Прејди на содржината

Фулгурит

Од Википедија — слободната енциклопедија
Фулгурит
Лева рамка 
Два примерока од тип 1 фулгурити
Лева рамка 
Два мали фулгурити од тип I Сахарска пустина.[1] Во планарен поглед, примерокот од десно има морфологија слична на сечило, но неговата цевчеста природа е драматично прикажана во стерео поглед.

Фулгурит — (од латински fulgur „lightning“ и -ite), најчесто наречен „фосилизирана молња“, се природни цевки, грутки или маси од синтерувана, застаклена или стопена почва, песок, карпа, органски остатоци и други седименти што понекогаш се формираат кога молњата се испушта во земјата. Кога се составени од силициум диоксид, фулгуритите се класифицираат како варијанта на минералоидот лехателиерит.

Кога обичен облак–земја молњев удар со негативен поларитет се празни во подлога за заземјување, може да се премости потенцијална разлика поголема од 100 милиони волти (100 MV).[2] Таквата струја може да се прошири во кварцен песок богат со силициум, мешана почва, глина или други седименти, при што многу брзо ги испарува и топи отпорните материјали во рамките на овој вообичаен режим на дисипација.[3] Ова резултира со формирање на обично шупливи и/или везикуларни, разгранети склопови од стаклести цевки, кори и згрутчени маси.[4] Фулгуритите немаат фиксна композиција, бидејќи нивниот хемиски состав е одреден од физичките и хемиските својства на материјалот кој е погоден од молњата.

Фулгуритите се структурно слични на Лихтенберговите фигури, кои се шеми на разгранување произведени на површините на изолаторите за време на електричен пробив од високонапонски празнења, како што е молњата.[5][6]

Опис

[уреди | уреди извор]

Фулгуритите се формираат кога гром ќе ја погоди земјата, спојувајќи и истакнувајќи ги минералните зрна.[7] Примарната фаза на SiO2 кај вообичаените цевчести фулгурити е лехателиерит, кој претставува аморфно силициумско стакло. Многу фулгурити покажуваат некои докази за кристализација: покрај стаклo, многу даваат протокристални или микрокристални карактеристики. Бидејќи фулгуритите генерално се аморфни по структура, фулгуритите се класифицираат како минералоиди. Највисоките температури во рамките на каналот на гром надминуваат 30.000 K, со доволен притисок за да се создадат планарни деформациски карактеристики во SiO2, еден вид полиморфизам. Ова е исто така познато во колоквијалниот јазик како шокиран кварц.[8]

Материјалните својства (големина, боја, текстура) на фулгуритите варираат во голема мера, во зависност од големината на молњата и составот и содржината на влага на површината погодена од молњата. Повеќето природни фулгурити спаѓаат во спектар од бела до црна. Железото е честа нечистотија што може да резултира со длабока кафеаво-зелена обоеност. Лехателиеритот сличен на фулгуритите може да се произведе и преку контролирано (или неконтролирано) искрење на вештачка електрична енергија во медиум. Паднатите високонапонски далноводи произведоа светло обоени лехателиерити, поради вградувањето на бакар или други материјали од далноводите.[9] Светло обоените лехателиерити што личат на фулгурити обично се синтетички и го одразуваат вградувањето на синтетички материјали. Сепак, молњата може да удира во вештачки предмети, што резултира со обоени фулгурити.

Внатрешноста на фулгуритите од тип I (песочни) обично е мазна или обложена со фини меурчиња, додека нивната надворешна страна е обложена со груби седиментни честички или мали карпи. Другите видови фулгурити се обично везикуларни и може да немаат отворена централна шуплина; нивната надворешна страна може да биде порозна или мазна. Разгранувачките фулгурити покажуваат фрактална самосличност и структурна инвариантност на скалата како макроскопска или микроскопска мрежа од гранки слични на корен, и можат да ја прикажат оваа текстура без централни канали или очигледна дивергенција од морфологијата на контекстот или целта (на пр. листовидни стопени, карпести фулгурити). Фулгуритите се обично кревки, што го отежнува собирањето на големи примероци на терен.

Фулгуритите можат да надминат 20 сантиметри во дијаметар и можат да навлезат длабоко во подземјето, понекогаш и до 15 метри во длабочина,[10] иако тие можат да се формираат и директно на седиментна површина.[11] Еден од најдолгите фулгурити пронајдени во модерното време бил малку над 4.9 метри во должина, пронајдени во северна Флорида.[12] Музејот за природна историја Пибоди при Универзитетот Јеил изложува еден од најдолгите зачувани фулгурити, околу 4 метри во должина.[13] Чарлс Дарвин во „Патувањето на Бигл“ запишал дека цевки како овие пронајдени во Дриг, Камберленд, Велика Британија достигнале должина од 9.1 метри.[14][15] Фулгуритите кај езерото Винанс, округ Ливингстон, Мичиген, се ширеле дисконтинуирано во 30 метри опсег и веројатно ја вклучуваат најголемата пријавена фулгуритна маса некогаш откриена и опишана: нејзиниот најголем дел се протега околу 4,88м во должина во дијаметар 30 см.[4][16]

Класификација

[уреди | уреди извор]

Фулгуритите се класифицирани[17] во пет типа поврзани со видот на седимент во кој се формирал фулгуритот, и тоа:

  • Тип I – песочни фулгурити со тубуларна структура; нивната централна аксијална шуплина може да биде колабирана.
  • Тип II – почвени фулгурити; богати со стакло, и се формираат во широк спектар на седиментни состави, вклучувајќи почви богати со глина, со тиња, со чакал и лесоидни почви; можат да бидат тубуларни, разгранети, везикуларни, неправилни/шљакести, или да прикажуваат комбинација од овие структури, и можат да создаваат егзогени фулгурити (капковидни фулгурити).
  • Тип III – фулгурити од каличе или калциски седименти, со дебели, често површински застаклени зрнести ѕидови и калциум-богата стаклеста основна маса со малку или без стакло од лешателјерит; нивните форми се променливи, со чести повеќекратни тесни централни канали, и можат да го опфатат целиот спектар на морфолошка и структурна разновидност кај фулгуритските објекти.
  • Тип IV – карпести фулгурити, кои се јавуваат како кори на минимално изменети карпи, мрежи од тунелирање во карпите, везикуларни карпи дегазирани при удар (често застаклени со кора богата со силициди и/или метални оксиди), или како целосно витрифициран и густ карпест материјал, како и маси од овие форми со малку седиментна основна маса.
  • Тип V – [капковидни] фулгурити (егзогени фулгурити), кои покажуваат докази за исфрлање (на пр. сфероидни, филаментозни или аеродинамични форми),[18] и по состав се поврзани со фулгуритите од Тип II и Тип IV.
  • Фитофулгурит – предложена класа на објекти настанати од делумна до целосна измена на биомаса (на пр. треви, лишаи, мов, дрво) под дејство на молња,[19][20] опишани како „природни стакла формирани од молња облак–земја“. Тие се исклучени од класификациската шема бидејќи не се стакла, па затоа нивното класифицирање како подгрупа на фулгурити е дискутабилно.[18]

Значајност

[уреди | уреди извор]

Присуството на фулгурити во една област може да се искористи за проценка на фреквенцијата на молњите во одреден временски период, што може да помогне во разбирањето на минатите регионални клими. Палеомолњите се користат за проучување на различни индикатори за минати удари на молњи, првенствено во форма на фулгурити и потписи на преостаната магнетизација предизвикани од молњи.

Во фулгуритите се забележани многу материјали со висок притисок и висока температура. Познато е дека многу од овие минерали и соединенија се формираат и во екстремни средини како што се тестови на јадрено оружје, хиперзвучни удари и вселенска прашина. Шокираниот кварц за прв пат е опишан во фулгуритите во 1980 година.[21] Други материјали, вклучувајќи високо редуцирани легури на силициум-метал (силициди), фулеренските алотропи C60 ( бакминстерфулерени) и C70, како и полиморфи на SiO2 под висок притисок, оттогаш се идентификувани во фулгуритите.[4][8][16][22][23][24][25][26][27][28][29][30] Редуцирани фосфиди се идентификувани во фулгуритите, во форма на шрајберзит (Fe
3P и (Fe,Ni)
3P) и титаниум(III) фосфид.[4][27][31] Овие редуцирани соединенија се инаку ретки на Земјата поради присуството на кислород во атмосферата на Земјата, што создава оксидирачки површински услови.

Историја

[уреди | уреди извор]

Фулгуритските цевки биле спомнати од персиските полимати Авицена и Ал-Бируни во 11 век, без да се знае нивното вистинско потекло.[32] Понатаму, фулгуритите биле опишувани, но погрешно протолкувани како резултат на подземни пожари, лажно припишувајќи им лековити моќи, на пример од Леонард Дејвид Херман во 1711 година во неговата „Маслографија“.[33] Други познати природни научници, меѓу кои Чарлс Дарвин, Хорас Бенедикт де Сосир и Александар фон Хумболт, обрнале внимание на фулгуритите, меѓу кои само Дарвин забележал поврзаност со молњата, разработувајќи ја „мерката или дијаметарот на молњата“ што мора да ги предизвикала и осврнувајќи се на експериментите спроведени во Париз од М. Хашет и М. Бодан, кои успеале да создадат слични фулгурити при поминување на силни удари на галванизам низ ситно прашкасто стакло.

Во 1805 година, вистинскиот процес на формирање фулгурити со удари од гром во земјата го идентификувале земјоделецот Хенцен и минералогот и рударски инженер Јохан Карл Вилхелм Фојгт.[34] Во 1817 година, минералогот и рударски инженер Карл Густав Фидлер го објавил и сеопфатно го документирал феноменот во „Анали на физиката“.[35]

Наводи

[уреди | уреди извор]
  1. ↑ Sponholz, B.; Baumhauer, R.; Felix-Henningsen, P. (1 June 1993). „Fulgurites in the southern Central Sahara, Republic of Niger and their palaeoenvironmental significance“. The Holocene. 3 (2): 97–104. Bibcode:1993Holoc...3...97S. CiteSeerX 10.1.1.549.8976. doi:10.1177/095968369300300201. S2CID 56110306.
  2. ↑ Ann Cooper, Mary (1980-03-01). „Lightning injuries: Prognostic signs for death“. Annals of Emergency Medicine. 9 (3): 134–138. doi:10.1016/S0196-0644(80)80268-X. PMID 7362103. Посетено на 2019-06-16.
  3. ↑ Joseph, Michael L. (January 2012). „A Geochemical Analysis of Fulgurites: from the inner glass to the outer crust“ (PDF). Scholarcommons.usf.edu. Посетено на 2015-08-16.
  4. 1 2 3 4 Kristin, Block (January 2011). „Fulgurite Classification, Petrology, and Implications for Planetary Processes – The University of Arizona Campus Repository“ (PDF). Arizona.openrepository.com. Архивирано (PDF) од изворникот December 21, 2019. Посетено на 2015-08-16.
  5. ↑ „SGSMP : Lichtenberg figures“. Sgsmp.ch. 2005-07-28. Архивирано од изворникот на 2015-08-02. Посетено на 2015-08-16.
  6. ↑ Ouellette, Jennifer (23 July 2013). „Fermilab Physicist Makes "Frozen Lightning" Art with Accelerators“. Scientific American blog. Посетено на 11 August 2015.
  7. ↑ Essene, E. J.; Fisher, D. C. (1986-10-10). „Lightning Strike Fusion: Extreme Reduction and Metal-Silicate Liquid Immiscibility“. Science. 234 (4773): 189–193. Bibcode:1986Sci...234..189E. doi:10.1126/science.234.4773.189. PMID 17746479.
  8. 1 2 Gieré, Reto; Wimmenauer, Wolfhard; Müller-Sigmund, Hiltrud; Wirth, Richard; Lumpkin, Gregory R.; Smith, Katherine L. (2015-07-01). „Lightning-induced shock lamellae in quartz“. American Mineralogist. 100 (7): 1645–1648. Bibcode:2015AmMin.100.1645G. doi:10.2138/am-2015-5218. Посетено на 2015-08-16.
  9. ↑ „The Agatelady: Adventures and Events: More about Fulgurites“. 2014-09-18.
  10. ↑ W. Wright Jr., Fred (1988-07-01). „Florida's Fantastic Fulgurite Find“ (PDF). Weatherwise. 51 (4). Посетено на 2019-06-16.
  11. ↑ Ripley, George; Dana, Charles Anderson (1859). The New American Cyclopaedia. Appleton. стр. 2.
  12. ↑ Grapes, R. H. (2006). Pyrometamorphism. Springer. стр. 28. ISBN 978-3-540-29453-5.
  13. ↑ „New Peabody hall offering high-tech lessons about Earth and space“. Yale Bulletin & Calendar. 34 (30). June 9, 2006. Архивирано од изворникот на November 6, 2014. Посетено на 2013-12-26.
  14. ↑ „Presenting... Fulgurites“. Oum.ox.ac.uk. Посетено на 2015-08-16.
  15. ↑ The popular educator. 1860. Посетено на 2015-08-16.
  16. 1 2 Essene, E. J.; Fisher, D. C. (1986-10-10). „Lightning strike fusion: extreme reduction and metal-silicate liquid immiscibility“. Science. Science-AAAS. 234 (4773): 189–193. Bibcode:1986Sci...234..189E. doi:10.1126/science.234.4773.189. PMID 17746479.
  17. ↑ Pasek, Matthew A.; Block, Kristin; Pasek, Virginia (2012-04-24). „Fulgurite morphology: a classification scheme and clues to formation – Springer“. Contributions to Mineralogy and Petrology. 164 (3): 477–492. Bibcode:2012CoMP..164..477P. doi:10.1007/s00410-012-0753-5.
  18. 1 2 Pasek, Matthew A.; Block, Kristin; Pasek, Virginia (2012-04-24). „Fulgurite morphology: a classification scheme and clues to formation – Springer“. Contributions to Mineralogy and Petrology. 164 (3): 477–492. Bibcode:2012CoMP..164..477P. doi:10.1007/s00410-012-0753-5. S2CID 129095919.
  19. ↑ Plyashkevich, A.A.; Minyuk, P.S.; Subbotnikova, T.V.; Alshevsky, A.V. (December 2006). „Dokl. Earth Sc. 411 (2006)“. Doklady Earth Sciences. 411: 380–383. doi:10.1134/S1028334X16040139. S2CID 132342955.
  20. ↑ Plyashkevich, A.A.; Minyuk, P.S.; Subbotnikova, T.V.; Alshevsky, A.V. (April 2016). „Doklady Earth Sciences 467, no. 2 (2016)“. Doklady Earth Sciences. 467 (2): 1431–1434. doi:10.1134/S1028334X06090212. S2CID 140703063.
  21. ↑ Gailliot, Mary Patricia (1980-01-01). „Petrified Lightning“. Rocks & Minerals. 55 (1): 13–17. doi:10.1080/00357529.1980.11764615.
  22. ↑ Heymann, D. (1996). „Chemistry of Fullerenes on the Earth and in the Solar System : A 1995 Review“ (PDF). LPS. XXVII: 539. Bibcode:1996LPI....27..539H. Посетено на 2015-08-16.
  23. ↑ Macdonald, F.A.; Mitchell, K.; Cina, S.E. (2004). „Evidence for a Lightning-Strike Origin of the Edeowie Glass“ (PDF). Lunar and Planetary Science. XXXV. 1406. Bibcode:2004LPI....35.1406M. Посетено на 2015-08-16.
  24. ↑ Pasek, M.A.; Collins, G.S.; Melosh, H.J.; Atlas, Z. (2010). „Shocked Quartz in a Fulgurite“ (PDF). Meteoritics and Planetary Science. 73: 5211. Bibcode:2010M&PSA..73.5211P. Посетено на 2019-06-16.
  25. ↑ „Rapid Raman mapping of a fulgurite“. Anal Bioanal Chem. 397 (7): 2647–2658. 2015-04-20. doi:10.1007/s00216-010-3593-z. PMID 20229006.
  26. ↑ „A Raman spectroscopic study of a fulgurite | Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences“. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 368 (1922): 3087–3097. 2010-06-07. doi:10.1098/rsta.2010.0022. PMID 20529946.
  27. 1 2 Block, Kristin; Pasek, Matthew (August 2009). „Lightning-induced reduction of phosphorus oxidation state“. Nature Geoscience. 2 (8): 553–556. Bibcode:2009NatGe...2..553P. doi:10.1038/ngeo580.
  28. ↑ Sheffer, A.A.; Dyar, M.D.; Sklute, E.C. (2006). „Lightning Strike Glasses as an Analog for Impact Glasses“ (PDF). Lunar and Planetary Science. XXXVII. 2009. Посетено на 2015-08-16.
  29. ↑ Kochemasov, G.G. (1985). „Fulgurite“ (PDF). Lunar and Planetary Science. 1226. Посетено на 2015-08-16.
  30. ↑ Parnell, J.; Thackrey, S.; Muirhead, D.; Wright, A. (2008). „Transient High-Temperature Processing of Silicates in Fulgurites as Analogues for Meteorite and Impact Melts“ (PDF). Lunar and Planetary Science. XXXIX (1391). 1286. Bibcode:2008LPI....39.1286P. Посетено на 2015-08-16.
  31. ↑ „Fried Phosphate and Organic Survival : Lightning in Biogeochemical Cycles“ (PDF). Astrobiology Sciences Conference. 1538: 5261. 2010. Bibcode:2010LPICo1538.5261P. Посетено на 2015-08-16.
  32. ↑ Haschmi, Mohamed Yahia (1966). „Die geologischen und mineralogischen Kenntnisse bei Ibn Sīnā“ [The geological and mineralogical knowledge of Ibn Sīnā]. Zeitschrift der Deutschen Morgenländischen Gesellschaft (германски). 116: 44–59. ISSN 0341-0137. Посетено на 2024-04-23.
  33. ↑ Hermann, Leonhard David (1711). Maslographia oder Beschreibung Des Schlesischen Massel Im Oelß-Bernstädtischen Fürstenthum mit seinen Schauwürdigkeiten [Maslographia or A description of the Silesian Masłów in the principality of the Duke of Oels-Bernstadt along with its places of interest] (германски). Breßlau: Verlag von Christian Brachvogel. Посетено на 2024-04-23.
  34. ↑ Voigt, Johann Karl Wilhelm (1805). „Nachricht von den Blitzröhren“ [Information about lightning tubes]. Magazin für den neuesten Zustand der Naturkunde (германски). 10: 491–495. Посетено на 2024-04-23.
  35. ↑ Fiedler, Karl Gustav (1817). „Ueber die Blitzröhren und ihre Entstehung“ [About lightning tubes and their origin.]. Annalen der Physik (германски). Leipzig: Ludwig Wilhelm Gilbert. 55 (zweites Stück): 121–164. Bibcode:1817AnP....55..121F. doi:10.1002/andp.18170550202. Посетено на 2024-04-23.

Надворешни врски

[уреди | уреди извор]
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Фулгурит&oldid=5528065“