Javier Cuadros, Doradca Mineralogii gliny w Clayground Collective, wyjaśnia najnowsze odkrycia dotyczące składu gliny.
glina jest produktem reakcji chemicznej między skałami krzemianowymi a wodą. Różne rodzaje gliny i ich różne właściwości fizyczne i chemiczne są określane przez ich indywidualny skład chemiczny i strukturę. Dwie dobrze znane glinki to kaolin i „expansive clay”. Kaolin jest stosowany w wielu zastosowaniach przemysłowych, ale jest najbardziej znany jako główny składnik glinki chińskiej. Glina ekspansywna to grupa minerałów, które nazywamy „smektytem”, który rozszerza się poprzez absorpcję wody w ich strukturze. Smektyt ma również wiele zastosowań przemysłowych, ale stwarza duże problemy w budownictwie, ponieważ pochłania i uwalnia wodę w zależności od warunków środowiskowych. Może to skutkować przemieszczaniem się ziemi z katastrofalnymi skutkami dla budynków.
jak powstają te bardzo różne rodzaje gliny? Dlaczego czasami tworzy się kaolin, a czasem smektyt, a nawet którykolwiek z wielu innych minerałów gliniastych? Większość badań nad tym zagadnieniem koncentruje się na czynnikach nieorganicznych, w tym: składzie pierwotnej skały krzemianowej, chemii wód wytwarzających chemiczny atak skały, temperaturze, pH wody itp. Temperatura może odnosić się do warunków atmosferycznych otoczenia, temperatury wody deszczowej atakującej skałę lub do ataku przez wody z określonego źródła, takiego jak Gorące źródła. Obecnie Warunki nieorganiczne wytwarzające różne rodzaje glin są w miarę dobrze poznane.
brakuje jednak jednej rzeczy: życia. Organizmy żywe, zwłaszcza mikroorganizmy, istnieją przez większość życia na Ziemi. Jak ważne są one w procesach, które wytwarzają glinę? Jak dużo gliny wokół nas jest, ponieważ życie „ingeruje” w to? Wyobraźmy sobie na przykład, że bakterie dosłownie pokrywają powierzchnię każdej skały lub ziarna mineralnego na Ziemi, od powierzchni aż do 3 kilometrów pod powierzchnią. Formy życia są tak różne, a ich aktywność tak złożona, że informacje te są bardzo trudne do zebrania i usystematyzowania. Powoli robimy postępy.
ostatnie badania przeprowadzone przeze mnie i innych współpracowników badały reakcję wód o bardzo Różnych chemiach i populacjach mikrobiologicznych na szkle wulkanicznym. Mikroby rozwijały się szczęśliwie w eksperymentach, co widać na poniższym zdjęciu: gdzie czarny piasek pokazuje szkło wulkaniczne, a białawe puszyste rzeczy to kolonie mikrobiologiczne.
patrząc na mikroskopie elektronowym, można było zobaczyć, jak mikroorganizmy przyklejają się do ziaren szkła, jak na poniższych zdjęciach, gdzie widać komórki i tkanki biologiczne na szkle (bardzo gładka powierzchnia na zdjęciu po lewej) i innych powierzchniach mineralnych (wielokąty na zdjęciu po prawej stronie). Wszystko na tych zdjęciach ma rozmiary mikrometrów (1 mikrometr to 1 milionowa część metra).
czy był jakiś efekt w wyniku tego kontaktu? Nie zawsze, ale kiedy indziej. Głównym obserwowanym efektem były drobnoustroje wytwarzające „biofilm”, który ostatecznie obejmował wszystkie ziarna szkła, które częściowo rozwinęły się na górnym obrazie barwnym. Pod koniec eksperymentów cała masa ziaren szkła utworzyła jedno ciało z powodu tego uwięzienia przez mikroorganizmy. W niektórych przypadkach warunki chemiczne w biofilmie były raczej różne od tych w wodzie na zewnątrz, a glina, która powstała, była również inna od gliny utworzonej w eksperymentach kontrolnych, które nie miały mikrobów, tylko szkło i woda.
jaka glina powstała? Był to głównie smektyt, ale o różnym składzie chemicznym i trochę kaolinu tu i tam. Specyficzny skład smektytu jest bardzo ważny dla zrozumienia cyklu życia skał. Efekt smektytu z dużą ilością glinu bardzo różni się od smektytu z dużą ilością magnezu. To jest dokładnie różnica, że mikroorganizmy wykonane w eksperymentach. W naturze glinki smektytowe o różnym składzie powinny pochodzić z różnych środowisk. Ale ten eksperyment pokazuje, że mikroorganizmy mogą stworzyć inne środowisko na bardzo małą skalę, obok skały, która jest chemicznie zaatakowana, i mogą skutecznie zastąpić warunki środowiskowe na dużą skalę.
z przyjemnością dowiesz się, że glinki zawierające zarówno aluminium, jak i magnez są dobre do modelowania, chociaż nie zachowują się dokładnie tak samo podczas wypalania.
uważaj na wiadomości w najbliższych miesiącach o glinie jako wskaźniku życia na Marsie.