IFL Science đưa tin, sự hình thành thủy tinh sa mạc Libya (LDG) là trung tâm của một cuộc tranh luận lớn trong khoa học hành tinh. Trong 25 năm qua, các nhà nghiên cứu đã tập trung vào hai kịch bản: Nó được tạo ra bởi một thiên thạch đâm vào sa mạc hoặc do vụ nổ của một thiên thạch phát nổ trong không trung; bằng chứng mới cho thấy giả thuyết đầu tiên có thể là đúng.

Thủy tinh được tạo ra bằng cách nung chảy cát, vì vậy hầu hết các suy đoán đều liên quan đến việc cung cấp một lượng lớn năng lượng lên vùng cát sa mạc giữa Ai Cập và Libya. Khi nói đến nhiệt độ có thể biến cát thành thủy tinh, cả tác động của thiên thạch và vụ nổ trên không đều có khả năng đạt được điều này vì chúng có thể tạo ra phản ứng tổng hợp ở nhiệt độ cao.

Tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Elizaveta Kovaleva từ Đại học Western Cape chia sẻ với IFLScience: “Mục tiêu chính của nghiên cứu của chúng tôi là phân biệt giữa một vụ nổ trên không như ở Chelyabinsk hoặc Tunguska và một tác động lên bề mặt”.

Nhóm bắt đầu tìm kiếm bằng chứng có thể tách biệt kịch bản này với kịch bản kia. Trên thực tế, có một sự khác biệt quan trọng giữa một vụ va chạm và một vụ nổ trên không. Bất chấp nhiệt độ cao và sóng xung kích trong không khí, các vụ nổ không khí không thể cung cấp đủ áp suất xuống mặt đất để tạo ra các khoáng chất gây sốc, vì vậy các nhà nghiên cứu đã xem xét thành phần chi tiết của kính.  

Nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua để nghiên cứu cách tổ chức các khoáng chất trong vật liệu. Đặc biệt, họ đã tìm thấy những tinh thể oxit zircon cực nhỏ, tinh thể có thể có các nguyên tử bên trong được sắp xếp theo những cách khác nhau và một số cách sắp xếp chỉ có thể hình thành trong những điều kiện cụ thể nhất định.

Một trong những cấu hình được tìm thấy được gọi là khối zirconia, điều này thường thấy ở đồ trang sức, nơi nó được làm cho ổn định nhờ các tạp chất có mục đích. Chính lớp thủy tinh xung quanh đã giữ cho nó ổn định, nó hình thành ở nhiệt độ cao từ 2.250 đến 2.700 độ C (4.082 đến 4.892 độ F). Nhưng nhiệt độ thực tế có thể đã đạt cao hơn thế dựa trên sự tan chảy khoáng chất khác được tìm thấy trong quá trình quan sát.

Các chỉ số nhiệt độ không đủ để phân biệt giữa va chạm và vụ nổ không khí, nhưng một cấu hình khác của zirconia nhìn thấy trong kính hiếm hơn nhiều và cũng cho thấy áp suất sốc lớn. Để khoáng chất này hình thành, nó không chỉ cần nhiệt mà còn cần áp suất rất cao – khoảng 130.000 atm, nếu các khoáng chất bên trong thủy tinh hình thành trong những điều kiện đó thì sẽ có một kịch bản tự nhiên rõ ràng là va chạm với thiên thạch.

Tiến sĩ Kovaleva giải thích: “Đó là những hạt pha khoáng rất nhỏ chỉ hình thành ở áp suất rất cao, và những áp suất cao đó chỉ có thể được hiện thực hóa ở lớp vỏ Trái Đất sau tác động của thiên thạch, chúng được bảo quản trong LDG vì có kích thước rất nhỏ”.

Bằng chứng về kịch bản tác động ngày càng trở nên chắc chắn hơn nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi chưa thể lý giải được trong đó có một dấu hỏi chấm lớn là: Nếu có va chạm thì miệng núi lửa ở đâu? Điều này hiện chưa được biết, hiện tại đã có một nhóm các nhà nghiên cứu hiện đang xem xét các địa điểm tiềm năng để nghiên cứu sâu về vấn đề trên.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí American Mineralogist.

Theo IFL Science.