閃電熔岩

閃電熔岩

閃電熔岩(fulgurite)不同於岩漿岩、沉積岩、變質岩這三種基本岩石類型,是一種新的岩石成因。形成閃電熔岩的先決條件是必須有落地雷產生,有高壓線的地方更容易產生落地雷,而事發現場附近確實有高壓線。

基本介紹

  • 中文名:閃電熔岩
  • 外文名:fulgurite
  • 類別:岩石
  • 化學式:SiO2等等
  • 顏色:深灰色
  • 光澤:流光溢彩
  • 溶解度:難溶
  • 套用:科學研究
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化學成分

化學成分包括:二氧化矽含量65.17%、三氧化二鋁含量12.93%、氧化鐵含量7.87%,同時還含有氧化鈉、氧化錳、三氧化二磷、氧化鉀、氧化鈣和二氧化鈦等多種物質。

背景資料

閃電熔岩中國地質大學北京)宇光研究所的陳列室中,有一件造型獨特深灰色的奇石:它就是世界上最特別的,具有極高科學研究價值的閃電熔岩
兩年前,隨著一聲駭人的雷響,閃電過後,北京順義縣境內的潮白河沙灘附近的高壓線被擊斷,周圍頓時一片漆黑。趕來搶修的幾名電工,在出事地點發現高壓線被截去2米多長,它的正下方有一個隆起半米高的沙灘,扒開看時,竟是一個高約30厘米樹根狀的奇石。
地質大學、科大等單位30多位教授近兩年的研究、鑑定、分析, 最後斷定:它就是世界首例發現的雷擊石——閃電熔岩

成因

閃電熔岩是一種新的岩石成因。張寶林介紹,發生雷雨天氣時,雲層攜帶的電荷與地面一種電荷相遇,即可能形成“落地雷”;當“落地雷”擊中沙丘或砂岩露頭,瞬間產生數千度的高溫,將其中的相對良導體石英等進行有序的熔化、氣化,有的被熔蝕,雨水又對其進行快速淬火冷卻,從而形成玻璃質與新生礦物的混合體,這種混合岩石體就是閃電熔岩。
閃電熔岩閃電熔岩
專家研究可知,在雷雨的季節里,雲層攜帶的陽離子與地面攜帶的陰離子相遇,即有可能形成落地雷。人們看到的閃電形狀有枝叉狀、片狀、火箭狀、球狀等放電形式,而閃電熔岩則是瞬間高溫對部分良導體有序熔化、氣化,又遇暴雨瞬時冷卻產生的,條件無比苛刻,極不易形成,非常罕見,而此次發現的雷擊石則是枝叉狀閃電熔岩。它的出現為人類探索自然界奧秘提供了不可多得的珍貴標本

歷史事件

2010年1月19日,一堆似石非石形似燒焦琉璃的“天外來客”降落河北邯鄲,之後北京天文館專家將部分樣品帶回北京分析。最終專家判斷“天外來客”為閃電熔岩。
北京天文館隕石專家指出,這個樣品的化學成分包括65%左右的二氧化矽和一些鋁、鐵、鈉的多種氧化物,是閃電熔岩。閃電熔岩為一種新的岩石成因。發生雷雨天氣的時候,雲層攜帶電荷與地面一種電荷相遇,就可能形成落地雷;當落地雷擊中沙丘或砂岩露頭,瞬間產生了數千度的高溫,把其中的相對良導體石英等進行有序的熔化、氣化,有的被熔蝕,雨水又對其進行了快速淬火冷卻,從而形成玻璃質和新生礦物的混合體,這一種混合岩石體就是閃電熔岩。
閃電熔岩之所以比隕石還少見,是因為其產生需要極為苛刻的條件,除落地雷外,還須有合適成分的土壤。一般說來,土壤中的二氧化矽要在50%以上,氧化鋁要在20%左右才行,此外還要有濕潤的環境,當砂岩被熔化後,雨水、雪水等可起到淬火和瞬間冷卻的作用,否則閃電很可能會氣化。
據介紹,閃電熔岩在地質、氣象等領域都有一定的研究價值。他說閃電熔岩很難被發現,上世紀90年代後國內有記載的僅兩例。

科學研究

石化的閃電

石化的閃電石化的閃電
1966年,在蘇格蘭的阿倫島上工作的考古學家,於靠近科里村莊的地方發現了一件令人驚奇的物品:一塊閃電熔岩。從周邊沙石的材質和年齡來判斷,這塊閃電熔岩的歷史已長達兩億五千萬年之久,它形成於二疊紀時期的末期。從恐龍橫行的那個年代到現代,我們賴以生存的這個星球已經經過了翻天覆地的變化,但是從這塊閃電熔岩看來,基礎的自然進程,水文循環的模式,乃至閃電的形成並沒有發生太大的改變。
這塊在科里村長發現的閃電熔岩極有可能是在閃電襲擊這塊沙丘的頂部時形成的,它的高溫和能量輻射至這個沙丘,使其化合反應為玻璃,並將其塑造成一段不知長度和寬度的空心的玻璃管子。您可能會問,蘇格蘭怎么會是沙漠呢?是的,二千五百萬年以前,英國島國的所在地是盤古大陸的一部分,是一片名副其實的大陸,也就是說,是一片沙漠化的內陸地區。

貓沙

科學家最喜歡也最容易發掘的閃電熔岩,是那些形成時代不久遠,而且埋藏於土質鬆散的砂土中的閃電石。掩埋於土質鬆散的流沙中的閃電熔岩,容易被發現,同時也挖掘及轉移工作也相對簡單。有些人將掩埋閃電熔岩的這種流沙,形象地比作貓咪的貓沙,只不過是尺寸更大規模更大而已。
先前人跡罕至的沙漠地區,比如說撒哈拉沙漠,戈壁灘沙漠,以及澳大利亞人煙稀少的內陸腹地,都已遍布人類的足跡。一方面,這使得更多的閃電熔岩被發現被收藏,另一方面,也降低了它的價值。

焦石英

很多閃電熔岩的玻璃管子內部都是流光溢彩的,其實這只是一種自然現象,因為它含有一種叫做焦石英的物質。有些時候,閃電熔岩的管子只是玻璃的,它就是不發光的,而有些時候它就是發光的。在史前時期,人們就曾經將焦石英鑲嵌於首飾珠寶之中,以期將其製作的更加光彩奪目。
很有可能,古代社會的人們就已經發現了光彩,沙石,以及閃電熔岩的玻璃成分之間的內在必然關係,於是他們將其加以利用,並人工煉製沙子製造玻璃製品。

人造閃電熔岩

第一部分
在2006年5月的中上旬,一個步行者正在徒步行走在明尼蘇達州明尼阿波利斯城的一個名叫科爾伐克斯的小鎮上。他在水泥鋪就的人行道上行走,然後一些奇怪的現象吸引了他的目光。他這樣描述道:“路上出現了一條大大的裂縫,大約3米長,由斷斷續續的5部分組成。這些裂縫大概深2厘米,寬5厘米。走近仔細的查看,我發現這個裂縫的邊緣裸露出了黑色的玻璃,有些玻璃是松松的浮在裂縫邊緣處,可以輕易的被撿起。”
儘管這個裂縫的所有特質都與閃電熔岩的特點如出一轍,但是這個裂縫的水平結構與它的位置卻說明了這不是閃電的傑作。這個裂縫就位於典禮輸運線的下方,這說明了它很有可能是被電線短路或者電線短線等原因造成的。
第二部分
閃電熔岩閃電熔岩
電線短路是客觀的,另外人為地製造原因吸引閃電,並將其用來製造閃電熔岩則是另外一碼事。人為地吸引閃電,正是藝術家阿倫·馬可庫倫姆不止一次的嘗試過的事情,在1997年的夏天,他做了數以百計的嘗試。因此也就有了各種各樣的實驗結果,他所製成的閃電熔岩大小不一,小到如同飲料吸管的超細小閃電熔岩,大到著名的“閃電熔岩之母”,就是被吉尼斯世界記錄載入史冊的那個尾巴開叉的超過17英尺深的最長的閃電熔岩。
馬可庫倫姆的閃電熔岩試驗都是與福羅里達州立大學的國際閃電研究與測試中心合作完成的,他們的試驗基地是靠近福羅里達州斯塔爾克的國家保護基地。在這些所謂的試驗中,他們首先發射一些小的火箭,將其射入海拔2000至3000英尺上空的暴雨雲層中。在這些小火箭上,他們都綁上一根極細的銅線,以便使火箭與地面相連,這樣的話才可以將被吸引來的閃電導入地面,為其所用。班傑明·富蘭克林發明的這一方法被發揚光大。

玻璃製品

除去閃電的襲擊,還有兩個別的方法可以從砂土中提煉出玻璃。但是這兩種方法都需要套用極度的高溫和極其強大的力量加以輔助。第一種是隕星效應,比如說將近三千萬年以前,發生在利比亞和埃及接壤處的那次隕星事件。整個區域都被融化的砂石所覆蓋,當其冷卻之後,整個沙漠呈現出一種黃綠色的如神靈般飄渺虛幻的色調。這種利比亞沙漠玻璃被古代的埃及人所稱道,後來這種玻璃被用來製作為裝飾物,鑲嵌在了塔特王胸甲的正中位置。
另外一種方法就是利用底面的或者是靠近地面水平線的原子爆炸能量製造玻璃。1945年6月16號,第一枚核子彈在新墨西哥靠近阿拉莫戈多的白沙試驗基地爆炸。這顆被命名為“三一核子彈”釋放了20,000噸的能量,並將爆心投影點組織周邊的大片區域覆蓋上了一層綠色的玻璃。因此,這種綠色的玻璃也被命名為“三一玻璃”,它一直仍具有溫和的放射性元素,也一直被收藏家和紀念品愛好者所覬覦。

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