Javier Cuadros, poradce pro mineralogii jílu Clayground Collective, vysvětluje nejnovější poznatky o složení jílu.
jíl je produktem chemické reakce mezi silikátovými horninami a vodou. Různé druhy jílu a jejich různé fyzikální a chemické vlastnosti jsou určeny jejich individuálním chemickým složením a strukturou. Dvě známé jíly jsou kaolin a „expanzivní jíl“. Kaolin se používá v mnoha průmyslových aplikacích, ale je nejlépe známý tím, že je hlavní složkou čínské hlíny. Expanzivní jíl je skupina minerálů, které označujeme jako „smektit“, který expanduje absorpcí vody v jejich struktuře. Smektit má také mnoho průmyslových aplikací, ale vytváří velké problémy ve stavebnictví, protože absorbuje a uvolňuje vodu v závislosti na podmínkách prostředí. To může mít za následek pohyb země s katastrofickými účinky na budovy.
jak se tedy tvoří tyto velmi odlišné typy jílu? Proč se někdy tvoří kaolin a někdy smektit, nebo dokonce některý z mnoha dalších jílových minerálů? Většina výzkumu této otázky se zaměřila na anorganické faktory, včetně: složení původní silikátové horniny, chemie vod produkujících chemický útok horniny, teplota, pH vody, atd. Teplota může odkazovat na okolní atmosférické podmínky, teplotu dešťové vody napadající skálu nebo na útok vodami z určitého zdroje, jako je horký pramen. Dnes jsou anorganické podmínky produkující různé typy jílů poměrně dobře pochopeny.
jedna věc však chybí: život. Živé organismy, zejména mikroorganismy, byly po většinu života země. Jak důležité jsou v procesech, které vytvářejí hlínu? Kolik z hlíny kolem nás je jako to je, protože život je „zasahuje“ s ním? Představte si například, že bakterie doslova pokrývají povrch každé horniny nebo minerálního zrna na Zemi, od povrchu až po 3 kilometry pod povrchem. Formy života jsou tak odlišné a jejich činnost je tak složitá, že je velmi obtížné tyto informace shromažďovat a systematizovat. Postupujeme jen velmi pomalu.
nedávný výzkum mě a dalších spolupracovníků zkoumal reakci vod velmi odlišných chemických a mikrobiálních populací na sopečném skle. Mikrobům se v experimentech šťastně dařilo, jak je vidět na fotografii níže: kde černý písek ukazuje sopečné sklo a bělavé načechrané věci jsou mikrobiální kolonie.
Když se podíval na pomocí elektronového mikroskopu, jeden mohl vidět, jak mikroorganismy přilepená na sklo zrna, jako na obrázcích níže, kde můžete vidět buňky a biologické tkáně na sklo (velmi hladký povrch na obrázek na levé straně) a další minerální povrchy (polygonální tvary na pravé straně fotografie). Všechno na těchto obrázcích má velikost mikro metrů (1 mikro metr je 1 miliontina metru).
byl v důsledku tohoto kontaktu nějaký účinek? Ne vždy, ale jindy Ano. Hlavní efekt byl pozorován mikroby vytváří „biofilm“ nakonec obklopující všechny skleněné zrna viděl částečně vyvinuté v horní barevného obrazu. Na konci experimentů tvořila celá hmota skleněných zrn jediné tělo v důsledku tohoto zachycení mikroorganismy. V některých případech, chemické podmínky v biofilmu byly poněkud odlišné od těch, ve vodě mimo, a jíl, které tvořily bylo také odlišné od hlíny vytvořené v kontrolní experimenty, které neměly žádné mikroby, pouze sklo a voda.
jaký druh hlíny se vytvořil? Jednalo se hlavně o smektit, ale s různým chemickým složením a nějaký kaolin sem a tam. Specifické složení smektitu je velmi důležité pro pochopení životního cyklu hornin. Účinek smektitu s velkým množstvím hliníku je velmi odlišný od toho, že smektit má hodně hořčíku. To je přesně ten rozdíl, který mikroorganismy provedly v experimentech. V přírodě se očekává, že smektitové jíly různého složení pocházejí z různých prostředí. Ale tento experiment ukazuje, že mikroorganismy mohou vytvořit různé prostředí ve velmi malém měřítku, vedle kamene, který je chemicky napaden, a může účinně potlačit rozsáhlé ekologické podmínky.
budete rádi, když víte, že jíly obsahující hliník i hořčík jsou dobré pro modelování, i když se při vypalování nechovají úplně stejně.
Dejte si pozor na zprávy v nadcházejících měsících o hlíně jako ukazateli života na Marsu.