Истории «обывателей» царства камней — как рождаются, стареют, обновляются, оставляют следы о своем возрасте

Жизнь и история камня очень длинная: она измеряется иногда не тысячами, а миллионами и даже сотнями миллионов лет. У каменной жизни свои законы рождения, старения, разрушения и превращения в новые камни. 

Камню мы обязаны практически во всех сферах жизни.

КАК ОБРАЗУЮТСЯ КАМНИ В ПРИРОДЕ, ОТКУДА БЕРУТСЯ И ИЗ ЧЕГО СОСТОЯТ

Литосфера – твердая оболочка земного шара состоит из 5000 шедевров природы. К ним исследователи относят куски пород из  минералов (лат. minera – руда) — являются основой камня. Представляют собой:

• твердые природные вещества с относительно однородным химическим составом;
• состоят из разных видов кристаллов с симметричным строением;
• отличаются весом, формой, твердостью, цветом.
  

Схема круговорота горных пород в природе— это постоянный процесс бесконечного ряда превращений вещества, из которого они состоят. Полный цикл занимает миллионы лет.

Большинство камней  зарождаются в недрах нашей планеты, на больших глубинах в магматическом очаге, температура которого более 1 500°С, а давление ‒ десятки тысяч атмосфер. Но не все минералы формируются на глубинах при воздействии высоких температур. Некоторые образуются в низкотемпературных условиях возле поверхности земли.

УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАМНЕЙ

МАГМА — сложный взаимный раствор-расплав огромного количества веществ. В нем проходит бурная реакция: химические элементы соединяются в готовые (но еще жидкие) минералы, пропитываются парами воды и летучими газами — идет своя внутренняя работа.

В твердое состояние соединения переходят постепенно — одни раньше кристаллизуются — плавают или падают на дно еще жидкой массы, притягивают новые образования. Твердое вещество собирается вместе, отделяясь от жидкой магмы.

Магматические горные породы.

Вначале возникли породы из магмы. Они первородные самые как бы. Тяжелый гранит в глубине остывал, базальт на поверхности лавою стал. Породы весьма симпатичные, увесистые, магматичные.

Из земных глубин все стремится вырваться наружу, ближе к поверхности  Земли. Магма ищет выход, проникает в более холодные и более высокие зоны. Со снижением температур охлаждается, начинает застывать и выделять из себя отдельные вещества.

После остывания расплавленный океан представляется затвердевшими волнами и брызгами кристаллических горных пород. 

ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Первоначально  расплавленное вещество мантии земли выдавливается на поверхность в результате тектонических сдвигов и извержений вулканов. При столкновении материковых плит образует горы. Оказавшись на земной поверхности, испытывают воздействие ветра, воды, солнца, перепадов температур. Камни дробятся, выветриваются, переносятся с места на место, разрушаются, превращаются в пыль. Так накапливаются осадочные слои.

Тектонические смещения земной коры перемещают их вглубь земли. Под действием высокой температуры и давления, породы снова плавятся, проходят новый цикл обновления, а потом движения земной коры снова поднимут эти образования на поверхность и все начнется сначала.

Осадочные горные породы

Но прочность — не вечность, И вот что случается: породы выветриванием разрушаются. Дробятся на глыбы, обломки, пески, выносятся водами быстрой реки. Река их по руслу таскает, обкатывает, отлагает.

А там, где горячие воды струятся, там в них минералы совсем растворятся. Когда же раствор остывает, то соль из него оседает. А в толще морской или в темном болоте вы массу остатков животных найдете, а также растений отмерших остатки. Они образуют породы-осадки — все то, что разрушено, переотложено, осело солями, остатками сложено. 

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ 

Неорганическая жизнь земной поверхности не дремлет, она в постоянном движении. Под воздействием тектонических процессов со временем горные массивы погружаются на большую глубину. Осадочные обломки переходят в чуждые им условия глубин — где соприкасаются с расплавленным океаном магмы, и воскресают в совершенно новом виде. Частица каждого вещества совершает много раз свой долгий путь в вечном движении.

 Метаморфические горные породы

Hо вот, под давлением, магма опять стремится земную коpу pазоpвать, и в месте такого вторжения наметятся вдруг пpевpащения: 

сыпучий песок пpевpатился в кварцит, был мел очень мягкий, вдруг мpамоp лежит. Такие породы, весьма специфические, зовутся геологами метаморфические.

КАК МИНЕРАЛ НА САМОМ СЕБЕ ЗАПИСЫВАЕТ СВОЙ ВОЗРАСТ

Можно ли определить возраст камня? Возраст есть практически у всего существующего. И при этом неважно, живое это создание или же неодушевленный предмет.

Наука о камнях называется минералогия. И в ней существуют методы, с помощью которых можно определить возраст камней с различной точностью — по особым отметкам на камне, его структуре,  сезонным отложениям, напоминающие годичные кольца на срезе дерева.

Каменные «документы» показывают весь исторический процесс изменения природы

ИСТОРИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗРАСТА ПОРОД

ПРИМЕР 1. Отложения Сакского соленого озера.

Поверхность лечебных грязей озера покрыта прочной коркой гипса, по ней можно даже ходить. Когда берут грязь для ванн, то эту корку стараются снять. Она рассыпается на мелкие иголки и острые камешки.

Кристаллы гипса растут ежегодно, особенно летом. При исследовании образцов были отмечены горизонтальные черные полоски на одном уровне, как граница годового кольца. Их образование связано с весенними разливами мутных илистых вод, стекающих в озеро с окружающих гор. По чередованию черных полосок было установлено, что возраст отложений составляет не более 20 лет.

ПРИМЕР 2. Определение хронологии ледника на Севере

Возраст ледника, который покрывал 20 тыс. лет тому назад территории Севера России, определили по ленточным глинам, образовавшимся в период его таяния — осадкам озер и рек. По числу этих слоев подсчитана точная летопись всего Севера.

ПРИМЕР 3. Радиевый способ определения возраста камней

Большинство древнейших минералов позволяют проследить происходившие с ними процессы до 4 тысяч миллионов лет. 

Возраст пород определяется по количеству свинца и газа гелия, в которые медленно превращается редкий металл радий. Его содержат горные породы и многие минералы. Чем больше изменяется радий, тем больше накапливается вместе с ним свинца и газа гелия.

После определения количества радия в породе сопоставляют — сколько из него ежегодно образуется свинца, и определяют промежуток времени, который прошел с  момента образования минерала

Благодаря этому способу по камню удалось построить хронологию мира.

ПРИМЕРНАЯ ХРОНОЛОГИЯ МИРА

МЕНЯЕТСЯ ЛИ КАМЕНЬ В РАЗНЫЕ ВРЕМЕНА ГОДА

Можно ли сказать, что камни мертвы и безжизненны и не меняются ни весной, ни зимой? Нет. В природе есть временные, сезонные минералы — их много, и мы встречаем их на каждом шагу весной и осенью в полярных странах и пустынях.

Такими периодическими минералами являются:

• лед и снег — твердая вода, исчезающий весной, чтобы снова вернуться осенью. Иногда лед известен как обычная горная порода вроде известняка, песчаника или глины. В Якутии лед встречается целыми скалами, переслаиваясь с песками и другими видами пород.

Если бы мы жили в обстановке вечного холода, градусов на 20-30 ниже нуля, то лед был бы для нас самой обыкновенной горной породой, которая образовывала бы скалы и горы, а его расплавленное состояние мы называли бы водой, и радовались бы такому редкому минералу под именем жидкий лед.

• Соли железного купороса — красивые зеленовато-белые выцветы на черных глинах. Появляются  под Москвой при окислении колчеданов насыщенными кислородом весенними водами. После схода талых вод вещества пестрым узором покрывают склоны балок, но первый дождь смывает их до следующей весны.

• «Снеговой покров» в Каракумах — появляется после сильного ночного дождя. Сплошной покров солей, в виде веточек, иголочек и пленок, хрустит под ногами как настоящий снег. Держится до полудня, после чего поднимается горячий пустынный ветер, и в течение нескольких часов соляные цветы разносятся его порывами. К вечеру перед взором снова серый и мрачный шор пустыни.

• Сезонные минералы в средне-азиатских соляных озерах — в Карабогазском заливе Каспийского моря зимой выпадают миллионы тонн глауберовой соли и, как снег, выбрасываются волнами на берег, чтобы летом снова раствориться в теплой воде залива.
• Каменные цветы полярной Якутии — образования редчайшего минерала гидрогалита.  Здесь в продолжение шести месяцев, в холодных соляных источниках Якутии, температура которых опускалась на 25^оС ниже нуля, на стенках появлялись шестиугольные блестящие узорно кристаллические поверхности. К весне они рассыпались в порошок простой поваренной соли, а к зиме снова начинали расти.

МОГУТ ЛИ КАМНИ РАСТИ, ДЫШАТЬ И РАЗМНОЖАТЬСЯ

Есть камни веками лежащие неподвижно, пока под влиянием внешних факторов не распадутся и не преобразуются в хрустящий под ногами песок, но встречаются и живые камни. 

Они  выбрали место проживания в центре и на юге Румынии, вдали от городов.  Местные жители даже придумали им специальное название — трованты — могут не только расти, дышать, но и… размножаться.

КАК ОБРАЗОВАЛИСЬ ТРОВАНТЫ

Необычные камни представляют собой песчаные конкреции, в центре которых находится ядро, так называемая затравка. Сотни миллионов лет назад эта местность была покрыта водой, а с гор стекали ручьи, принося с собой мелкие песчинки. В земных глубинах вода и песок создали цементные горные породы с пористой структурой, поэтому в составе румынских валунов преобладает цементирующий глинисто-известковый материал. 

На поверхности такие камни оказались в ходе сильной сейсмической активности, выветривания и размыва пород, в которых они находятся.

Каменные образования имеют обтекаемую форму шара или овала и лишены острых сколов. Постепенно росли концентрическими слоями по направлению от центра к периферии за счет наслоения песчаника на центральную «затравку», которой могла стать раковина аммонита или зуб древней акулы. Схожий процесс происходит при формировании жемчужины.

«Молодые» трованты весят несколько грамм и на протяжении сотни миллионов лет превращаются в многотонные глыбы диаметром до 10 м. Темпы роста невелики. Более чем за 1 000 лет камни увеличиваются всего на 4-5 см. Зато они чутко реагируют на изменение погодных условий, а после обильных осадков значительно вырастают. Причем чем меньше камень, тем быстрее он увеличивается в размерах.

Ученые нашли объяснение их росту: камни увеличиваются в размерах благодаря повышенному содержанию различных минеральных солей, находящихся под их оболочкой. После выпадения осадков верхние, более рыхлые слои впитывают дождевую влагу, происходит реакция разбухания, и получается, что чудо-камни визуально вырастают. 

КАК КАМНИ ДЫШАТ

«Дыхание» камня объясняется природными изменениями влажности в течение суток. Ночью становится прохладнее и на поверхности валуна конденсируется влага, которая впитывается рыхлыми слоями — он изменяться в диаметре, становится больше, как бы  совершая «вдох».

Днем же, под воздействием солнечных лучей и ветра, влага испаряется — камень уменьшается в объеме, словно выдыхает.

КАКИМ СПОСОБОМ КАМНИ МОГУТ РАЗМНОЖАТЬСЯ  

Существует два варианта размножения:

1). На поверхности валуна особенно после сильных дождей могут образовываться выпуклости — под поверхностью активизируется новый затравочный центр, вокруг которого нарастают наслоения.

Округлые образования достаточно быстро увеличиваться в размерах, а сами трованты начинают напоминать гигантские имбирные корни. 

Со временем они разрастаются настолько, что под силой тяжести образования просто отпадают от материнского валуна. Но этому явлению также есть объяснение. Просто из-за неоднородного состава при обилии влаги песчаник способен перераспределяться внутри конкреции.

2). Размножение почкованием. Происходит это так: после того как поверхность камня намокнет, на ней появляется небольшая выпуклость. Со временем она разрастается, когда же вес нового камня становится достаточно большим, он отламывается от материнского.

Строение у новых тровантов такое же, как и у других, более старых камней. Внутри также присутствует ядро, в чем и заключается основная загадка для ученых — с научной точки зрения процесс деления каменного ядра не поддается никакой логике.

Некоторые специалисты всерьез задумались над вопросом, не являются ли эти камни неизвестной доселе неорганической формой жизни.