Ve světě krystalů – oheň a voda, perfekce a nedokonalost
Na počátku perfekce je nedokonalost
Krystaly se ze všeho nejvíc blíží tomu, co nazýváme slovem perfekce. Paradoxně je ale k jejich vzniku potřeba nedokonalosti. Nejraději začínají narůstat kolem nepatrných zrníček příměsí nebo na vyčnívajících, ostrých hranách. Právě z nich se pak stávají centra, kolem kterých se začíná formovat fascinující útvar, kterému říkáme krystalická mřížka.
Pořádek a chudoba se nevylučují
Látka, která se zorganizovala do krystalické struktury, je energeticky chudší než látka v chaotickém a neuspořádaném stavu. Proto se při tvorbě krystalů v naprosté většině případů tato přebytečná energie uvolňuje.
Jistě všichni známe gelové polštářky, které se dají do teplé vody, aby látka, kterou jsou naplněné, roztála. V případě potřeby se v nich dá jednoduchým způsobem vyvolat krystalizace – mechanicky, kliknutím vloženého kovového článku. Látka (trihydrát octanu sodného) pak rychle zamrzá a utváří krystalickou strukturu, přitom se uvolňuje energie, aby zahřála vaše ruce v kapsách bundy.
Krystaly mohou vznikat dvěma způsoby. Nejčastěji je to ochlazením systému. Ke vzniku krystalů může ale přispět i cizí medium – například voda, vzduch nebo roztavený kov.
Obyčejné neobyčejné krystaly, formované chladem
Nejobyčejnější krystaly na světě jsou – krystaly vody. Voda pokrývá velkou část povrchu naší planety. Velké množství vody se nachází také v naší atmosféře. Při teplotě pod 0 °C začíná kapičky vody zamrzat – její molekuly se začínají formovat do neobyčejně různorodých krystalů. Všechny mají šestiboký tvar, ten je totiž daný úhlem, který spolu svírají oba atomy vodíku v molekule H2O. Konečná forma krystalů záleží na teplotě, při které se formují. Při hodně nízkých teplotách se vytváří šestiboké „penízky“.
Při vyšších teplotách, blízkých 0 °C se tvoří bohaté sněhové vločky, které mají šest výběžků a mohou se dále větvit nebo kombinovat.
Tekutá voda, která pokrývá povrch planety může zamrzat podobným způsobem. Také v tomto případě vzniká led, který se skládá z šestihranných krystalů.
Hustota ledu je 0,918 g/cm3, je tedy lehčí než voda - plave na její hladině. I tento jev je způsoben vnitřní strukturou. V hexagonálních krystalech jsou atomy navzájem vzdálenější, než ve vodě, která je v kapalném stavu. Tato vlastnost je výjimečná, ostatní materiály mají v zamrzlém stavu vesměs vyšší hustotu než ve stavu kapalném.
Není led jako led
Voda se odlišuje od většiny ostatních látek také tím, že její pevná varianta, led, mění své vlastnosti podle okolního tlaku a teploty.
Momentálně známe 18 různých druhů ledových krystalů. Většina z nich není pro náš běžný život důležitá, své speciální vlastnosti ovšem ukazuje led v podmínkách, jaké panují v meziplanetárním prostoru sluneční soustavy, uvnitř velkých planet jako je Saturn nebo Jupiter, případně ve volném vesmíru.
Krystaly ovlivněné žárem
Nejen chlad, ale i „oheň“ může stát u kolébky krystalu, i když princip vzniku zůstává stejný. Žár, který je schopen přispět k vytvoření krystalů, nacházíme v nitru Země. V tamních podmínkách se kámen taví a vytváří tekutou hmotu. Když láva (tedy roztavený kámen) vychládá, tvrdne. Bazaltová láva, která se dostane na zemský povrch, pak při vychládání může vytvořit dlouhé, převážně šestihrané útvary, které vypadají, jako by byly dílem člověka.
Krystaly z horkých záhadných hlubin
Ve větších hloubkách se v roztavené hornině formují velice zřídkavé a speciální druhy krystalů, kterým říkáme drahé kameny. Obrovské tlaky a teplota, která na ně působí v nitru Země, působí spolu s ionizujícím zářením na nepatrné příměsi v jejich krystalickým mřížkách – a barví je neobvyklými barvami.
Geologové dávno ví, že se v podzemí tvoří krystaly většinou v puklinách, naplněných vodou. Nedávno byl objeven nový proces, který probíhá daleko hlouběji v zemském plášti. Ty největší a nejvzácnější diamanty se například formovaly za obrovských teplot a tlaků v bublinách tekutého kovu s příměsí uhlíku a v téměř trojnásobné hloubce než jejich menší kolegové.
Krystaly, kterým ke vzniku dopomohla voda nebo vzduch
V této variantě je potřeba silně nasycený roztok soli, rozpuštěné ve vodě. Pak už postačí ochlazení roztoku nebo vypaření části tekutiny – a z nasyceného roztoku se stane roztok s nadkritickou koncentrací. Na nerovnostech povrchu nebo cizorodých částečkách pak mohou z tohoto roztoku růst krystaly s pravidelnou strukturou.
Na principu ochlazení zahřátého nasyceného roztoku funguje dnes rozšířená krystalizace soli z mořské vody.
Postupné odpařování nasyceného roztoku je pro změnu zodpovědné za růst krápníků v podzemních jeskyních.
Jistě nejznámějším a nejefektnějším důkazem krystalizace z vodního roztoku je jeskyně v mexické Naice. Během statisíců let v nich vyrostly obří selenitové krystaly, měřící až 14 metrů. Jsou to největší krystaly, jaké kdy byly na Zemi objeveny.
Případy, kdy se na tvorbě krystalů podílí jiné medium, vzduch, jsou ojedinělé, ale o to efektnější.
Nejznámější jsou nejspíše krystaly síry, která kondenzuje z plynů, uvolňovaných vulkanickou činností. Ve středověku se tyto krystalky používaly například k výrobě střelného prachu.
Dana Tenzler
Hledání helia v exosférách exoplanet
Kolem hvězd v naší Galaxii krouží velké množství různých planet. Vědci se nyní věnují jejich atmosférám. Nová studie zaznamenala 17 planet s heliovou atmosférou a 40 planet bez ní. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Biologické stopy na exoplanetách
Jak se pozná, že se na cizí a slibně vypadající exoplanetě skutečně nachází život? Exoplanety jsou příliš daleko. Zbývá jen pozorování teleskopy. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jakou barvu budou mít rostliny na exoplanetách?
Na exoplanetách může mít biosféra jinou barvu než je tomu na Zemi. Vědci našli argumenty pro existenci exoplanet s fialovými rostlinami. Jakou barvu mají rostliny na jiných planetách? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (4) - klamání tělem a přibarvování reality
Poslední část malého blogového seriálu o tom, proč jsou vlastně horniny barevné a proč je zbarvení minerálů podobné chování třídy plné dětí.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (3) - co nutí děti zlobit?
Když rozebereme případ dětí z úplně zlobivé třídy (idiochromatismus - název si můžete zapamatovat podle toho, že se z takových dětí člověk musí zbláznit), zjistíme, že mají ke zlobení (a minerály k zabarvení) jen několik důvodů.
Další články autora |
Královna fetiše rozdráždila Ameriku. Její fotografce se klaní i feministky
Seriál „Nejkrásnější fotografka“ či „nejlepší pin-up fotografka na světě“. Taková čestná přízviska si...
„Krok ke třetí světové.“ Ukrajinci zasáhli klíčovou ruskou radarovou stanici
Ukrajinská armáda zřejmě tento týden zasáhla významnou ruskou radarovou stanici, která je součástí...
Turek: Z Nerudové mi bývá špatně, o hlasy komoušů a progresivistů nestojím
Bývalý automobilový závodník a lídr Přísahy s Motoristy Filip Turek patří mezi černé koně...
Česko explodovalo zlatou hokejovou radostí, fanoušci v Praze kolabovali
Česko v neděli zažilo hokejový svátek. Fanoušci vyrazili sledovat finále mistrovství světa na...
Pavel se zranil na motorce. V nemocnici na pozorování zůstane několik dní
Prezident Petr Pavel se zranil při jízdě na motorce. Zranění nejsou vážná, ale vyžádají si...
Peníze pro českou muniční iniciativu poslala teprve čtvrtá země
Litva se přidala k české muniční iniciativě, přispěje 35 milionů eur (862,6 milionu korun)....
Parlament v Gruzii přehlasoval veto, zákon o zahraničním vlivu projde
Gruzínský parlament v úterý přehlasoval veto kontroverzního zákona o zahraničním vlivu. Prezidentka...
Silné bouřky udeřily hlavně na východě, řidiče v autě uvěznil strom
V úterý odpoledne se od Svitavska po Náchodsko vytvořil pás velmi silných bouřek, ty se ještě...
Vrátíme věk odchodu do důchodu, přes 65 let nejede vlak, řekl Babiš
Přímý přenos Důchodovou reformu podle představ současné vlády Petra Fialy začali na mimořádné schůzi schvalovat...
Akční letáky
Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!
- Počet článků 979
- Celková karma 18,71
- Průměrná čtenost 1286x