Javier Cuadros, Leire Mineralogi Rådgiver For Clayground Collective, forklarer de siste funnene om sammensetningen av leire.
Leire Er produktet av kjemisk reaksjon mellom silikat bergarter og vann. Ulike typer leire og deres forskjellige fysiske og kjemiske egenskaper bestemmes av deres individuelle kjemiske sammensetning og struktur. To kjente leire er kaolin og «ekspansiv leire». Kaolin brukes i mange industrielle applikasjoner, men det er best kjent for å være hovedkomponenten i kina leire. Ekspansiv leire er en gruppe mineraler vi refererer til som «smektitt» som utvides gjennom absorpsjon av vann i deres struktur. Smektitt har også mange industrielle applikasjoner, men skaper store problemer i konstruksjonen fordi det absorberer og frigjør vann avhengig av miljøforhold. Dette kan resultere i bakken bevegelse med katastrofale effekter på bygninger.
Så hvordan danner disse svært forskjellige typer leire? Hvorfor danner noen ganger kaolin og noen ganger smektitt, eller noen av de mange andre leirmineralene? Mest forskning på dette spørsmålet har fokusert på uorganiske faktorer, inkludert: sammensetning av den opprinnelige silikatbergarten, kjemi av vannet som produserer kjemisk angrep av fjellet, temperatur, vann pH, etc. Temperatur kan referere til omgivende atmosfæriske forhold, temperaturen på regnvann som angriper fjellet, eller å angripe av vann fra en bestemt kilde som en varm kilde. I dag er de uorganiske forholdene som produserer de ulike typer leire rimelig godt forstått.
en ting mangler imidlertid: livet. Levende organismer, spesielt mikroorganismer, har eksistert i Det meste Av jordens levetid. Hvor viktig er de i prosessene som genererer leire? Hvor mye av leiren rundt oss er som det er fordi livet «forstyrrer» det? Tenk deg for eksempel at bakterier bokstavelig talt dekker overflaten av hver stein eller mineralkorn på Jorden, fra overflaten ned til så mye som 3 kilometer under overflaten. Livsformer er så forskjellige og deres aktivitet så kompleks at denne informasjonen er svært vanskelig å samle og systematisere. Vi er bare veldig sakte å gjøre fremgang.Nyere forskning av meg og andre samarbeidspartnere har undersøkt reaksjonen av vann av svært forskjellig kjemi og mikrobielle populasjoner på vulkansk glass. Mikrober blomstret lykkelig i forsøkene som det kan ses på bildet nedenfor: hvor den svarte sanden viser vulkansk glass og de hvite fluffete tingene er de mikrobielle koloniene.
når man så på ved hjelp av et elektronmikroskop, kunne man se hvordan mikroorganismer stakk til glasskornene, som i bildene nedenfor, hvor du kan se celler og biologisk vev på glass (den meget glatte overflaten på bildet til venstre) og andre mineraloverflater (polygonale former på høyre bilde). Alt i disse bildene er mikro meter i størrelse(1 mikro meter er 1 milliondels meter).
Var det noen effekt som følge av denne kontakten? Vel, ikke alltid, men andre ganger var det. Hovedvirkningen observert var at mikroberene genererte en «biofilm» til slutt omsluttet alle glasskornene som ble sett delvis utviklet i toppfargebildet. På slutten av forsøkene dannet hele massen av glasskornene en enkelt kropp på grunn av denne innfangningen av mikroorganismer. I noen tilfeller var de kjemiske forholdene i biofilmen ganske forskjellige fra de i vannet utenfor, og leire som dannet var også forskjellig fra leire dannet i kontrollforsøk som ikke hadde mikrober, bare glasset og vannet.
hva slags leire dannet? Dette var hovedsakelig smektitt, men med forskjellige kjemiske sammensetninger, og noen kaolin her og der. Den spesifikke sammensetningen av smektitt er svært viktig for å forstå livssyklusen til bergarter. Effekten av å ha smektitt med mye aluminium er svært forskjellig fra å ha smektitt med mye magnesium. Dette er akkurat forskjellen som mikroorganismer gjorde i forsøkene. I naturen forventes smektitt leire av forskjellig sammensetning å komme fra forskjellige miljøer. Men dette eksperimentet viser at mikroorganismer kan skape et annet miljø i svært liten skala, ved siden av fjellet som er kjemisk angrepet, og effektivt kan overstyre de store miljøforholdene.
du vil bli glad for å vite at leire som inneholder både aluminium og magnesium er bra for modellering, selv om de ikke oppfører seg akkurat det samme når avfyrt.
Se opp for nyheter i de kommende månedene om leire som en indikator på livet På Mars.