Что нельзя увидеть через стекло?

Тектиты
Рассмотрим другой тип природного стекла - обсидиан. Обсидиан встречается в такой тесной связи с вулканами, что каких-либо сомнений в его вулканическом происхождении никогда не существовало. В то же время вопрос о происхождении другой группы природных стекол — тектитов — порождал много различных теорий, но до сих пор остается нерешенным.    
Находки многочисленных небольших кусочков стекла в Чехословакии известны очень давно, еще с 1787 г. Это стекло получило название «молдавит». В связи с отсутствием в этом районе-признаков вулканической деятельности стало ясным, что по происхождению оно отличается от обсидиана. Была выдвинута довольно правдоподобная теория, согласно которой молдавит представляет собой куски стекла, оставшиеся на месте доисторических стекловарен, но эту теорию отвергли, когда столетие спустя похожие куски стекла нашли в районах, удаленных от центров древних цивилизаций.
Огромное число небольших, преимущественно уплощенных кусочков природного стекла рассеяно на обширных пространствах южной Австралии, а также Тасмании. Это стекло известно под названием «австралит». Сходное стекло открыто на острове Биллитон, лежащем между островами Сулавеси и Калимантан; оно получило название «биллитонит». Область его распространения, по-видимому, охватывает острова Яву и Калимантан, а также Малайзию.
Сходные стекла найдены и в других местах — на Филиппинских островах, в Индокитае, в Колумбии и Перу. Однако в некоторых случаях возникали сомнения, не является ли это стекло обсидианом, т. е. не имеет ли оно в действительности вулканического происхождения. Для обозначения стекол из различных местонахождений использовались многочисленные названия, частично по причине различий во взглядах на их происхождение. Названия, в основе которых лежат собственные географические имена, не нуждаются в объяснениях, например «ипдосинит», «яванит» или «филиппинит». Бедиасит из шт. Техас в США и ризалит с Филиппинских островов получили свои названия от названий местных племен.
Видимо, существует только одно разумное объяснение такого распространения тектитов, а именно что все также природные стекла «упали с неба». Но это никоим образом не разрешает всех проблем. Неоднократно наблюдалось падение на Землю твердых тел, которые известны как метеориты. В некоторых отношениях они существенно отличаются от земных объектов. По составу они бывают металлическими и каменными — первые состоят преимущественно из никеля и железа, а вторые — из пироксена, оливина и небольшого количества полевых шпатов. Точно такие же образования во множестве обнаружены на поверхности земли и близ нее, и можно уверенно полагать, что они также имеют космическое происхождение, но падение их произошло задолго до того, как писалась эта книга и даже задолго до существования человека, так что ныне не сохранилось каких-либо воспоминаний об их падении. Однако тектиты не похожи на метеориты ни по структуре, ни по химическому составу, и падение тектитов никогда не наблюдалось. Так что, хотя теория космического происхождения тектитов общепризнана, остаются некоторые сомнения в ее истинности.
Имеются свидетельства того, что интенсивный разогрев, возникающий при ударе больших метеоритов о поверхность земли, обусловливает плавление минерального вещества близ места падения. Например, в пустыне близ Вабара в Аравии такое соударение вызвало плавление песка. Но подобный механизм также не может объяснить происхождения тектитов, так как их состав в общем не соответствует составу горных пород, распространенных в местах, где их находят. Согласно другой теории, тектиты являются материалом, извергнутым древними вулканами на Луне или происходящим из вещества хвостов комет.
Еще одна разновидность стекла найдена близ Куинстауна в западной Тасмании. Она получила названия дарвинского стекла, или куинстаунита. Это стекло содержит гораздо больше кремнезема, чем обычные тектиты,— 86—90%. Содержание глинозема соответственно меньше — 8—6%. Цвет белый или оливково-зеленый до черного. Кусочки этого стекла имеют размеры от крошечных капель до обломков длиной 6 см и обычно содержат пузырьки. Плотность колеблется от 1,85 до 2,30. Эти физические константы дарвинского стекла по своей величине ниже обычных для тектитов. Происхождение его, по-видимому, связано с плавлением материала в результате удара метеорита, о чем упоминалось выше.

В этой статье рассматриваются три типа природных стекол, которые можно встретить на поверхности земли. Ни один из них не имеет сейчас сколько-нибудь существенного значения — ни как ювелирный материал, ни как материал для каких-либо других целей. Но в древности, до изобретения искусственного стекла, обсидиан, с которым человек только и был знаком, представлял собой исключительно важный материал для изготовления орудий труда и оружия, а также украшений. Остальные природные стекла — тектит и кварцевое стекло — были открыты гораздо позже; так, наиболее ранняя находка одной из разновидностей тектита относится лишь к XVIII в., и этот материал не находил практического применения. Однако вопрос об образовании тектитов имеет важное научное значение и до сих пор полностью не решен.
Окрашенные обсидианы и в меньшей степени тектиты иногда подвергались огранке, так как имели приятную для глаз окраску. В то же время кварцевое стекло из Ливийской пустыни, хотя и встречающееся в виде крупных и чистых кусков, не представляет ценности как материал для огранки, поскольку не очень красиво, а из-за низкого светопреломления и небольшой дисперсии безжизненно и лишено игры цветов даже в ограненном виде.
Обсидиан
Природное стекло, известное как обсидиан, образуется в результате быстрого охлаждения лавы, что препятствует нормальной кристаллизации. Если бы охлаждение и затвердевание расплавленной массы протекало достаточно медленно, образовалась бы горная порода, состоящая главным образом из кварца, полевого шпата и слюды. С этим природным стеклом были хорошо знакомы еще древние римляне.
Обсидиан, будучи смесью, химически чрезвычайно изменчив. Он обогащен кремнекислотой, содержание которой колеблется от 66 до 77%; содержание глинозема обычно изменяется от 10 до 18%. Обсидиан часто настолько темный, что кажется черным и непрозрачным. Можно встретить также серые, желтые, коричневые и красные разности. Подвергавшиеся огранке разновидности являются слабо прозрачными и имеют желтовато-коричневую или зеленовато-коричневую окраску. Текстура обсидиана, как правило, неоднородная, с полосками или пятнами, возникающими при начинающейся кристаллизации; встречаются также небольшие пузырьки, образовавшиеся при выделении паров воды. Как и все стекла, обсидиан обладает стеклянным блеском, изотропен, хотя иногда в связи с местными напряжениями может иметь и двупреломление. Показатель преломления колеблется от 1,48 до 1,51, а плотность — от 2,33 до 2,47. Твердость такая же, как и у оконного стекла, а именно 5 но шкале Мооса. Можно отметить, что базальтовое стекло имеет более высокое светопреломление (показатель преломления от 1,58 до 1,65) и более высокую плотность — от 2,70 до 3,00.
Обсидиан часто рассечен сетью дугообразных и полусферических трещин. Такая структура называется перлитовой. При распаде стекла вдоль этих трещин образуются бобовидные или шарообразные частицы, часто называемые мареканитом по типичному месторождению, расположенному близ Охотска в Сибири. Другая структура —сферолитовая, с радиально-лучистыми агрегатами волокон полевого шпата — нередко возникает во время частичной девитрификации. Обсидиан с такой структурой получил название арахисового обсидиана. Сферолиты иногда окрашены гематитом в красный цвет и могут в широких масштабах замещаться агатом.
Окатанные кусочки бутылочно-зеленого стекла, которые собирают на морском берегу, например в Корнуэлле, часто продают под ложным названием «обсидиан». От обсидиана это стекло легко отличить по его прозрачности. Кроме того, оно обладает явно более высокими светопреломлением и плотностью. Подделкой являются и ограненные образцы голубовато-зеленого стекла, не отвечающего по окраске истинному обсидиану.
Общим с обыкновенным стеклом свойством обсидиана является его способность раскалываться на куски с острыми режущими краями, что особенно ценилось первобытным человеком в эпоху, предшествовавшую изобретению металлических орудий. Обсидиан широко использовался древними обитателями Мексики для изготовления предметов мирного и военного обихода — зеркал, масок или фигурок, топоров, ножей, наконечников стрел и копий. Огромные разработки обсидиана, ведущие свое начало из глубокой древности, до сих пор существуют в шт. Идальго; известны разработки в шт. Герреро. Месторождения обсидиана расположены на островах Липари и Вулькано к северу от острова Сицилия, а также в Йеллоустонском национальном парке в США (Обсидиан-Клифф).