المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية



زجاج السيلكا  
  
1090   01:35 صباحاً   التاريخ: 2023-06-14
المؤلف : علي عبد الله بركات
الكتاب أو المصدر : النيازك في التاريخ الإنساني
الجزء والصفحة : ص171–176
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء والعلوم الأخرى / الفيزياء الكيميائية /

من بين أهم أنواع المواد الزجاجية التي ارتبط تكونها بالصدمات النيزكية؛ زجاج السيلكا المصري، الذي يُعرف في غالبية المراجع العلمية باسم «الزجاج الليبي». وزجاج السيلكا عبارة عن مادة زجاجية طبيعية فريدة من نوعها، لا يوجد لها نظير على مستوى العالم، وإن بدَتْ لغير المتخصصين، كما لو كانت زبرجدًا حقيقيًّا؛ حيث غالبية كسراتها تميل إلى اللون الأخضر الداكن أو الفاتح. وتوجد على هيئة كسرات مختلفة الأحجام، متناثرة على سطح الأرض أو مدفونة جزئيًا أو كلية في الرمال التي تغطّي غالبية مكاشف صخور المنطقة، ومختلطة بكسرات مشتقة من الصخور التي تتكون منها المنطقة. وتوجد هذه المادة الفريدة على طرف الجزء الجنوبي الغربي من بحر الرمال العظيم، بالصحراء الغربية المصرية، وعلى بعد حوالي 50 كم من خط الحدود السياسية بين مصر وليبيا، في منطقة من أشد بقاع العالم جفافًا الآن. وتوصف المنطقة التي توجد بها كسرات زجاج السيلكا، على أنها عبارة عن سهل منبسط نسبيًّا من الحجر الرملي الذي ينتمي إلى عصر الطباشيري العلوي، ولا يوجد بها الكثير من الظواهر الطبوغرافية المميزة، سوى تل مرتفع نسبيًّا (96م)، عن مستوى سطح المنطقة المحيطة يُعرف باسم «قارة الحنش»، وعدد قليل من التلال المتوسطة الارتفاع المتناثرة بمنتصف المنطقة ومن حولها. وتغطي المنطقة جزئيا الرواسب المفككة من حصى ورمال، والكثبان الرملية الطولية، التي تمتد عشرات الكيلومترات من الشمال إلى الجنوب في شبه انتظام، وترتفع إلى حوالي 100 متر عن مستوى سطح الأرض، وتنفصل عن بعضها البعض بمناطق صخرية، أو مغطاة جزئيا بالرمال والحصى وسائر الرواسب المفككة، الناشئة أصلا من فعل الرياح على الصخور المكونة للمنطقة. وأقرب الواحات المصرية إلى المنطقة واحة الداخلة التي تقع على بعد حوالي 300 كم إلى الشرق من منطقة توزيع زجاج السيلكا، وواحة الكفرة في ليبيا. ويمكن بصعوبة الوصول إلى المنطقة عن طريق واحة سيوة من الشمال، بقطع مسافة 400 كم، خلال بحر الرمال العظيم. كما يمكن الوصول إليها من الجنوب، عن طريق الدوران والمرور إلى الغرب من هضبة الجلف الكبير.

وتوجد الغالبية العظمى من مادة زجاج السيلكا على هيئة كسرات صغيرة الأحجام، ولا تزيد عن بضعة سنتمترات. وأكبر قطعة معروفة يبلغ وزنها حوالي 26 كيلوجرامًا. وتوجد قطع متوسطة الأحجام تصل أبعادها بضعة سنتمترات، وتصل أوزانها 4 كيلوجرامات. وتتكون مادة زجاج السيلكا أساسًا من السيلكا (ثاني أكسيد السيليكون)، الذي تبلغ نسبتها بها حوالي 98%. كما تحتوي على أكاسيد عناصر أخرى بنسبٍ بسيطة، منها أكاسيد الحديد والألومنيوم، والكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم، وهي بهذا التركيب تشبه إلى حد كبير الزجاج الصناعي. ومادة زجاج السيلكا مادة شفافة إلى نصف شفافة، تتباين ألوانها تباينًا كبيرًا، فمنها الأبيض ومنها الأسود والرمادي الضارب إلى الزرقة. إلا أن اللون الغالب هو الأخضر الغامق أو الفاتح أو الأخضر المائل إلى الاصفرار. ومن هنا فإن زجاج السيلكا يبدو كما لو كان زبرجدًا حقيقيًّا. وفي التصنيف الذي أعده الدكتور درويش الفار لمجموعة زجاج السيلكا ضمن معروضات المتحف الجيولوجي، على حسب اللون، يظهر فيه قسم من زجاج السيلكا شبيه بالزبرجد. 39 وتبلغ صلابة زجاج السيلكا حوالي 6 درجات على مقياس موه للصلابة. وبذلك تقارب صلابة هذه المادة صلابة الزبرجد الحقيقي. وتحتوي بعض عينات زجاج السيلكا على فقاعات هوائية حبيسة، ومكتنفات من معادن أخرى، تبدو على هيئة بقع بيضاء. وبينت الدراسات المختلفة – التي أجريت لتحديد العمر الجيولوجي أو عمر تكوين زجاج السيلكا، بطرق عديدة، منها طريقة النظائر المشعة، وطريقة تحليل مسارات الانشطار – أنه تكون من حوالي 25 إلى 33 مليون سنة، بمتوسط عمر يقارب 28.5 مليون سنة. 40

ويعتبر أصل زجاج السيلكا من أهم المشاكل الجيولوجية، في مصر والعالم؛ ومن ثم فقد ظل السؤال عن كيفية تكون هذه المادة مطروحًا ، بدون وجود إجابة مقنعة عشرات السنين. ولعل السبب في ذلك اهتمام الدراسات التي أجريت بهذا الخصوص – إلى وقت قریب – على مادة زجاج السيلكا ذاته، دون اهتمام يذكر بالمنطقة التي يوجد بها، ودون الاهتمام بالظواهر الجيولوجية، أو دراسات جادة على المكاشف الصخرية. ولا حيدة عن تسجيل أن الرحلات التي كانت تنظم إلى منطقة زجاج السيلكا كانت تهدف في الأساس إلى جمع أكبر كمية ممكنة من هذه المادة، ونقلها إلى الخارج بغية دراستها، أو توزيعها على المتاحف، لكن يجب الإشارة إلى أن الدراسات التي أجريت على مادة زجاج السيلكا ذاتها أثرت المعارف الخاصة بالمواد الزجاجية التي تنتشر في بقاع عديدة من العالم. وأن هذه الدراسات كانت مفتاحًا مهما لإثبات فرضية الصدمة النيزكية، التي كونت زجاج السيلكا. وقد أدى ذلك إلى ظهور عددٍ من الفرضيات العلمية، عن كيفية نشأته ومكان تكونه. ويمكن إيجازها في ثلاثة فروض رئيسية؛ فرضية الأصل الأرضي الخالص، وفرضية الأصل السماوي الخالص، وفرضية الأصل الأرضي السماوي. يفترض بعض الباحثين أن زجاج السيلكا عبارة عن مادة سماوية (أي أنها ضَرْب من النيازك الغريبة)، مشتقة من مصادر سماوية غير معروفة. ويرى باحثون من أنصار هذه الفرضية أنها مشتقة من صخور القمر، تحديدًا الزجاج البركاني القمري. 41 ولا يحظى هذا الرأي بقبول واسع بين الأوساط العلمية. كما يواجه اعتراضات منطقية، من قبيل أن مادة زجاج السيلكا تتكون من نسبة عالية من ثاني أكسيد السيلكون، لا تتناسب مع مكونات صخور قشرة القمر التي يغلب عليها الصخور البازلتية. فلو فرضنا أن مادةً زجاجية اشتقَّتْ من صخور القمر، فإنها لا يمكن أن تحتوي على هذه النسبة العالية من السيلكا، بل تحتوي على عناصر أخرى تجعلها تميل إلى الصخور القاعدية، لا إلى الصخور الحمضية. كما أن هناك صعوبة في تفسير كيفية نزع كمية كبيرة من صخور القمر، ودفعها بقوة كي تفلت من جاذبية القمر. صحيح أن هناك صخورًا من القشرة القمرية، تسقط على سطح الأرض على هيئة نيازك، لكنها في الواقع صغيرة الحجم.

ويرى عدد قليل من الباحثين أن زجاج السيلكا مادة أرضية خالصة، تكونت تحت ظروف جيولوجية عادية، شأنها شأن الصخور الرسوبية الأخرى كالكالسيدوني. ويرى أنصار هذا الفرض أنها تكوَّنَتْ من ترسيبات محاليل في مياه البرك. 42 ومنهم من يدعي أنها تكونت من نواتج بركانية، أو من تأثيرات حرارة أرضية، على صخور المنطقة، نشأت من احتراق طبقة من الفحم. ولا يحظى هذا الرأي أيضًا بقبول كبير بين الأوساط العلمية؛ فرواسب البرك التي يرى البعض أن زجاج السيلكا تكون فيها أحدث في العمر الجيولوجي (هولوسين)، عن العمر المقدَّر لزجاج السيلكا. كما لا توجد دلائل على وجود طبقة الفحم الضخمة التي احترقت وصهرت صخور الحجر الرملي وكونت زجاج السيلكا، ولا توجد دلائل على وجود أي أنشطة بركانية في المنطقة.

وتلقى نظرية الصدمة النيزكية القبول من قبل العديد من الباحثين. ويرى أنصارها أن زجاج السيلكا تكون من تأثير الحرارة المتولدة من ارتطام جرم سماوي على كثبان رملية أو حجر رملي نقي؛ إذ الحرارة العالية صهرت الصخور، وتكون عنها مصهور تصلد سريعًا مكونا هذه المادة الزجاجية، ولكن أين حدث ذلك؟ ظل هذا السؤال بدون إجابة وافية فترةً كبيرةً من الزمن. فعدم التعرف على وجود شواهد الصدمة بالمنطقة فتح الباب لظهور اجتهاداتٍ عديدةٍ بين أنصار فرضية الصدمة، لا تقل غرابةً عن الفروض الأخرى؛ فالبعض يرى أنها تكونت في مكان بعيد عن موقعها الحالي، خارج الحدود المصرية، خاصة في ليبيا، نظرًا لوجود تراكيب دائرية تبعد حوالي 150 كم إلى الغرب من موقع زجاج السيلكا، لكنه لا يقدم تعليلا وافيًا عن الكيفية التي انتقل بها من هذه الأماكن إلى موضعه، كفُوّهات ليبيا لم يثبت بالفعل تكونها بالصدمات النيزكية. وتوافرت دلائل قوية في الآونة الأخيرة، على وجود شواهد الصدمة النيزكية في المنطقة ذاتها، دون الحاجة إلى البحث عن موقع الصدمة خارج نطاق المنطقة، كما أشارت دراسات أخرى سابقة. وثبت أن زجاج السيلكا مرتبط أصلا بصخور الحجر الرملي بالمنطقة، وليس برواسب البرك كما يدعي أنصار الفرض.

إذ تم الكشف عن وجود شروخ دقيقة (مجهرية) في بنية معدن الكوارتز، الذي يكون الحجر الرملي بالمنطقة وهذه الشروخ تتبع مستويات بلورية مميزة ولا تنشأ إلا من الصدمات النيزكية. وتم تسجيل وجود صخر البريشيا، الذي يرتبط تكونه بالصدمة النيزكية التي وقعت على المنطقة. وثبت وجود حبيبات من الحديد – كروم – نيكل ببعض عينات البريشيا من المنطقة. وهذه تشبه مثيلاتها التي اكتشفت في فوهة «الريس»، بألمانيا، واعتبرَتْ من أقوى الدلائل على وجود صدمة نيزكية، خاصة بنيزك كربوني. إذن فوجود هذه الحبيبات الدقيقة لا يدل على الصدمة وحسب، بل يحدد نوع النيزك الذي ضرب الأرض. 43

ويرجع الاهتمام العلمي بزجاج السيلكا إلى 29 ديسمبر عام 1932م على إثر إعادة اكتشافه من قبل المستر «باتريك كليتون»، من مصلحة المساحة المصرية، أثناء قيامه بأعمال مساحية تتعلق بالظواهر الطبوغرافية في الجزء الجنوبي الغربي من الأراضي المصرية. وأعاد هذا الكشف إلى دائرة الضوء ما ذكره (فريسنل) في عام 1850م من أن «الحاج حسين» الذي كان يقود قافلة من الجمال في عام 1846م، تحركت من واحة الكفرة (في ليبيا) قاصدة أبا منقار (واحة الفرافرة في مصر) لاحظ وجود كميات كبيرة من كسرات الزجاج على سطح الأرض، على مسافة تقدر بمسيرة يومين إلى ثلاثة أيام من الكفرة نحو أبي منقار. 44

ولم يكن «باتريك كليتون» ولا الحاج حسين أول من عرفا زجاج السيلكا؛ إذ إن زجاج السيلكا اكتشف أول الأمر من قبل إنسان العصور الحجرية، الذي كان يقطن المناطق الجنوبية الغربية، من الأراضي المصرية، والمناطق المجاورة من الأراضي الليبية، خلال زمن ما قبل التاريخ، وقت أن كان المناخ مواتيًا، وكانت المياه متوفرةً بتلك البقاع الجافة الآن. واستغل إنسان العصور الحجرية زجاج السيلكا في صناعة الأدوات الحجرية، بل استحسن هذه المادة، ونقلها إلى أماكن بعيدة عديدة منها على سبيل المثال، منطقة أبي بلاص والجلف الكبير، والعوينات، وبالقرب من واحة الكفرة، في ليبيا. وما زالت بقايا كسرات زجاج السيلكا، المتخلفة عن أنشطة الإنسان القديم، تُوجد في بعض المواقع بالمنطقة ذاتها. وهي التي يحلو للباحثين إطلاق تسمية «الورش» عليها، باعتبارها تمثل مراكز تشكيل الأدوات الحجرية قديمًا وتوجد قطع من الزجاج ضمن مخلفات العصور الحجرية القديمة التي عثر عليها في منطقة الخارجة محافظة الوادي الجديد.

وعرف المصري القديم في وادي النيل زجاج السيلكا، واستغله كحجر كريم؛ إذ تم الكشف مؤخرًا عن وجود فص صغير من مادة زجاج السيلكا، في قلادة ذهبية مطعمة بعدد كبير من الأحجار الكريمة الأخرى، من مقتنيات «توت عنخ آمون» (1336 ق.م.) الموجودة بالمتحف المصري. ولما كانت مادة زجاج السيلكا لا توجد إلا في مكان واحد على منطقة مستوى العالم، وهي بحر الرمال العظيم بالصحراء الغربية المصرية، فإن ذلك يعني أن قدماء المصريين وصلوا إلى هذا الموقع، وجلبوا هذه المادة الفريدة، أو اتصلوا بشكل أو بآخر مع سكان التخوم الجنوبية الغربية آنذاك. ويؤكِّد هذا الكشف اهتمام الإنسان عبر العصور بزجاج السيلكا.

وظهرت في الفترة الأخيرة دراسة 45 تؤكد معرفة الرحالة العرب لهذه المادة الفريدة، قبل أن يكتشفها «باتريك كليتون» في عام 1932م بألف سنة تقريبًا؛ إذ ذكر الجغرافي والرحالة المعروف الإصطخري، الذي عاش في القرن العاشر الميلادي، في كتابة المعنون «المسالك والممالك» 46 وجود معدن الزبرجد في الجزء الجنوبي من مصر. وقد حدد الموقع الذي يوجد فيه الزبرجد على الجزء الجنوبي الغربي من نهر النيل، وإلى الغرب من الواحات، على الخريطة التي رسمها لمصر، في هذا الكتاب، لكن عدم وجود معدن الزبرجد بالصحراء الغربية، أو أي مادة أخرى – غير زجاج السيلكا – يمكن أن تتشابه والزبرجد، يؤكد على أن الإصطخري يعني بالزبرجد مادة زجاج السيلكا، التي تشبه إلى حد كبير الزبرجد. وهذا من شانه أن يؤكد معرفة العرب بهذه المادة الفريدة، قبل إعادة اكتشافها من قبل باتريك كليتون في عام 1932م.

 

_____________________________________________

هوامش

(39) Giegengack, R. and Issawi, B. (1975): Libyan Desert Silica glass; A summary of the problem of its origin. Ann. Geol. Surv. Egypt, 5, p. 105–118

(40) Bigazzi, G. and de Michele, V. (1996): New fission-track age determinations on impact glasses. Meteoritics Planet. Sci., 31, p. 234–236

(41) Futrell, D. S. and O’Keefe, J. A. (1997): A brief discussion of the petrogenesis of Libyan Desert glass. Sahara, special issue “Silica“96” Meeting” July 18, 1996, p. 115–120

(42) Jux, U. (1983a): Diagenetic silica glass (formerly related to astroblemes) from the western Desert, Egypt. Annals Geol. Surv. Egypt, 13, p. 99–108

(43) Barakat, A. A. (2005): Meteorite impact effects in the Libyan glass area, southwestern Egypt. Ph. D. Thesis, Cairo University

(44) Fresnel, F. (1850): Memoire de M. Fresel sur le Waday. Bull. Ste de Gegraphie, Tome XIII, Serie III, B2

(45) Barakat, A. A. (2006): A Tenth Century reference to Libyan Desert glass. Meteorite, 10 (3), p. 27-28

 (46)الإصطخري، أبو إسحق إبراهيم بن محمد الفارسي المعروف بالكرخي، المسالك والممالك، تحقيق: د. محمد جابر عبد العال الحيني، مراجعة: محمد شفيق غربال، وزارة الثقافة، القاهرة، مصر، الطبعة الأولى، 1961.

 




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.