Произходът на тектитите

Тектитите са стъклени обекти със загадъчен произход, които се намират в някои райони на Земята. Строежът и свойствата на тектитите са добре изучени, но не е установено къде и как са се образували. Заинтригуван съм от този въпрос отдавна, още откакто за първи път прочетох за тях в едно старо списание "Космос".
Амбицирах се да намеря решение един път завинаги за себе си, като се опирам на установените факти. Събрах някои данни за индошинитите от различни източници, както и от свои собствени измервания.

Общи сведения

Тектитите са неголеми тела от стъкло, преобладаващата част от съдържанието на което се състои от SiO₂. Срещат се в почвата, в повърхностните слоеве. Най-често са маслиненозелени или кафяви до черни, непрозрачни . Имат овална, сферична, лещовидна или неправилна форма с грубо набраздена повърхност. Размерите им са от порядъка на сантиметри. Счита се, че имат естествен произход.

Съществуват различни видове тектити, които носят името на мястото, където са намерени. Широко разпространени са австралитите, които се намират в Австралия и имат интересни форми, например наподобяващи летяща чиния, пръстен или копче.
Формата на тектитите показва, че те сякаш са летели с голяма скорост преди да се втвърдят. Тектити с уникални, добре запазени аеродинамични форми могат да бъдат обект на колекциониране и значителен интерес.

Например, една интересна колекция от тектити на Guido von Berg:
http://www.meteorite-times.com/Back_Links/2004/September/Meteorite_People.htm

Особено разпространени са така наречените индошинити (англ. indochinite), които се намират в Китай и Виетнам. Размерите на индошинита на следващата снимка са приблизително 33 x 25 mm. Това всъщност е парче от по-голям образец, най-вероятно от южен Китай.

Индошинитът изглежда черен, но отчупените тънки пластинки от него са прозрачни, с кафяв цвят, който е характерен диагностичен признак.

Самото наименование "тектит" произлиза от гръцката дума τηκτός (tektos) - разтопяван. Тектитите със сигурност не са обикновени вулкански стъкла. Изказвани са предположения за техния извънземен произход. В момента се счита, че тектитите най-вероятно са се образували от разтопени земни скали при падането на гигантски метеорити, но въпреки това се различават значително от обикновените импактни стъкла.
В това е загадката.

Състав и свойства

По K-Ar метода на датиране, възрастта на образуване на индошинитите е определена на около 730000 (от 670000 до 790000) години. Това е времето на последното стопяване на тяхното вещество. Между другото, по това време (палеолит) човекът вече е съществувал.

Химичният състав (в тегловни %) на нормален индошинит е следния:
SiO₂ 73.3%, Al₂O₃ 13.1%, FeO 4.49%, K₂O 2.36%, CaO 2.17%, MgO 2.00%, Na₂O 1.27%, TiO₂ 0.89%.
А съдържанието на микроелементи в ppm (μg/g) е:
Mn - 730, Ba - 365, Zr - 320, Cr - 80, V - 76, Y - 31, Ni  - 16, B - 12, Co - 11, Cu - 4.

В някои индошинити са открити сферули от никелово желязо, съпътствани от включения от троилит и шрайберзит, които са типични за железните метеорити.

Тектитите въобще се характеризират с почти пълното отсъствие на вода (100 пъти по-малко от вулканското стъкло и 10 пъти по-малко от атомните импактити). Способността на тектитите да се намагнитват е нулева (докато при вулканското стъкло е значителна, а при атомните импактити  също е забележима). Това показва, че тектитите са се образували при много по-различни условия.

Сравнение с различни скали

При сравняване на плътността на естествените стъкла с плътността на индошинитите се вижда, че те съответстват по плътност на андезитовото стъкло:

2.330-2.413 g/cm³  - риолитов обсидиан
2.400-2.573 g/cm³  - андезитово стъкло
2.435-2.467 g/cm³  - трахитов обсидиан
2.520-2.580 g/cm³  - левцито-нефелиново стъкло
2.704-2.851 g/cm³  - базалтово стъкло
2.428 g/cm³  - индошинит

В зависимост от съдържанието на SiO₂ скалите се делят на следните групи:

•  Ултраосновни скали (дунити): SiO₂ < 45%
•  Основни скали (базалти, габро): SiO₂ 45-52%
•  Средни скали (диорити, андезити): SiO₂ 52-65%
•  Кисели скали (гранити, гранодиорити): SiO₂ > 65%

Каменните метеорити - хондрити представляват вещество, за което се счита, че е близко до първичното недиференцирано вещество, от което са се образували планетите. Хондритите имат съдържание на SiO₂ 23-42% и са близки до ултраосновните скали.

За сравнение, в следващата таблица е представено съдържанието (в μg/g) на калий и микроелементи в хондритите, различните групи скали и индошинитите.

Елемент	Хондрити	Ултра- основни	Основни	Средни	Кисели	Индошинити
K	850	300	8300	23000	33400	12953
Cr	2500	2000	200	50	25	80
Mn	2000	1500	200	1200	600	730
Co	800	200	45	10	5	11
Ni	13500	2000	160	55	8	16
Cu	100	20	100	35	20	4
Zr	30	30	100	260	200	320
Th	0.04	0.005	3	7	18	8.1
U	0.015	0.003	0.5	0.00018	3.5	0.8
Отно- шение
K/U	56667	105	16600	~1.3x108	9543	16191
Th/U	2.67	1.67	6	38889	5.14	10.13
Ni/Co	16.9	10.0	3.6	5.5	1.6	1.5
Ni/Cu	135	100	1.6	1.57	0.4	4

Клетките от таблицата, в които има интерсни близки съвпадения, са оцветени.
Вижда се, че при индошинитите:

• Съдържанието на кобалт (11) почти съвпада със съдържанието при средните скали (10)
• Съдържанието на торий (8.1) също е много близко до съдържанието при средните скали (7)
• Съдържанието на уран (0.8) е много близко до съдържанието при основните скали (0.5)
• Отношението K/U (16191) почти съвпада с това отношение при основните скали (16600)
• Отношението Ni/Co (1.5) почти съвпада с това отношение при киселите скали (1.6)

По тези признаци може да се направи извод, че индошинитите са подобни на основните, средните и киселите скали, но са напълно различни от ултраосновните скали и хондритите.

По съдържанието на мед (изключително малко - 4μg/g) и цирконий (изключително голямо - 320μg/g), индошинитите се различават максимално от хондритите, а и от всички други скали.
По съдържанието на микроелементите Cr, Mn, Ni индошинитите също се различават максимално от хондритите и ултраосновните скали.

Отношението Th/U има характерни стойности за всеки тип скали (например при земните седиментни скали е 3.5), а при индошинитите има междинна стойност (между основните и средните скали).

Радиоизотопи

Радиоактивността на индошинита е по-малка от естествената радиоактивност на гранитите. Откриват се само естествените радиоизотопи калий-40 и продуктите от разпада на урана и тория.
В гама-спектъра на индошинита не се забелязват никакви пикове на космогенни радиоизотопи.
Най-дългоживеещият космогенен радиоизотоп ²⁶Al има период на полуразпад ~717000 години, сравним с възрастта на индошинита (~730000 години), и щеше да се открива, ако е имало значително количество от него към момента на образуването на индошинита.
Следователно индошинитът не е бил изложен значително време на въздействието на космическите лъчи към момента на образуването си.

Най-големият пик в гама-спектъра на индошинита е 1460.81 keV   (⁴⁰K), което е нормално при значителното съдържание на калий.

Силно изразени са пиковете на следните дъщерни изотопи на тория:
238.63 keV   ²¹²Pb  (²³²Th)
911.21 keV   ²²⁸Ac  (²³²Th)
968.97 keV   ²²⁸Ac  (²³²Th)

Това се дължи на характерното за индошинитите значително преобладаване на тория над урана.

Други, по-слаби пикове са:
351.92 keV   ²¹⁴Pb  (²³⁸U)
583.19 keV   ²⁰⁸Tl   (²³²Th)
609.31 keV   ²¹⁴Bi   (²³⁸U)

Изводи

По своя химичен състав индошинитите се различават много от ултраосновните скали и хондритите. При индошинитите сякаш нещо е смесило характерни признаци на основни, средни и кисели скали. Не се откриват космогенни радиоизотопи, което показва, че индошинитите изглежда не са престояли значително време в космическото пространство към момента на последното им разтопяване.