Ciekawie Ozdobiona Fasada

Czasem w najmniejoczekiwanym miejscu uda nam się znaleźć dowód na istnienie ciekawych, niesamowitych zjawisk. Tak właśnie jest w tym przypadku. Kiedy bliżej przyjżymy się fasadzie budynku Urzędu Statnu Cywilnego w Cieszynie, zaobserwujemy, że kamienie wykorzystane do jej budowy mają dość specyficzne cechy. Może nam się wydawać, że te dziwne wzory to jakaś wada kamienia. Jeśli to jakaś wada w kamieniu, to dlaczego nie przykryto tynkiem tych wadliwych kamieni? Możemy długo spekulować na temat dziwnego wyglądu tych kamieni. Jak się jednak okazuje, mamy tutaj do czynienia z ciekawych zjawiskiem chemicznym, które podczas powstawania skał z których wykonana jest fasada, utworzyło te dziwne wzory. Te wzory to coś wyjątkowego. To nieodłączna cecha tych kamieni. To wręcz ciekawy cud natury, który zostaje wykorzystywany jako dekoracyjny walor kamieni budowlanych.

Kamienie na fasadzie cieszyńskiego USC

Kamienie w dolnej części fasady cieszyńskiego Urzędu Stanu Cywilnego to skała osadowa, piaskowiec. Istnieją różne rodzaje piaskowca. Ten konkretny piaskowiec przypomina nam piasek z plaży. Jest jasny, żółty. Piaskowiec to klastyczna skała osadowa. Powstaje na dnie zbiornika wodnego, jeziora, morza lub oceanu. Przez wiele lat gromadzące się warstwy piasku zostały mocno zacementowane, pod wpływem czasu, temparatury i substancji które przenikły do środka. Gdyby to był zwykły piaskowiec, to chyba nie byłoby powodu poświęcać więcej czasu tym kamieniom.

Raphael Eduard Julius Liesegang

Zjawisko które możemy obserwować zostało po raz pierwszy opisane przez Raphaela Lieseganga. Urodził się w 1 listopdada 1869 w Ebersfeld, dziś Wuppertal a zmarł w Bad Homburg w 1947 roku. Jego ojciec prowadził fabrykę produkującą preparaty fotograficzne. Raphael Liesegang po przerwanych studiach podjął pracę w fabryce ojca i tam podczas prac na preparatem fotograficznym zaobserwowal jak podczas tworzeniu osadów tworzą się specyficzne koła i warstwy w probówkach. Następnie opisał to zjawisko w kilku  publikacjach.  Dopiero później inny chemik, Wilhelm Oswald nazwał zjawisko opisane przez Lieseganga jako Pierścienie Lieseganga.

Liesegang w warunkach laboratoryjnych zaobserwował i stworzył pierścienie, które nazwane zostałe jego nazwiskiem. Następnie jednak naukowcy innych dziedzin zaobserwowali to zjawisko. Okazuje się, że pierścienie Lieseganga występują również w przyrodzie i powstają w naturalny sposób.

Pierścienie Lieseganga w Geologii

Pirścienie Lieseganga można zaobserwować we wszystkich rodzajach przepuszczalnych skał, w osadowych, magmowych i metamorficznych. Jednak najczęściej można zaobserwować i podziwiać to zjawisko w skałach osadowych a szczególnie piaskowcach.

Co prawda pierścienie Lieseganga zostały opisane po raz pierwszy ponad sto lat temu to nadal są objektem obszernych badań naukowych. Mimo tego jednak do końca jeszcze nie zroziumiano co jest bezpośrednią przyczyną powstawania tego zjawiska. W skałach osadowych ma miejsce kiedy przez już wcześnie osadzony osad lub nawet przez zacementowaną przepuszczalną skałę przenikają roztwory chemiczne zawierające różne związki chemiczne. Te roztwory powodują reakcję rytmiczną i falami osadzają związki chemiczne wtórnie w strukturze już istniejącej skały osadowej. Pierścienie Lieseganga tworzą się we wnętrzu skały. Gdy w kamieniołomach następnie po wielu latach skała jest wydobywana i cięta na płaskie płyty, możemy wówczas podziwiać powstałe wiele tysięcy lub nawet wiele milionów lat temu wzory.

Kształty i Barwy Pierścieni Lieseganga

Pierścienie Lieseganga mogą mieć różne kształty. To jaki kształt zaobserwujemy w przeciętej skale może zależeć od tego jak kamień został wycięty ze skały macierzystej. Kształt wzorów może też jednak być zależny od przenikliwości skały macierzystej przez którą przenikał roztwór. Jeśli przenikliwość skały na to nie pozwoli, reakcja zamiast stworzyć okrągły pierścień odbędzie się w formie lini prostej. Reakcje Lieseganga mogą rozpoczynać się też od powierzchni i przeniknąć jedynie kilka milimetrów w głąb skały lub osadu. Następnie skała ulegnie scementowani i stwardnieniu. Na już mocno scementowaną skałe później znów może odłożyć się osad, który ponownie zostanie przeniknięty przez roztwory chemiczne i znów dochodzi do nowej reakcji chemicznej tworzącej nowe pierścienie i przebarwienia. W takiej sytuacji w przekroju skały możemy zaobserwować linearne przebarwienia które uformowały się wzdłuż poszczególnych warstw osadowych.

Roztwory przenikające i tworzące pierścienie Lieseganga mogą mieć różny skład chemiczny. Zazwyczaj jednak dominuje żelazo i mangan. W nasyzm konkretnym przypadku łatwo odgadnąc jakie związki znajdują się w pierścieniach Liesenganga. Rdzawy kolor kojarzy nam się z żelazem, także najprawdopodobniej mamy doczynienia z osadem zawierającym żelazo.

Logując Earthcache umieść proszę zdjęcie z budynkiem USC w tle. Wystarczy, że na zdjęciu widoczny jest jakiś Twój obiekt, tak aby było jasne, że byliście na miejscu.

Aby zalogować Earthcache odpowiedz na następujące pytania.

1. Kto po raz pierwszy opisał pierścienia tworzące się w osadzie?
2. Przyjrzyj się bliżej zabarwieniom, jak wyglądają zabarwienia i jaka jest intensywność koloru?
3. Jakie kształy lini zaobserwowałeś? Czy zawsze powstają pełne pierścienie? Uzasadnij swoją odpowiedź. Skorzystaj z informacji z listingu i własnych obserwacji.
4. Przyjrzyj się strukturze skały na fasadzie. Czy jest prawdopodobne, że piaskowiec może przepuszczać ciecz?

Źródła:

https://repolis.bg.polsl.pl/Content/74397/MPS-917_Chapter01.pdf
http://www.uni-kiel.de/anorg/lagaly/group/klausSchiver/liesegangliterature-1.pdf
https://academic-accelerator.com/encyclopedia/liesegang-rings-geology
https://pl.wikipedia.org/wiki/Pier%C5%9Bcienie_Lieseganga

Zajímavě zdobená fasáda

Někdy na nejméně očekávaném místě můžeme najít důkazy o existenci zajímavých, úžasných jevů. To je přesně ten případ. Když se blíže podíváme na fasádu budovy matričního úřadu v Těšíně, všimneme si, že kameny použité na její stavbu mají zcela specifické rysy. Můžeme si myslet, že tyto podivné vzory jsou nějakou vadou kamene. Pokud se jedná o nějakou vadu kamene, proč nebyly vadné kameny překryty omítkou? O podivném vzhledu těchto kamenů můžeme ještě dlouho spekulovat. Jak se však ukazuje, máme zde co do činění se zajímavým chemickým jevem, který tyto podivné obrazce vytvořil při formování hornin, z nichž je fasáda vyrobena. Tyto vzory jsou něčím zvláštní. To je neodmyslitelná vlastnost těchto kamenů. Je to zajímavý zázrak přírody, který se používá jako dekorativní hodnota stavebních kamenů.

Kameny na fasádě matričního úřadu v Těšíně

Kameny ve spodní části fasády matriky v Těšíně jsou usazená hornina, pískovec. Existují různé druhy pískovce. Tento konkrétní pískovec nám připomíná plážový písek. Je jasně žlutá. Pískovec je klastická sedimentární hornina. Vzniká na dně vodní plochy, jezera, moře nebo oceánu. Během mnoha let se nahromaděné vrstvy písku vlivem času, teploty a látek, které pronikly dovnitř, pevně stmelily. Pokud by se jednalo o obyčejný pískovec, asi by nebyl důvod se těmto kamenům více věnovat.

Raphael Eduard Julius Liesegang

Jev, který můžeme pozorovat, poprvé popsal Raphael Liesegang. Narodil se 1. listopadu 1869 v Ebersfeldu, dnešním Wuppertalu, zemřel v Bad Homburgu v roce 1947. Jeho otec vedl továrnu na fotografické preparáty. Po přerušení studií začal Raphael Liesegang pracovat v továrně svého otce a tam při práci na fotografických přípravách pozoroval, jak se ve zkumavkách při tvorbě usazenin tvoří specifické kruhy a vrstvy. Tento fenomén pak popsal v několika publikacích. Teprve později další chemik Wilhelm Oswald pojmenoval jev popsaný Liesegangem jako Liesegangovy prsteny.

Liesegang v laboratoři pozoroval a vytvořil prstence, které byly po něm pojmenovány. Pak ale tento jev pozorovali vědci v jiných oborech. Ukazuje se, že Liesegang prsteny se vyskytují i ​​v přírodě a vznikají přirozeně.

Prsteny Liesegang v geologii

Prsteny Liesegang lze pozorovat ve všech typech propustných hornin, sedimentárních, vyvřelých i metamorfovaných. Nejčastěji však lze tento jev pozorovat a obdivovat v usazených horninách, zejména pískovcích.

Přestože byly prsteny Liesegang poprvé popsány před více než sto lety, stále jsou předmětem rozsáhlého vědeckého výzkumu. Navzdory tomu však dosud nebylo zcela pochopeno, co je přímou příčinou tohoto jevu. V sedimentárních horninách k němu dochází, když chemické roztoky obsahující různé chemické sloučeniny pronikají dříve uloženým sedimentem nebo dokonce stmelenou propustnou horninou. Tyto roztoky způsobují rytmickou reakci a ukládají chemické sloučeniny ve vlnách do struktury již existující sedimentární horniny. Uvnitř skály se tvoří prsteny Liesegang. Když je po mnoha letech hornina vytěžena v lomech a rozřezána na ploché desky, můžeme obdivovat vzory vytvořené před mnoha tisíci nebo dokonce miliony let.

Tvary a barvy prstenů Liesegang

Prsteny Liesegang mohou mít mnoho různých tvarů. Tvar, který pozorujeme ve vysekané hornině, může záviset na tom, jak byl kámen vyříznut z mateřské horniny. Tvar obrazců však může záviset také na propustnosti matečné horniny, kterou roztok pronikl. Pokud to propustnost horniny nedovolí, reakce proběhne v přímce místo vytvoření kruhového prstence. Liesegangové reakce mohou také začít na povrchu a proniknout jen několik milimetrů do horniny nebo sedimentu. Hornina se poté zpevní a ztvrdne. Později se na již silně stmelené hornině může usadit novy sediment, do kterého opět proniknou chemické roztoky a dojde k nové chemické reakci vytvářející nové prstence a zabarvení. V takové situaci můžeme v příčném řezu horninou pozorovat lineární zbarvení, které se vytvořilo podél jednotlivých sedimentárních vrstev.

Roztoky pronikající a tvořící Liesegang prsteny mohou mít různé chemické složení. Obvykle však dominuje železo a mangan. V konkrétním případě je snadné uhodnout o jaké sloučeniny jse jedna. Rezavou barvu si spojujeme se železem, takže máme nejspíš co do činění s usazeninou obsahující železo.

Při logování keše prosím přidejte fotku. Stačí, aby byl na fotce vidět nějaký váš předmět, aby bylo jasné, že jste tam byli.

Otázky:

1. Kdo jako první popsal vznik prstenců v sedimentu?
2. Podívejte se blíže na barvy, jak barvy vypadají a jaká je intenzita barvy?
3. Jaké tvary čar jste pozorovali? Tvoří se vždy plné prstence? Zdůvodněte svou odpověď. Použijte informace z listingu a vlastní pozorování.
4. Podívejte se na skalní strukturu na fasádě. Je pravděpodobné, že pískovec může být propustný pro kapalinu?

Zdroje:

https://repolis.bg.polsl.pl/Content/74397/MPS-917_Chapter01.pdf
http://www.uni-kiel.de/anorg/lagaly/group/klausSchiver/liesegangliterature-1.pdf
https://academic-accelerator.com/encyclopedia/liesegang-rings-geology
https://pl.wikipedia.org/wiki/Pier%C5%9Bcienie_Lieseganga