|
Na okładce: Naszyjnik z kolekcji
firmy IMPRES.ART |
| W NUMERZE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Bursztyn i inne żywice kopalne świata.
Zygburgit (kopalny polistyren) |
| Barbara Kosmowska-Ceranowicz |
Złoże bursztynu w kopalni Goitsche w Bitterfeldzie, które było eksploatowane od 1975 r. do połowy lat 90., powstało w czasie ingresji morskiej na obszar niecki turyńskiej na przełomie oligocenu i miocenu. Żywice znoszone z południa, z pobliskich lądów, akumulowane były w ilastych, bezwapnistych, szaroczarnych piaskach z dużą ilością muskowitu i rozproszonej substancji roślinnej. Trzeciorzędowe środowisko morskie dokumentuje nieliczny glaukonit i obecność morskiego planktonu. Osady bursztynonośne zalegają powyżej złoża węgla brunatnego. Obok wydobywanego sukcynitu, wśród żywic towarzyszących zidentyfikowano goitschit, gedanit, gedano-sukcynit, glessyt (w czwartorzędzie bogato redeponowany na teren Łużyc), beckeryt, dwie odmiany czarnej żywicy oraz bardzo rzadko występujący zygburgit (spolszczona nazwa niemiecka Siegburgit, utworzona od nazwy miejscowości Siegburg w Niemczech).
Zygburgit związany z formacją węgli brunatnych z Troisburga koło Siegburga, znajdowany w kopalniach piasków oligoceńskich w formach "bulwiastych konkrecji", został
po raz pierwszy opisany przez Lasaulx (1875). Klinger i Pitschki (1884) z tego "łatwopalnego kamienia" wyizolowali kwas cynamonowy i styren. Zygburgit zakwalifikowany został do naturalnych żywic polistyrenowych.
Już te badania chemiczne stały się dla botaników podstawą przypisania owej żywicy do Liquidambaru, drzew okrytonasiennych (Angiospermae) z rodziny Hammamelidaceae. Dodatkowym argumentem poza składem żywicy była obecność w osadach w okolicy Siegburga kopalnych resztek liści i fragmentów drzewa gatunku Liquidambar europaeum Bgt. W Turcji współczesne gatunki rodziny Hammamelidaceae są zaliczane do drzew, których aromatyczne żywice pozyskuje się dla przemysłu farmaceutycznego z uwagi na ich właściwości antyseptyczne.
Komercyjne nazwy żywic współczesnych z różnych taksonów drzew można (za Langenheim 1995) podzielić na grupy:
I. Żywice oleiste (względnie płynne - wysoki procent lotnych terpenów) - niektóre rodzaje Pinaceae i Dipterocarpaceae oraz kalafonia jako produkt destylacji żywicy sosny
II. Balsamy (relatywnie miękkie):
a. Balsam - balsam kanadyjski Abies balsamea (Pinaceae), balsam z Malezji Canarium spp. (Burseraceae)
b. Elemi - Protium spp., Canarium spp. oraz niektóre gatunki z Burseraceae, Rutaceae, i Guttiferae
c. Kadzidło - Commiphora spp., Bursera spp. (meksykańskie) Boswellia spp. (Burseraceae)
d. Storax* (balsam w jęz. ang. zwany też "gum Storax", co można tłumaczyć jako guma albo żywica) - Liquidambar spp. (Hammamelidaceae)
e. Styrax* - Styrax spp. (Styraceae), zwany też "gum benzoin" z północnej Sumatry
III. Dam(m)ary (nazwa stosowana na Malajach dla wszystkich żywic) - liczne rodzaje Dipterocarpaceae, czasem Burseraceae i inne
IV. Sandrak - Callitris, Tetraclinus (Cupresaceae)
V. ˝Żywice mastiksowe - Pistacia spp. (Anacardiaceae)
VI. KOPALE (twarde, trudno topliwe):
kopal brazylijski Hymenea spp. (Leguminosae)
kopal afrykański Hymenea verucosa, Copaifera spp. Daniellia spp.
kopal z Manili Agathis alba (Araucariaceae)
kopal kauri Agathis australis (Araucariaceae)
* Żywice zawierające pierwotnie fenole aromatyczne. Zygburgit został również zidentyfikowany z Ameryki Północnej, między innymi z Pemberton i ze stanu Montana. Na przybrzeżnej równinie atlantyckiej w rejonie New Jersey zebrano 7 okazów z 7 różnych miejscowości (Grimaldi, Beck & Boon 1989). Krzywe IR uzyskane przez Becka z badań tych okazów metodą spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni zostały bardzo szczegółowo opisane. Badania prowadzone były w Ameryce również innymi metodami fizyczno chemicznymi.
W kopalni Goitsche zygburgit został prawidłowo oznaczony dopiero w 1989 r. (Kosmowska-Ceranowicz, Krumbiegel), choć znaleziony został dużo wcześniej
i mylnie opisany jako beckeryt przez niemieckich badaczy (Fuhrmann, Borsdorf 1986). Zygburgit występuje w formach niewielkich nacieków, otoczaków bąd" nieregularnych, ostrokrawędzistych, brudnoszarych okruchów.
|
|
|
|
Jest miękki, choć bardzo trudny do cięcia: łatwo go spłaszczyć uderzeniem młotka, ale bardzo trudno odspoić czy rozkruszyć do badań. Czasem dobrze widoczną strukturę fluidalną albo podobną do struktury drewna tworzą wiązki cienkich włókien bezbarwnej przeświecającej żywicy, miejscami okalające grubsze kawałki żywicy, które w przekroju poprzecznym tworzą jak gdyby komórki o różnych rozmiarach i kształtach.
Mikrotwardość zygburgitu zmierzona na jednym z większych okazów wynosi 130 megapaskali (Mpa), co stawia go w rzędzie żywic miękkich (dla przypomnienia: mikrotwardość sukcynitu wynosi 230-290 Mpa). Pali się bardzo łatwo, kopcącym płomieniem i wydziela silny, drażniący, nieżywiczny zapach. Barwa żywicy w bryłkach zmienia się od biało beżowej do beżowo brunatnej. Zwietrzenie na powierzchni bryłek zaznacza się jedynie ściemnieniem barwy; widoczne są również poligonalne szczeliny wysychania żywicy.
Kolekcje zygburgitu w muzeach Warszawy, Wiednia i Pragi liczą dziś zaledwie 10 okazów. W prywatnej kolekcji G. Krumbiegela (Niemcy) znajduje się 28 okazów z kopalni Goitsche oraz 4 okazy z Siegburga (Krumbiegel
& Krumbiegel 1996). Według literatury zygburgit był dość często spotykany, a nawet używano go do podsycania ognia. Do badań sproszkowano 5 kg (!) okazów określanych jako "palące kamienie", a więc te, w których zygburgit stanowił lepiszcze (dochodzące nawet do 54,28%) drobnego piasku.
Analiza elementarna dwóch próbek zygburgitu z kopalni w Goitsche ze zbiorów Muzeum Ziemi i z Siegburga ze zbiorów Muzeum Przyrodniczego w Wiedniu, wykonana na zlecenie Muzeum Ziemi, wykazała dość różne wyniki, wskazujące na znaczne utlenienie próbki z Siegburga w stosunku do próbki z kopalni Goitsche:
z Goitsche - C 86,19%, H 7,41%, O 6,40%
z Siegburga - C 60,27%, H 5,29%, O 34,44%
Próbkę z Siegburga pobrano do badań z Muzeum w Wiedniu, dokąd trafiła w 1899 r., a więc 100 lat temu, podczas gdy próbka z Goitsche znaleziona została w kopalni w 1986 r.
Wyniki z dwóch analiz, które uzyskał Lasaulx, są bliższe świeżej próbce z Goitsche:
C - 85,139% i 81,37%, H - 7,904% i 5,26%,
O - 6,957% i 13,37%
Wyniki analizy elementarnej w badaniach żywic kopalnych nie mają większego znaczenia dla ich identyfikacji, niemniej badania te należą do podstawowych. Niektórzy badacze uważają, że wahania składu mają swoje przełożenie w barwie okazów.
Z doświadczeń Lasaulx wynika, że zygburgit jest jedynie w części rozpuszczalny w eterze i w alkoholu, całkowicie nierozpuszczalny w terpentynie.
Badania w podczerwieni 10 próbek zygburgitu - trzeciorzędowego kopalnego polistyrenu sprzed milionów lat - jak i ich porównanie z krzywą syntetycznego polistyrenu, którego synteza na skalę przemysłową datuje się od lat 20. XX wieku, wykazały całkowite podobieństwo. Interpretacja krzywych zygburgitu nie jest trudna, choćby z uwagi na brak dobrze zdefiniowanej grupy karbonylowej.
Niezależnie prowadzono badania zygburgitu z Goitsche innymi metodami fizyczno-chemicznymi (praca doktorska słowackiej badaczki I. Pastorovej, Amsterdam 1997). W obrębie współczesnej żywicy Liquidambar orientalis Mills (gum Storax) zdefiniowano 12 związków, z których trzy uznane za markery autorka ta zidentyfikowała również
w zygburgicie z kopalni Goitsche. Powstanie naturalnego polistyrenu Pastorova przypisuje wczesnej polimeryzacji niektórych żywic i następnie dekarboksylacji podczas długiego okresu w skali dziejów Ziemi. Ten rodzaj polimeryzacji powoduje powstanie polimerów usieciowanych.
Literatura:
R. Fuhrmann, R. Borsdorf: Die Bernsteinarten des Untermioz"ns von Bitterfeld. "Zeitschrift fr Angewandte Geologie" 1986, 32 (12): 309-316.
D. Grimaldi C.W. Beck, J.J. Boon: Occurrence, chemical characteristics, and paleontology of the fossil resins from New Jersey. "Museum Novitates" 1989, 2948 (8): 1-27.
H. Klinger, R. Pitschki: Ueber den Siegburgit. "Berichte Dt. Chem. Ges." 1884/1885, 17: 2742-2746.
B. Kosmowska-Ceranowicz, G. Krumbiegel: Geologie und Geschichte des Bitterfelder Bernsteins und anderer fossiler Harze. "Hall. Jb. f. Geowiss." 1989, 14: s. 1-25.
G. Krumbiegel, B. Krumbiegel: Bernstein - fossile Harze aus aller Welt. "Fossilien. Sonderband" 7. Goldschneck Verl. Korb 1996 ss. 112.
J.H. Langenheim 1995: Biology of amber-producing trees: Focus on case studies of Hymenea and Agathis. W: Amber, resinite, and fossil resins. ACS Symposium Series 617. Washington 1995: 1-31.
A. Lasaulx: 1875. Siegburgit, ein neues fossiles Harz. "N. Jb. f. Min." 1875: 128-135.
|
|
|
