ในทะเลทรายอันห่างไกลทางตะวันตกของอียิปต์ ใกล้ชายแดนลิเบีย มีเงื่อนงำเกี่ยวกับหายนะจักรวาลโบราณ แก้วทะเลทรายลิเบียเป็นชื่อเรียกเศษแก้วสีเหลืองนกขมิ้นที่พบกระจัดกระจายเป็นระยะทางหลายร้อยกิโลเมตรระหว่างเนินทรายขนาดใหญ่ที่เคลื่อนตัว ความสนใจในแก้วทะเลทรายลิเบียย้อนกลับไปกว่า 3,000 ปี ในบรรดาสิ่งของที่ค้นพบจากห้องฝังพระศพของ King Tut คือแผ่นเกราะทองคำและอัญมณี ตรงกลางมีด้วงแมลงปีกแข็งสวยงามแกะสลักจากแก้วทะเลทรายลิเบีย
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าแก้วทะเลทรายลิเบียก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ
29 ล้านปีก่อน แก้วเป็นซิลิกาเกือบบริสุทธิ์ ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่า 1,600℃ ในการก่อตัว และนั่นร้อนกว่าหินอัคนีใดๆ ในโลก แต่มีแร่ไม่กี่ชิ้นที่รอดชีวิตจากสิ่งที่ทำให้เกิดการหลอมละลาย ภายในแก้วมีแร่ธาตุที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งเกิดขึ้นได้ยาก รวมทั้งผลึกรูปแบบหนึ่งที่เรียกว่าคริสโตบาไลต์
นอกจากนี้ยังมีเม็ดแร่เพทาย แม้ว่าส่วนใหญ่จะทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างแร่ที่มีอุณหภูมิสูงกว่าที่เรียกว่าเซอร์โคเนีย แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดแก้วรวมถึงการหลอมละลายระหว่างการชนของอุกกาบาต หรือการหลอมละลายที่เกิดจากการระเบิดของอากาศจากดาวเคราะห์น้อยหรือวัตถุอื่นๆ ที่ลุกไหม้สูงขึ้นในชั้นบรรยากาศโลก
แม้จะมีการศึกษามากมาย แต่การพิสูจน์ที่แน่ชัดว่าแหล่งกำเนิดใดถูกต้องนั้นยังเข้าใจยากจนถึงตอนนี้
ปัญหาหนึ่งคือไม่มีการระบุหลุมอุกกาบาตจากวัตถุใดๆ ที่กระทบพื้นในบริเวณนั้นว่าเป็นแหล่งกำเนิดของแก้ว อีกประการหนึ่งคือการขาดหลักฐานความเสียหายจากคลื่นกระแทกความดันสูงที่เกิดจากการกระทบกระเทือนใดๆ
หลักฐานของผลกระทบ
งานวิจัยของเราซึ่งตีพิมพ์ในวารสารธรณีวิทยารายงานหลักฐานแรกของความเสียหายจากแรงดันสูง โดยแสดงให้เห็นแก้วที่เกิดขึ้นระหว่างการพุ่งชนของอุกกาบาต
ผลกระทบของอุกกาบาตและการระเบิดของอากาศเป็นทั้งเหตุการณ์ภัยพิบัติ การชนของอุกกาบาตขนาดใหญ่ เช่น การชนของไดโนเสาร์เมื่อกว่า 65 ล้านปีก่อน เป็นเรื่องที่หาได้ยาก
แต่การระเบิดของอากาศเกิดขึ้นบ่อยกว่า การระเบิดทางอากาศเหนือเมืองเชเลียบินสค์ประเทศรัสเซีย ในปี 2556 ทำให้ทรัพย์สินเสียหายจำนวนมากและมีผู้ได้รับบาดเจ็บ
การระเบิดทางอากาศของ Chelyabinsk ได้สะสมพลังงาน 0.5 เมกะตันไว้บนท้องฟ้า แม้จะได้รับความเสียหาย แต่เหตุการณ์นั้นไม่ได้ก่อให้เกิดความเสียหายจากการหลอมละลายหรือการกระแทก
ในทางตรงกันข้าม บางคนคิดว่ากระจกทะเลทรายลิเบียเกิดจาก
การระเบิดของอากาศขนาด 100 เมกะตัน ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่ใหญ่กว่าการระเบิดของอากาศในรัสเซียถึง 200 เท่า แนวคิดการระเบิดของอากาศเกิดขึ้นจากการสร้างแบบจำลองการระเบิดของนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศ เช่นเดียวกับระเบิดนิวเคลียร์ การระเบิดทางอากาศขนาดใหญ่จะสะสมพลังงานไว้ในชั้นบรรยากาศซึ่งสามารถหลอมละลายวัสดุพื้นผิวได้ และการระเบิดของอากาศไม่ทิ้งปล่องภูเขาไฟ
“ปืนสูบบุหรี่” ใหม่เพื่อทำความเข้าใจที่มาของแก้วทะเลทรายลิเบียเป็นหลักฐานของแร่ที่ผิดปกติที่เรียกว่า reidite เรดไดต์ก่อตัวขึ้นเฉพาะในช่วงที่อุกกาบาตพุ่งชน เมื่ออะตอมในแร่เพทายถูกบังคับให้มีการจัดเรียงตัวที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้น
แร่ธาตุที่มีแรงดันสูงดังกล่าวเป็นจุดเด่นของการพุ่งชนของอุกกาบาต และไม่ก่อตัวขึ้นระหว่างการระเบิดของอากาศ
เพทายเป็นแร่ที่พบได้ทั่วไปในหินแกรนิต หินทราย และหินชนิดอื่นๆ เป็นที่รู้จักจากโลก ดวงจันทร์ ดาวอังคาร และอุกกาบาตต่างๆ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการหาคู่เมื่อเกิดหิน
เพทายยังมีประโยชน์ในการค้นหาหลักฐานการเสียรูปที่เกิดจากการกระแทกของอุกกาบาต ที่ความเข้มของแรงกระแทกต่ำ เพทายจะเปลี่ยนรูปโดยการโค้งงอของคริสตัล ก็เหมือนช้อนพลาสติกงอจนเสียรูปแต่ไม่หัก
เมื่อความเข้มของแรงกระแทกเพิ่มขึ้น zircon จะตอบสนองในรูปแบบต่างๆ
ถ้าหินร้อนแล้วเพทายจะตกผลึกใหม่ สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของเครือข่ายของธัญพืชขนาดเล็กที่เชื่อมต่อกันใหม่ เพทายที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 1,700°C จะสลายตัวเป็นเซอร์โคเนียในที่สุด
แก้วทะเลทรายลิเบียประกอบด้วยเม็ดเพทายจำนวนมาก ซึ่งทั้งหมดมีขนาดเล็กกว่าความกว้างของเส้นผมมนุษย์ ในขณะที่ส่วนใหญ่มีปฏิกิริยาต่อเซอร์โคเนียเนื่องจากความร้อน แต่ประมาณ 10% ยังคงรักษาหลักฐานของแร่เรดไดต์เดิมไว้ แต่ประเด็นคือ เรดไดต์ไม่อยู่แล้ว
เรดไดต์ไม่เสถียรเมื่อร้อน และเปลี่ยนกลับเป็นเพทายที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,200°C จะได้รับการเก็บรักษาไว้ก็ต่อเมื่อหินที่ตกใจไม่ละลาย ดังนั้นจึงต้องใช้เทคนิคพิเศษที่เรียกว่าการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนแบบกระจายกลับเพื่อแยกออกว่าครั้งหนึ่งเคยเกิดเรดไดต์ในเซอร์คอนช็อตที่ร้อนจัดหรือไม่
กุญแจสำคัญในการค้นหาหลักฐานของแร่เรดไดต์เดิมคือการวิเคราะห์การวางแนวผลึกของเม็ดเล็กๆ ที่เชื่อมต่อกันในเพทายกลับด้าน
คล้ายกับการหมุนลูกบาศก์ของรูบิค การเปลี่ยนแปลงเริ่มต้นเพื่อทำซ้ำเกิดขึ้นตามทิศทางเฉพาะในผลึกเพทาย เมื่อรีไดต์เปลี่ยนกลับเป็นเพทาย มันจะทิ้งรอยนิ้วมือของการมีอยู่ของมันไว้ซึ่งสามารถตรวจจับได้ผ่านการวิเคราะห์การวางแนว
และเราพบลายนิ้วมือของเรดไดต์ในตัวอย่างแก้วทะเลทรายลิเบีย เราตรวจสอบเม็ดเพทายจากเจ็ดตัวอย่างและมีหลักฐานการวางแนวผลึกที่สำคัญของแร่เรดไดต์เดิมอยู่ในแต่ละตัวอย่าง
Reidite นั้นหายากและมีรายงานจากไซต์ที่ชนกับอุกกาบาตเท่านั้น พบในวัสดุที่พุ่งออกมาจากหลุมอุกกาบาตและหิน กระแทก ที่หลุมอุกกาบาต
การศึกษาก่อนหน้านี้พบหลักฐานของแร่เรดไดต์เดิมภายในเพทายจากการหลอมละลายคล้ายกับที่พบในแก้วทะเลทรายลิเบีย
การปะทุของอากาศขนาด 100 เมกะ ตันควรเกิดขึ้นทุกๆ 10,000 ปี หากเหตุการณ์ขนาดนี้น่าจะทำให้แก้วทะเลทรายลิเบียก่อตัวขึ้น บันทึกทางธรณีวิทยาไม่สนับสนุนแนวคิดนี้ รอยนิ้วมือซ้ำชี้ไปที่การชนของดาวตกซึ่งเป็นทางเลือกเดียว
ความลึกลับที่โดดเด่นเกี่ยวกับแก้วทะเลทรายลิเบียยังคงอยู่ เช่น ตำแหน่งของปากปล่องภูเขาไฟ ขนาด และการพิจารณาว่ามันได้สึกกร่อนไปหรือไม่
