Geologija opeke

Obična cigla jedan je od naših najvećih izuma, umjetni kamen. Izrada cigle pretvara blato male snage u jake materijale koji mogu izdržati stoljećima kad se pravilno skrbe.

Glavni sastojak opeke je glina, skupina od površinski minerali koje nastaju vremenskim utjecajem magnetskih stijena. Sama po sebi, glina nije beskorisna - pravljenje opeka od obične gline i sušenjem na suncu čini čvrst građevinski "kamen". Imajući malo pijeska u mješavini pomaže da se te cigle ne ispucaju.

Sušena glina malo se razlikuje od meke škriljac.

Mnoge najstarije građevine ranog Bliskog Istoka bile su napravljene od opeke osušene na suncu. Obično su trajale oko jedne generacije prije nego što su se opeke pogoršale od zanemarivanja, potresa ili vremenskih prilika. Sa starim zgradama otopljenim u gomile gline, drevni su se gradovi povremeno izravnavali, a novi gradovi gradili na vrhu. Tijekom stoljeća ove su se gradske grobnice, zvane pripovijesti, poprimile do značajne veličine.

Izrada opeke osušene na suncu s malo slame ili gnoja pomaže vezanje gline i daje jednako drevni proizvod zvan adobe.

Stari Perzijci i Asirci izrađivali su jače opeke pečeći ih u pećima. Postupak traje nekoliko dana, podižući temperaturu iznad 1000 ° C tokom dana ili kasnije, a zatim postupno hlađenje. (Ovo je mnogo toplije od blagog pečenja ili kalcinacije koja se koristi za pravljenje gornjeg preljeva bejzbol polja.) Rimljani su napredovali tehnologiju, kao što su to činili i beton i metalurgija, te su širili opečenu ciglu u svaki dio svog carstva.

Izrada opeka u osnovi je ista od tada. Sve do 19. stoljeća svaki je lokalitet s glinastim ležištem gradio svoje opeke jer je prijevoz bio toliko skup. S porastom kemije i industrijske revolucije pridružile su se cigle željezo, staklo i beton kao sofisticirani građevinski materijal. Danas se cigla izrađuje u mnogim formulacijama i bojama za različite zahtjevne strukturne i kozmetičke primjene.

Tijekom razdoblja paljenja, opečna glina postaje metamorfna stijena. Glineni minerali razgrađuju se, oslobađaju kemijski vezanu vodu i mijenjaju se u mješavinu dva minerala, kvarca i mulita. Kvarc se u to vrijeme kristalizira vrlo malo, ostajući u staklastom stanju.

Ključni mineral je mulit (3AlO₃· 2SiO₂), miješani spoj silike i glinice koji je u prirodi prilično rijedak. Ime je nazvano po pojavi na otoku Mull u Škotskoj. Ne samo da je mullit tvrd i tvrd, već raste i u dugim tankim kristalima koji djeluju poput slame u adobe i vežu mješavinu u isprepletenom stisku.

Željezo je manji sastojak koji oksidira u hematit, što predstavlja crvenu boju većine opeka. Ostali elementi, uključujući natrij, kalcij i kalij, pomažu da se silicij rastopi lakše - to jest, djeluju kao fluks. Sve su to prirodni dijelovi mnogih ležišta gline.

Zemlja je puna iznenađenja - pogledajte prirodni nuklearni reaktori koja je nekad postojala u Africi - ali je li prirodno mogla proizvesti pravu ciglu? Postoje dvije vrste kontakta metamorfizam uzeti u obzir.

Prvo, što ako jako vruća magma ili erupcija lave zahvata tijelo osušene gline na način koji omogućuje vlazi da pobjegne? Naveo bih tri razloga koja to isključuju:

• 1. Lavasi su rijetko vrući od 1100 ° C.
• 2. Lavas bi se brzo ohladio kada upije površinske stijene.
• 3. Prirodne gline i zakopani škriljci su mokri, što bi izvuklo još više topline od lave.

Jedina magnetska stijena s dovoljno energije da čak i ima priliku zapaliti odgovarajuću ciglu bila bi superhotna lava poznata kao komatiite, za koju se smatra da je dosegla 1600 ° C. Ali Zemljina unutrašnjost nije dosegla tu temperaturu još od rane proterozojske ere prije više od 2 milijarde godina. A u to vrijeme nije bilo kisika u zraku, što je kemiju činilo još malo vjerojatnijom.

Na otoku Mull pojavljuje se mullit u blatnjacima koji su se pekli u tokovima lave. (To je također pronađeno u pseudotachylites, gdje trenje na rasjedima zagrijava suhu stijenu do tališta.) To je vjerojatno daleko od prave opeke, ali tamo se sami trebali uvjeriti da biste se uvjerili.

Drugo, što ako stvarna vatra može ispeći pravu vrstu pješčanih škriljaca? U stvari, to se događa u zemlji s ugljenom. Šumski požari mogu započeti sagorijevanje ugljenih slojeva, a kad jednom započnu ovi požari u ugljenom šavu mogu trajati stoljećima. Sasvim sigurno, požari iz ugljena iz škriljaca mogu se pretvoriti u crvenu stijenu klinkera koja je dovoljno blizu pravoj cigli.

Nažalost, ova je pojava postala uobičajena kako u požarima rudnika ugljena i u hrpama gomila počinju požari uzrokovani ljudskim bićima. Značajan dio globalnih emisija stakleničkih plinova nastaje zbog požara na ugljenu. Danas nadmašujemo prirodu u ovom nejasnom geokemijskom stuku.