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Fulgurita

Fulgurita
Secciones típicas de fulgurita rota

Las fulguritas (del latín fulgur  , «rayo» e -ita ), comúnmente llamadas « rayos fosilizados », son tubos, grumos o masas naturales de tierra , arena , roca, restos orgánicos y otros sedimentos sinterizados , vitrificados o fundidos que a veces se forman cuando los rayos caen en el suelo. Cuando están compuestas de sílice, las fulguritas se clasifican como una variedad del mineraloide lechatelierita .

Cuando un rayo nube-tierra de polaridad negativa común se descarga en un sustrato de conexión a tierra, se pueden salvar más de 100 millones de voltios (100 MV) de diferencia de potencial. [2] Dicha corriente puede propagarse en arena cuarzosa rica en sílice , suelo mixto, arcilla u otros sedimentos, vaporizando y derritiendo rápidamente materiales resistentes dentro de un régimen de disipación tan común. [3] Esto da como resultado la formación de ensamblajes generalmente huecos y/o vesiculares, ramificados de tubos vítreos , costras y masas agrupadas. [4] Las fulguritas no tienen una composición fija porque su composición química está determinada por las propiedades físicas y químicas de cualquier material que sea alcanzado por el rayo.

Las fulguritas son estructuralmente similares a las figuras de Lichtenberg , que son los patrones de ramificación producidos en las superficies de los aisladores durante la ruptura dieléctrica por descargas de alto voltaje, como los rayos. [5] [6]

Descripción

Las fulguritas se forman cuando un rayo cae al suelo, fusionando y vitrificando los granos minerales. [7] La ​​fase primaria de SiO2 en las fulguritas tubulares comunes es la lechatelierita , un vidrio de sílice amorfo . Muchas fulguritas muestran alguna evidencia de cristalización: además de los vidrios, muchas son parcialmente protocristalinas o microcristalinas . Debido a que las fulguritas son generalmente amorfas en estructura, las fulguritas se clasifican como mineraloides . Las temperaturas máximas dentro de un canal de rayo superan los 30.000 K, con suficiente presión para producir características de deformación plana en SiO2 , un tipo de polimorfismo . Esto también se conoce coloquialmente como cuarzo chocado . [8]

Las propiedades materiales (tamaño, color, textura) de las fulguritas varían ampliamente, dependiendo del tamaño del rayo y de la composición y contenido de humedad de la superficie impactada por el rayo. La mayoría de las fulguritas naturales caen en un espectro que va del blanco al negro. El hierro es una impureza común que puede resultar en una coloración verde parduzco profunda. La lechatelierita similar a las fulguritas también se puede producir mediante un arco eléctrico artificial controlado (o no controlado) en un medio. Las líneas eléctricas de alta tensión caídas han producido lechatelieritas de colores brillantes, debido a la incorporación de cobre u otros materiales de las líneas eléctricas. [9] Las lechatelieritas de colores brillantes que se parecen a las fulguritas suelen ser sintéticas y reflejan la incorporación de materiales sintéticos. Sin embargo, los rayos pueden caer sobre objetos artificiales, lo que da como resultado fulguritas de colores.

El interior de las fulguritas de tipo I (arena) normalmente es liso o está revestido de burbujas finas, mientras que sus exteriores están recubiertos de partículas sedimentarias ásperas o pequeñas rocas. Otros tipos de fulguritas suelen ser vesiculares y pueden carecer de un tubo central abierto; sus exteriores pueden ser porosos o lisos. Las fulguritas ramificadas muestran autosimilitud de tipo fractal e invariancia de escala estructural como una red macroscópica o microscópica de ramificaciones similares a raíces, y pueden mostrar esta textura sin canales centrales o divergencia obvia de la morfología del contexto o el objetivo (por ejemplo, material fundido en forma de lámina, fulguritas de roca). Las fulguritas suelen ser frágiles, lo que dificulta la recolección de campo de grandes especímenes.

Las fulguritas pueden superar los 20 centímetros de diámetro y pueden penetrar profundamente en el subsuelo , a veces apareciendo hasta 15 m (49 pies) debajo de la superficie que fue golpeada, [10] aunque también pueden formarse directamente sobre una superficie sedimentaria. [11] Una de las fulguritas más largas que se han encontrado en los tiempos modernos tenía un poco más de 4,9 m (16 pies) de longitud, encontrada en el norte de Florida . [12] El Museo Peabody de Historia Natural de la Universidad de Yale exhibe una de las fulguritas preservadas más largas conocidas, de aproximadamente 4 m (13 pies) de longitud. [13] Charles Darwin en El viaje del Beagle registró que tubos como estos encontrados en Drigg , Cumberland , Reino Unido alcanzaron una longitud de 9,1 m (30 pies). [14] [15] Las fulgeritas del lago Winans, condado de Livingston, Michigan , se extendieron de manera discontinua a lo largo de un rango de 30 m y posiblemente incluyen la masa de fulgurita más grande jamás recuperada y descrita: su sección más grande se extiende aproximadamente 16 pies (4,88 m) de largo por 1 pie de diámetro (30 cm). [4] [16]

Clasificación

Las fulguritas se han clasificado [17] en cinco tipos relacionados con el tipo de sedimento en el que se formó la fulgurita, de la siguiente manera:

Significado

La presencia de fulguritas en una zona puede utilizarse para estimar la frecuencia de los rayos a lo largo de un período de tiempo, lo que puede ayudar a comprender los climas regionales del pasado. El paleorayo es el estudio de diversos indicadores de rayos del pasado, principalmente en forma de fulguritas y firmas de magnetización remanente inducidas por rayos. [1]

Se han observado muchos materiales de alta presión y alta temperatura en fulguritas. También se sabe que muchos de estos minerales y compuestos se forman en entornos extremos, como pruebas de armas nucleares , impactos a hipervelocidad y espacio interestelar . El cuarzo chocado se describió por primera vez en fulguritas en 1980. [20] Desde entonces, se han identificado otros materiales, incluidas aleaciones de silicio-metal altamente reducidas ( siliciuros ), los alótropos de fulerenos C 60 ( buckminsterfullerenos ) y C 70 , así como polimorfos de alta presión de SiO 2 , en fulguritas. [4] [8] [16] [21] [22 ] [23 ] [24 ] [25 ] [ 26] [27] [28] [29] [30] Se han identificado fosfuros reducidos en fulguritas, en forma de schreibersita ( Fe 3 P y (Fe,Ni) 3 P ), y fosfuro de titanio (III) . [4] [27] [31] Estos compuestos reducidos son raros en la Tierra debido a la presencia de oxígeno en la atmósfera terrestre, que crea condiciones oxidantes en la superficie.

Historia

Los tubos de fulgurita ya fueron mencionados por los eruditos persas Avicena y Al-Biruni en el siglo XI, sin conocer su verdadero origen. [32] Durante los siglos siguientes, las fulguritas han sido descritas pero malinterpretadas como resultado de incendios subterráneos, atribuyéndoles falsamente poderes curativos, por ejemplo, por Leonhard David Hermann en 1711 en su Maslographia . [33] Otros científicos naturales famosos, entre ellos Charles Darwin , Horace Bénédict de Saussure y Alexander von Humboldt prestaron atención a las fulguritas, sin descubrir la relación con los rayos.

En 1805, el verdadero proceso de formación de fulguritas por la caída de rayos al suelo fue identificado por el agrónomo Hentzen y el mineralogista e ingeniero de minas Johann Karl Wilhelm Voigt . [34] En 1817, el mineralogista e ingeniero de minas Karl Gustav Fiedler publicó y documentó exhaustivamente el fenómeno en Annalen der Physik . [35]

Véase también

Referencias

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