發現過程
斯石英是用於驗證古代恐龍滅絕的原因之一的“撞擊說”。普通的沙子在超高壓的狀態下變成為緻密的“斯石英”,它在自然狀態下經歷數百萬年的反彈,又會恢復為沙子。
1961年一位名叫S.M.斯季紹夫的前蘇聯科學家發現,如果二氧化矽(即非常純的沙子)處於超高壓的狀態,那么它的原子相距很近,從而變得極為緻密。一立方英寸被壓扁的沙子比一立方英寸普通的沙子要重得多。這種被壓扁的沙子因此被稱為“斯石英”。
主要性質
斯石英易受衝擊熱效應破壞,保存量很少,故在鏡下通常不易辨別,只能用X射線來鑑別,有5~12條譜線。斯石英可作為鑑別撞擊坑的可靠標誌,用於驗證古代恐龍滅絕的原因之一的"撞擊說"。
普通的沙子在超高壓的狀態下變成為緻密的"斯石英","斯石英"在自然狀態下經歷數百萬年的反彈,又會恢復為沙子。在實驗室里,用攝氏850度的高溫把"斯石英"加熱30分鐘,會變為普通的沙子。
成分簡介
斯石英並不十分穩定,原子之間靠得太近以至於它們又出現相互排斥的趨勢,最後又變為普通沙子。然而,由於原子之間結合得極為緻密,所以這種反彈變化進行得非常緩慢,從而使斯石英可保持數百萬年。
金剛石的形成與此相同。金剛石中的碳原子被擠壓得異常緊密,它們同樣存在一個向外擴散並且恢復為普通碳的趨勢。在通常條件下,這也需要數百萬年。
如果你把溫度升得足夠高,就可使這種變化加快。增溫可以增加原子的能量,使它們之間能夠相互分離,返回到原始狀態。因此,如果在850℃的溫度下把斯石英加熱30分鐘,它將變為普通沙子。(你也可以在真空中對金剛石加熱,從而把它恢復到原始碳的狀態,但誰願意這樣做呢?)
斯石英可以在實驗室製造,但它們在自然界存在嗎?是的。然而它們只出現在沙子被強烈擠壓的地方。
例如,在一些地方已經發現了斯石英,而且有證據顯示這些地區曾經受到巨大隕石的撞擊。撞擊所產生的巨大壓力形成了斯石英。另外,在進行過核子彈爆炸實驗的場地也發現了斯石英,它是由膨脹火球的巨大壓力形成的。
撞擊學說
似乎可以肯定地說,斯石英也應該出現在壓力極高地地殼深處。在這種情況下,它可通過火山噴發被攜帶到地表。然而,噴發溫度極高,岩石會被熔化,所以任何由火山攜帶而來的斯石英都被轉化為普通的二氧化矽。事實上,在火山活動地區至今沒有發現過斯石英。
那么,你可能會說在斯石英出現的地方肯定發生過撞擊,而且肯定沒有發生過火山活動。亞里桑那大學的J.F.麥克霍恩和幾位合作者研究了新墨西哥州拉頓地區的岩層。岩層的年齡為6500萬年,因此可以追溯到恐龍滅絕的年代。他們在1989年3月1日宣布,利用測試固體物質中的原子排列的現代技術,即核磁共振和X光衍射,他們確實檢測到了在斯石英中存在的一種原子排列。種種情況顯示,在6500萬年以前曾有一次巨大的撞擊並形成了數噸重的斯石英。這些斯石英在沉降之前曾被濺起到平流層中。那么,造成恐龍滅絕的原因不是火山活動,而應該是撞擊。