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雷雨過後的玻璃石是從哪裡來的?怎麼形成的,有什麼特殊之處?


腦洞的科技在我國雷州半島的湛江市、海康縣和徐聞縣境內,以及海南島東北海岸的文昌縣至瓊海縣一帶,每當雷雨以後,沖刷過的曠野里偶爾能拾到一種杏子...

- 2020年12月21日14時15分
- 科學文摘 / 腦洞的科技

腦洞的科技

在我國雷州半島的湛江市、海康縣和徐聞縣境內,以及海南島東北海岸的文昌縣至瓊海縣一帶,每當雷雨以後,沖刷過的曠野里偶爾能拾到一種杏子大小的黑色玻璃質石塊。世界上別的地方也發現過這種天然玻璃質石塊,一般長數毫米到十厘米,幾克到一、二十克重,最重的有百餘克。

形狀多樣,有水滴狀、球狀、棒狀、薄管狀、平板狀,也有啞鈴狀、鈕扣狀、餅狀、瓦片狀等,但以厚的碎核桃殼狀、薄片狀和不規則狀最為多見。顏色有黃、綠、橄欖褐色直到幾乎不透明的暗褐色和黑色。

在一些海底鑽孔岩芯里還發現過一種剛剛能看得見的微小玻璃質球體。石器時代的人類曾用它們來製造工具。18世紀時有人認為它們是史前人類製造的玻璃遺蹟,後來又有人猜測它們是雷電的產物。


1844年,著名的英國生物學家達爾文在澳大利亞旅行時,得到一塊鈕扣狀的玻璃質石頭,他確信這是火山噴發形成的一種黑曜岩(酸性的玻璃質火山噴出岩),後世稱之為達爾文石或達爾文玻璃。這種奇怪的石頭表面往往帶有刻痕或流動條紋,與火山彈類似,也暗示了它們可能是火山噴發的產物。

有趣的是,玻璃石在地球上並非隨意散布,而是很有「選擇性」的,主要集中散布在南北緯50度之間的4個地區。而且出現在每個地區的玻璃石的化學組成和外形上都有相似之處,「年齡」也都是一致的。

顯而易見,火山成因說無法解釋玻璃石的分布特點。因為地球上火山的分布與4個散布區並不吻合,火山的噴發時間也不是集中在上述4個特定時期。19世紀時,已經有人推想它可能是一種隕石物質。可是人類歷史上所看到的自天而降的隕石只有3種:鐵隕石、石隕石和石鐵隕石,從來沒看見到過玻璃隕石的墜落。

再說玻璃隕石的二氧化矽含量非常高,一般達70%~80%,最高達98%,與地球上的酸性火成岩、石英砂岩接近,與普通隕石的成分則完全不同。而且隕石的年齡多在30億~40億年以上,而玻璃隕石非常年輕,最老的也只有3450萬年。那麼玻璃隕石起源於何種天體呢?有人推測它可能是月球近期火山噴發的噴出物,飛濺到地球上而形成的。

但月球地質學的研究表明,月球上的火山作用早在31億年前已基本結束,尤其是近5億年來,更不可能噴發出如此多的玻璃隕石落到地球上來。1980年,美國科學家奧基夫發表了更為怪誕的理論:3400萬年前,由於月球上一次火山爆發,飛濺出許多碎石,在地球外面形成一個環,類似當今的土星環。

這條環阻擋了陽光,使地球突然變冷,造成新世時的大量生物絕滅事件。以後由於太陽光壓或地球大氣的阻力,這條環逐漸消失,其中部分碎石跌下地球,就是玻璃隕石。然而玻璃隕石還有其他年齡組的,無法都用3400萬年前的一個地球環來解釋。


當今比較盛行的是衝擊變質說,認為巨大的隕石或彗星核高速隕落時,撞擊地面,會使地表岩石快速熔化變質並飛濺起來形成玻璃隕石。這一假說的支持者在莫爾達維區和象牙海岸區附近都找到了隕石坑,它們的同位素年齡與產自附近的玻璃隕石相仿;在東南亞和北美的玻璃隕石中還發現了二氧化矽和鋯石的衝擊變質產物——鋯石英、斜鋯石和金屬鎳鐵珠球。

反對者則提出質疑:在最大的澳大利亞散布區並沒有找到相應的隕石坑;而且衝擊變質物質要散落到範圍廣大的亞澳區,必須得有6千米/秒以上的初速度,這是不可能達到的;最後,玻璃隕石的內部結構是絕對均勻的玻璃質,而隕石碰撞地球形成的衝擊玻璃在顯微鏡下卻可以看到原來礦物的晶體輪廓及晶體殘餘,說明兩者性質完全不同。玻璃隕石到底是如何形成的,還有待進一步研究。


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