Z czego zbudowane są skały

Z czego zbudowane są skały?

Kiedy już poznaliśmy makrobudowę, makrostrukturę skał, zapragnęliśmy wiedzy jeszcze głębszej. Zaczęliśmy szukać odpowiedzi na pytanie, z czego zbudowane są skały. Odkryliśmy pierwiastki i związki chemiczne, i co ważniejsze-zaczęliśmy je stosować do celów praktycznych. Początkowo nieśmiało – sól jako dodatek do potraw, miedź, złoto i srebro do wyrobu naczyń i ozdób. Potem żelazo do wyrobu narzędzi i broni, piasek kwarcowy, węglan wapniowy oraz węglan sodowy do wyrobu szkła. Jeszcze później nauczyliśmy się syntetyzować potrzebne nam związki w pracowniach alchemików i w fabrykach. Coraz bardziej potrzebne nam były czyste pierwiastki. Nie tylko te ogólnie dostępne, jak miedź czy żelazo. Również występujące rzadko, w ilościach śladowych, jak frans, którego ilość jest tak mała, że średnio w skorupie ziemskiej 1 gram fransu zawarty jest w 11952 i jeszcze piętnaście zer po tej liczbie tonach ziemi. Czyli prawie 12 milionów milionów milionów ton ziemi zawiera zaledwie 1 gram fransu.

Jak znaleźć tak małą szpilkę w tak wielkim stogu siana? Na to pytanie odpowiada inna z nauk o ziemi – geochemia. Jedna z najmłodszych dziedzin naszej wiedzy. Nauka, która zajmuje się występowaniem i krążeniem pierwiastków w skorupie ziemskiej, a więc i powstawaniem minerałów i kamieni szlachetnych oraz miejscami, w których te minerały mogą powstać. To dzięki niej wiemy, jaki jest skład chemiczny naszej planety. Znamy prawa decydujące o rozmieszczeniu pierwiastków w poszczególnych środowiskach ziemskich. Warunki, w których może dojść do szczególnie wysokiej koncentracji najrzadszych nawet pierwiastków, co ułatwia nam ich odnalezienie i wydobycie. To dzięki niej wiemy, w jakich warunkach powstają najrzadsze nawet kamienie szlachetne. Możemy więc biorąc wzór z przyrody stworzyć takie same, a czasem jeszcze piękniejsze kamienie szlachetne w laboratoriach i fabrykach.

Z wyjątkiem głównych składników powietrza – azotu i tlenu, wody morskiej i wód mineralnych, z których wydobywamy niektóre pierwiastki, wszystkie ważne surowce to skały i minerały. Minerał to pierwiastek lub związek chemiczny, który powstał w wyniku naturalnych procesów przyrodniczych, bez współudziału człowieka. Do minerałów typu pierwiastek zaliczamy siarkę, grafit i diament oraz złoto, srebro, miedź i platynę. Wszystkie te pierwiastki mogą występować w stanie rodzimym, wolnym chemicznie. Czasem mogą być zanieczyszczone innymi pierwiastkami – np. samorodki złota mogą być przerośnięte krzemionką lub wymieszane ze srebrem w formie stopu. Ale domieszki te nie tworzą związków chemicznych z minerałem podstawowym i mogą być usunięte metodami mechanicznymi przez wykruszenie lub stopienie i rozdział składników. W wyjątkowych przypadkach również inne pierwiastki występują w formie rodzimej. Czasem nawet takie jak żelazo, które w normalnych warunkach wykazuje skłonność dołączenia się z tlenem lub tworzenia innych związków, np. siarczków. Częściej jednak pierwiastki te występują w formie minerałów – związków chemicznych.