Фулгурит

Фулгурит —, 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). 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. Ова резултира со формирање на обично шупливи и/или везикуларни, разгранети склопови од стаклести цевки, кори и згрутчени маси. 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.
1 Опис
Фулгуритите се формираат кога гром ќе ја погоди земјата, спојувајќи и истакнувајќи ги минералните зрна. Примарната фаза на SiO<sub>2</sub> 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 SiO<sub>2</sub>, еден вид полиморфизам. Ова е исто така познато во колоквијалниот јазик како шокиран кварц.
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. 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, иако тие можат да се формираат и директно на седиментна површина. Еден од најдолгите фулгурити пронајдени во модерното време бил малку над 4.9 метри во должина, пронајдени во северна Флорида. Музејот за природна историја Пибоди при Универзитетот Јеил изложува еден од најдолгите зачувани фулгурити, околу 4 метри во должина. Чарлс Дарвин во ''„Патувањето на Бигл“'' запишал дека цевки како овие пронајдени во Дриг, Камберленд, Велика Британија достигнале должина од 9.1 метри. 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.
1.1 Класификација
Фулгуритите се класифицирани 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), 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, 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.
2 Значајност
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. Други материјали, вклучувајќи високо редуцирани легури на силициум-метал (силициди), фулеренските алотропи C<sub>60</sub> ( бакминстерфулерени) и C<sub>70</sub>, како и полиморфи на SiO<sub>2</sub> под висок притисок, оттогаш се идентификувани во фулгуритите. Редуцирани фосфиди се идентификувани во фулгуритите, во форма на шрајберзит ( и ) и титаниум(III) фосфид. Овие редуцирани соединенија се инаку ретки на Земјата поради присуството на кислород во атмосферата на Земјата, што создава оксидирачки површински услови.
3 Историја
Фулгуритските цевки биле спомнати од персиските полимати Авицена и Ал-Бируни во 11 век, без да се знае нивното вистинско потекло. 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“.'' 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. Во 1817 година, минералогот и рударски инженер Карл Густав Фидлер го објавил и сеопфатно го документирал феноменот во „''Анали на физиката“''.