Kaip sudaryta negyvoji gamta
Kas yra mineralas
Ankstesnėse apybraižose akmenį – mineralą įvairių įvairiausioje aplinkoje. Negyvąją gamtą matėme šimtais visokiausių pavidalų. Ir vis dėl to mums buvo neaišku, ką šioje įvairioje ir sudėtingoje gamtoje reikia vadinti atskiru mineralu. Pasirodo, kad mūsų mokslas priskaičiuoja apie 3000 įvairių mineralų, bet maždaug 1500 iš jų sutinkama labai retai, ir tik 2-3 šimtai yra tie pagrindiniai su kuriais mes nuolat susiduriame. Šiuo atžvelgiu mineralų pasaulis lyg ir paprastesnis už gyvūnų ir augalų pasaulius, kuriuose yra šimtai tūkstančių įvairiausių genčių ir rūšių, be to kasmet jų skaičius didėja. O vis dėl to, tyrinėjant mineralų pasaulį, susiduriama su daugeliu sunkumų ir kad tos pačios rūšies akmuo gali skirtingai atrodyti. Kodėl? Pasirodo, kad mineralai susideda iš labai smulkių dalelių, tarsi iš įvairių plytelių. Mes priskaičiuojame net 92 rūšis šių plytelių iš kurių sudaryta visa mus supanti gamta. Garsusis chemikas D. Mendelejevas pirmasis šias plytas — cheminius elementus — išdėstė į darnią lentelę, kuri ir pavadinti Mendelejevo vardu. Pavyzdžiui, cheminiams elementams priskiriamos dujos — deguonis, azotas, vandenilis; metalai — natris, magnis, geležis, gyvsidabris, auksas; arba tokios medžiagos, kaip silicis, chloras, bromas ir kitos. Įvairūs šių elementų deriniai susijungia įvairiais kiekiais, sudaro tai, ką vadiname mineralu; pavyzdžiui, chloras ir natris duoda mums valgomąją druską, dvigubas kiekis deguonies su siliciu duoda titnagžemį, arba kvarcą, ir t.t. Mineralas — tai gamtinis cheminių elementų junginys, susidaręs su natūraliu būdu, be žmogaus pagalbos. Tai savotiškas pastatas, pastatytas iš tam tikrų vienodo skaičiaus plytelių, bet nepakrika jų krūva, o būtent statinys, sukurtas, prisilaikant tam tikrų gamtos dėsnių. Tačiau mes gerai suprantame, kad iš tų pačių plytelių, netgi iš vienodo jų skaičiaus, galima pastatyti skirtingus pastatus. Todėl tas pats
-1-mineralas gamtoje gali būti įvairiausiu pavidalu, nors iš esmės jis yra tų pačių cheminių elementų junginys. Taigi įvairiausių cheminių elementų deriniai Žemėje sudaro 3000 įvairių pastatų — mineralų (kvarcas, druska, lauko špatas ir t.t.), o šie pastatai kaupdamiesi sudaro tai, ką vadiname uoliena (pavyzdžiui, granitas, klintis, bazaltas, smėlis ir pan.).Mokslas, kuris tyrinėja mineralus, vadinamas mineralogija, kuris aprašo uolienas, — petrografija, o tas, kuris tyrinėja pačias plyteles ir jų klajones gamtoje, — geochemija…
DEIMANTAI
Labiausiai spindintys, visų nuostabiausias brangakmenis yra deimantas. Nei vienas kitas brangusis akmuo negali jam prilygti! Žėrintis, mirguliuojantis visomis vaivorykštės spalvomis, kiečiausias iš visų gamtoje esančių kūnų, neįveikiamas. Tačiau šį gražuolį akmenį matome ne tik juvelyrinės parduotuvės vitrinoje arba muziejuje, — deimantas reikalingas stikliui — juo raižo stiklą; įvairiausiuose dirbtuvėse deimantinis rėžiklis naudojamas visų subtiliausiems darbams. Deimantas ypač reikalingas grąžtams, kuriais gręžiamos uolienos ir akmenys. Pagaliau visur, kur reikia plonais pjūklais pjaustyti plieną arba kietus akmenys, kur reikia gerai nupoliruoti kietas plokšteles arba labai kietoje medžiagoje( netgi ir deimante)išgręžti tikslaus dydžio skyles, naudojami deimanto milteliai. Jeigu žmogui pavyko išrausti kalnuose dešimčių kilometrų ilgio tunelius, jeigu jis savo gręžimo instrumentais prasiskverbia į daugiau kaip 6 km gylį, jeigu jam pavyko pagaminti tokius smulkius prietaisus, kad padalas ir linijas ant jų galima įžiūrėti tik pro didinamąjį stiklą, — tai visa šitai buvo galima padaryti tik todėl, kad žmogus turi deimantą. Tad nenuostabu, jog daugiau kaip pusė šių brangakmenių dabar skiriama technikos reikalams, ir netgi visų negražiausi, neskaidrūs, sueižėję ir su priemaišomis akmenys yra naudojami.
-2-Deimantas labai vertingas yra todėl, kad puikiai derinasi keletas jų savybių. Tai visų kiečiausias iš gamtoje esančių akmenų, jį galima draskyti, pjauti arba poliruoti tik kitu deimantu. Jo negalima ištirpdyti jokiame skystyje, kokį tik žino žmogus, išskyrus išlydytą metalą arba uolieną. Jis nedega paprastoje ugnyje, jį galima sudeginti tik aukštesnėje kaip 8000C temperatūroje salietros lydinyje. Pagaliau deimantas turi ypatingą savybę — išsklaidyti saulės šviesą, vadinasi, daryti tai, ką daro lietaus lašeliai sudarantys danguje ryškią spalvingą vaivorykštę. Nušlifuoti deimantai mirguliuoja kaip vaivorykštė ir žavi mus besikaitaliojančiomis oranžinėmis, mėlynomis akinančiomis spalvomis.
Tačiau nuostabiausia tai, kad savo sudėtimi deimantas yra paprasta anglis. Nuo paprasčiausių kamino suodžių ir nuo pieštuko juodo grafito jis skiriasi tik tuo, kad jame kitais išsidėsčiusios labai smulkios to paties elemento — anglies — dalelės. Šiandien deimantas iš prabangos dalyko virsta galingu technikos įrankiu. Žmogaus rankose nenueina niekais nei vienas šios medžiagos kristalėlis, kad ir koks prastas ir negražus jis būtų: geriausi ir švariausi kristalėliai šlifuojami juvelyriniams derbiniams; kiti įtaisomi į gręžimo instrumento galvutes, suskaldomi aštriomis briaunomis ir iš jų gaminamos adatėlės graviravimui; treti sutrinami miltelius, naudojamus brangakmeniams ir patiems deimantams šlifuoti. Nedideli deimančiukai 2-3 šimtus kartų brangesni už tieki pat sveriančius brangiuosius metalus — platiną ir auksą, o didelių deimantų kainos negalima paliginti net su pačių rečiausių elementų kainomis. Pakanka prisiminti, kad didžiausias deimantas, rastas Pietų Afrikoje garsusis „Kulinamas“, svėrė apie 600 gramų ir buvo įvertintas dviem milijonais aukso rublių. Kasmet deimantų iškasama daugiau kaip už ketvirtį milijardo aukso rublių, ir šių deimantų vertė tarp išgaunamų visų naudingųjų iškasenų prilygsta iškasamo vario ir sidabro vertei. Todėl nėra ko stebėtis, kad deimantas taip traukia tyrinėtojų dėmesį ir jo kilmės bei gavimo dirbtiniu būdu klausimas išauga į svarbią didelės teorinės ir ekonominės reikšmės problemą. Ilgą laiką deimantų buvo randama tik upių sąnašynuose: Indijoje ir Brazilijoje ji plaukdavo iš upių smėlio. Kokiose uolienos deimantai-3-susidarė niekas nežinojo. Bet štai beveik prieš 100 metų Pietų Afrikoje ant smėlio žaidusi mažytė mergaitė surado pirmąjį deimantą. Nuo to laiko Afrika tapo pasaulinės deimantų gavybos centru, ir dabar visa šalis, kurioje yra keletas milijonų gyventojų, verčiasi šio akmens gavyba. Kai geologai pradėjo šią šalį tyrinėti, jų dėmesį patraukė didžiulė piltuvo formos įdubimai, pilni magnezinės — silikatinės uolienos — kimberlito. Šie piltuvai kerta ne tik granitus, bet ir juos dengiančius įvairiausių derinių sluoksnius. Kokie galingi turėjo vykti sprogimai, kitados lydėję besiveržiančias išsilydžiusias mases! Dideli kiekiai juose susikaupusių dujų ir vandens garų padarydavo sau praėjimą pro tas ugnikalnių žiotis, ir iš paskos jų magma, staiga išsivadavusi iš milžiniško slėgio, bangomis kildavo į viršų, tai sustingdama pakeliui, tai vėl laužydama susidariusią plutą ir pasiglemždama aplinkinių uolienų nuolaužas.
Taip veržiasi tos tamsios į bazaltą panašios uolienos. Juose yra išsimėčiusių deimantų, bet taip retai, kad kiekvienai pusantros tonos uolienos porcijai paprastai tenka ne daugiau kaip 0,1 gramo brangakmenio. Daug buvo ginčytasi, daug mokslinių spėliojimų pateikė tyrinėtojai, stengdamiesi išsiaiškinti, kada ir kaip tuose uolienos susidaro deimantai. Dabar jau aiškėja, kad deimantai išsikristalizavo iš kimberlitinės magmos, kaip iš lydinio, dar labiau dideliame gylyje ir esant dideliam slėgiui. Bet jeigu taip, tai peršasi mintis pabandyti gauti deimantą dirbtiniu būdu, pakartoti laboratorijoje tai, ką daro gamta. Daug pastangų mokslininkai padėjo stengdamiesi iš anglies arba grafito dirbtiniu būdu gauti deimantą. Maždaug prieš 90 metų išlydytame lityje, o paskui ir kituose išlydytuose metaluose didelio slėgio sąlygomis buvo išskirti labai mažyčiai deimanto kristalėliai.Bet gerų kristalų gauti nepavyko.Tačiau įsivaizduokime, kad šis uždavinys išspręstas ir chemikams pavyks kokiose nors specialiose krosnyse gauti didžiulius kristalus švariausių deimantų, ir dar neribotą kiekį.Kas gi atsitiks?Pietų Afrikoje iškart sunyks ištisa pramonės šaka.-4-Pasikeis visa žmogaus technika: aštrūs dantys, pjūklai ir grąžtai, ištisi instrumentai padaryti iš kieto deimanto, iš pagrindų pakeis mašinas; kalnuose padaryti gręžinius bus lengva ir prieinama; deimantų, deimantiniais peiliais, deimantiniais milteliais bus pjaustomas metalas, dilinimas, poliruojamas…Pasakiškas, galbūt, labai tolimos ateities vaizdas. Jame, aišku, daug drąsios fantazijos, bet argi daugelis Žiulio Verno romanų nevirto mūsų dienų tikrove?
-5-
Panevėžio Senvagės vidurinės mokyklos10a klasės mokinės Ievos Karsabutaitės
Referatas
Deimantai
2004.gegužės 22d.