|
| Na ok³adce: Jacek Byczewski,
bransolety, stal, z³oto
|
|
fot. J. Malinowski
|
| W NUMERZE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Bursztyn i inne ¿ywice kopalne ¶wiata.
Bursztyn ba³tycki - sukcynit |
|
Czytelnik "Polskiego Jubilera" ma prawo byæ zirytowany, ¿e w cyklu traktuj±cym o ¿ywicach kopalnych, który rozpocz±³ siê jesieni± 1998 r. ("PJ" 3(4), 1998), nie pojawi³ siê jeszcze artyku³ o najwa¿niejszej z ¿ywic kopanych, jak± jest bursztyn ba³tycki. Bursztyn ba³tycki to temat rzeka i bardzo pasuje do niego znane powiedzenie "im wiêcej wiemy - tym mniej wiemy". Trudno pisaæ o nim krótko, aby czego¶ nie przeoczyæ, a ju¿ na pewno, aby siê nie powtarzaæ. Ta w³a¶nie trudno¶æ sprawi³a, ¿e tak d³ugo odsuwany by³ w czasie.
Nazwa
Sukcynit, albo inaczej bursztyn ba³tycki, a wed³ug badacza bursztynu z Petersburga ¦wiatos³awa Sawkiewicza po prostu
bursztyn, jest najlepiej znan± ¿ywic±; ma najodleglejsze tradycje i najbogatsz± literaturê siêgaj±c± staro¿ytno¶ci. Nazwa sukcynit po raz pierwszy zosta³a w³±czona do wykazów mineralogicznych przez Breithaupta w XIX wieku. Pochodzi od jednej z nazw bursztynu z dzie³a Naturalis Historia rzymskiego pisarza Pliniusza Starszego (ok. 23-79), który imiona i nazwy podawa³ w wersji ³aciñskiej (chocia¿ powo³ywa³ siê tak¿e na pisarzy greckich): "Nasi przodkowie wierzyli ¿e bursztyn jest sokiem (sucus) drzewnym, nazywaj±c go z tej przyczyny
sucinum" (ksiêga 37).
Rodowód
Sukcynitem jako tworzywem do wyrobu amuletów, a nastêpnie ozdób zainteresowa³ siê ju¿ cz³owiek paleolitu. Z neolitu dobrze znane jest w Polsce wyj±tkowe nagromadzenie warsztatów obróbki bursztynu w Nied¼wiedziówce na ¯u³awach, gdzie bursztynnicy jednocze¶nie zaopatrywali siê w surowiec. Znaæ jednak, a poznaæ to dwie bardzo ró¿ne sprawy. Sukcynit jest znany, ale jeszcze stale nie do koñca poznany, mimo ¿e jednoznacznie daje siê go dzi¶ identyfikowaæ poprzez badanie wielokrotnie ju¿ cytowan± na ³amach "PJ" metod± spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni (IRS).
Najbardziej dyskusyjny od lat pozostaje temat genezy sukcynitu - ¿ywica jakiego drzewa przetworzy³a siê w bursztyn. Zestawiaj±c niektórych tylko autorów, od staro¿ytnych pocz±wszy, i ich wskazania na macierzyste drzewa sukcynitu, ³atwo przekonaæ siê o z³o¿ono¶ci problemu:
Pliniusz Starszy: sosna, cedr, topola (obserwacje)
Haczewski (1838): Abies bituminosa (obserwacje?)
Berendt (1845): sosna (badania botaniczne)
Goeppert i Berendt (1845): Pinites succinifer (badania botaniczne)
Menge (1858): Taxoxylum electrochyton (badania botaniczne)
Conwentz (1890): Pinus succinifera (Goeppert) Conwentz (badania botaniczne)
Kostyniuk (1960): nowozelandzka kauri (obserwacje botaniczne)
Schubert (1961): Pinus succinifera (Conw.) Schubert (badania botaniczne i chemiczne)
Czeczott (1961): ró¿ne gatunki drzew (literatura dotycz±ca inkluzji ro¶linnych)
Langenheim (1963): Agathis S. z rodziny araukarii (badania botaniczne)
Havercamp (1985): Agathis S. (badania fizyczno-chemiczne)
Katinas (1987): Cedrus atlantica L.(IRS)
Beck (1993): Agathis S. (badania fizyczno-chemiczne)
Anderson i Lepage (1995): Pseudolarix (badania botaniczne i fizyczno-chemiczne)
Klasyczne niemieckie dziewiêtnastowieczne dzie³a, oparte na badaniach botanicznych, które opisuj± macierzyste drzewa sukcynitu objête wspólnym gatunkiem Pinus succinifera (Goeppert) Conwentz, 1890, najczê¶ciej wymieniane w literaturze, nie znajduj± dzi¶ zwolenników. Brak równie¿ badaczy, którzy by podjêli rewizjê tego z³o¿onego gatunku.
Ogromnie obiecuj±ce wydawa³o siê 13 lat temu, na podstawie badañ metod± spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni (IRS), wskazanie na gatunek Cedrus atlantica L.- drzew, które porastaj± dzi¶ góry Atlas w pó³nocnej Afryce. Niestety wyniku tego, opublikowanego jedynie w gazecie moskiewskiej (1987) i zreferowanego na Miêdzynarodowym Spotkaniu Badaczy Bursztynu w Muzeum Ziemi w Warszawie w 1988 r., do dzi¶ nie potwierdzi³y ¿adne badania paleobotaniczne. Brak takich badañ pozostawia nawet najbardziej przekonywaj±ce wnioski genetyczne, uzyskane innymi metodami, w sferze przypuszczeñ.
Oznaczenie gatunku macierzystego drzewa sukcynitu z wyspy Axel Heiberg w pó³nocnej Kanadzie na Pseudolarix wehri oparte na badaniach zarówno botanicznych, jak i fizyczno-chemicznych jest (zdaniem autorki) z punktu widzenia metodycznego najbli¿sze prawdy (Anderson, Lepage 1995). Sukcynit znaleziony na z³o¿u pierwotnym wraz z organicznymi szcz±tkami macierzystego drzewa identyfikuje siê metod± IRS, a szcz±tki organiczne poddane zosta³y badaniom botanicznym. Po³o¿enie geograficzne tego znaleziska jest bardziej porównywalne z obszarem Fennoskandii, która by³a w trzeciorzêdzie rejonem rozwoju lasów bursztynodajnych dla z³ó¿ ch³apowsko-sambijskich, ni¿ z obszarem rozprzestrzenienia le¶nych zbiorowisk z rodzajem Agathis.
S± autorzy upatruj±cy genezy sukcynitu zarówno na podstawie badañ botanicznych, jak i fizyczno-chemicznych w drzewach z rodzaju Agathis z rodziny araukarii. Tak zwolennicy, jak i przeciwnicy rodzaju Agathis jako drzewa macierzystego bursztynu zdaj± sobie sprawê z tego, ¿e drzewa z rodziny Araucariaceae s± i by³y w trzeciorzêdzie zwi±zane jedynie z pó³kul± po³udniow±, a bursztyn ba³tycki ma swoj± kolebkê na pó³nocy.
Za przyjêciem Agathis przemawia³y badania polegaj±ce na usuniêciu kwasu bursztynowego z sukcynitu, co da³o produkt podobny do ¿ywicy Agathis australis, i odwrotnie - ¿ywica Agathis wzbogacona kwasem bursztynowym da³a sukcynit. Za odrzuceniem wypowiedzieli siê inni badacze, którzy uzyskanie takich wyników przypisuj± tylko podobieñstwu struktury tych ¿ywic.
Nale¿a³oby postawiæ badaczom pytanie, czy podobieñstwo chemiczne ¿ywic drzew z rodzin Araucariaceae i Pinaceae mo¿e byæ uzasadnione powinowactwem botanicznym tych dwóch rodzin. Ale na nie powinny odpowiedzieæ badania inkluzji ro¶linnych, w tym równie¿ rewizje dotychczas oznaczonych gatunków. Wszelkie badania botaniczne, jako szczególnie trudne, niestety postêpuj± bardzo wolno.
Na korzy¶æ Agathis przemawiaj± równie¿ rozwa¿ania Sawkiewicza (1971), oparte byæ mo¿e na wy¿ej zacytowanej redukcji kwasu bursztynowego, które pozwoli³y mu na ustawienie ci±gu genetycznego w obrêbie ¿ywic: gedanit (¿ywica, której krzywa IR jest podobna do krzywej Agathis australis) - gedano-sukcynit - sukcynit.
Mo¿na w literaturze znale¼æ równie¿ spekulacje dotycz±ce podobieñstwa krzywych IR, miêdzy innymi krancytu i sukcynitu (Kosmowska-Ceranowicz 1999).
Przemiana ¿ywicy w bursztyn
Nie wdaj±c siê w dyskusje, czy bursztyn jest minera³em (a jest), czy tylko substancj± organiczn± (jak w klasyfikacjach mineralogicznych) albo liptobiolitem ¿ywiczno-woskowym (wg podrêczników petrografii), nale¿a³oby do koñca przebadaæ procesy, które przetworzy³y ciek³± ¿ywicê w bursztyn. Poczynaj±c od sk³adników ¿ywic wspó³czesnych, a koñcz±c na takich sk³adnikach, jak kwasy, terpeny, sukcinoterpeny stwierdzone w bursztynie - mo¿na przedstawiæ za wielu autorami uproszczony proces przemiany ¿ywicy w bursztyn (Kosmowska-Ceranowicz 1988), który tylko pozornie wydaje siê prosty. Znamy jedynie schematy wskazuj±ce na uchodzenie ze ¶wie¿ej ¿ywicy sk³adników lotnych, czego wynikiem jest jej twardnienie, a tak¿e czasem powstanie porowatej albo pienistej struktury bursztynu nieprzezroczystego. Wiemy te¿ o procesach izo- i polimeryzacji czy utleniania, a tak¿e o znacz±cym udziale w tych procesach bakterii.
Du¿e znaczenie mia³o równie¿ ¶rodowisko. Produkcja ¿ywicy przebiega³a oczywi¶cie w warunkach l±dowych, udzia³ bakterii zwi±zany by³ ze ¶rodowiskiem redukcyjnym (mokrad³a, gnij±ce ro¶liny). Ostateczny akt dla najwspanialszej z ¿ywic - bursztynu - dokonywa³ siê w warunkach morskich. ¯ywice, które do dzi¶ znajduj± siê w warunkach l±dowych, jak choæby ¿ywice z osadów dolnego i ¶rodkowego eocenu Geiseltal w Niemczech, pozosta³y retynitami (bardzo upraszczaj±c, s± to ¿ywice o zawarto¶ci kwasu bursztynowego od 0 do 3%).
Nauka jednak nie mo¿e znale¼æ jednoznacznego modelu przemian chemicznych, które doprowadzi³y do powstawania bursztynu. Mo¿na jeszcze (nawet w najnowszej literaturze!) znale¼æ wzór chemiczny bursztynu, który w XIX i w pierwszej po³owie XX w. podawa³y prawie wszystkie podrêczniki mineralogii. Dzi¶ wobec odkrytych metodami fizykochemicznymi (chromatografii gazowej i spektrometrii masowej) co najmniej 70 zwi±zków chemicznych wchodz±cych w sk³ad ró¿nych ¿ywic kopalnych wzór ten nie ma ju¿ racji bytu. W sukcynicie ze zbiorów paryskich stwierdzono obecno¶æ 34 zwi±zków (Stout i in. 1995). Du¿a ich liczba jest wynikiem z³o¿onego procesu przemiany ¿ywicy w bursztyn.
W³asciwo¶ci sukcynitu
Georgius Agricola (De natura fossilium, 1546) jako pierwszy uzyska³ kwas bursztynowy do dzi¶ pozostaj±cy jednym z identyfikatorów sukcynitu. W XIX w. metodê tê stosowa³ m.in. gdañski przyrodnik Otto Helm.
Kwas bursztynowy wystêpuje w bursztynie jako jeden z jego sk³adników w ilo¶ci od 3 do 8%. Inne rodzaje ¿ywic kopalnych nie zawieraj± go wcale albo poni¿ej 3%.
W procesie suchej destylacji bursztynu otrzymujemy trzy sk³adniki:
- kwas bursztynowy w postaci krystalicznej,
- p³ynny olej bursztynowy,
- kalafoniê w postaci sta³ej.
Inne parametry sukcynitu:
- sk³ad elementarny: C 61-81%, H 8,5-11%, O oko³o 15%, S do 0,5% (siarka jako sk³adnik wtórny mo¿e wystêpowaæ w ilo¶ci od zera do kilku procent, np. w bursztynie ukraiñskim jest jej nawet oko³o 5%, chocia¿ w rejonie ba³tyckim nie przekracza normy)
- twardo¶æ: 2,0-2,5 w skali Mohsa;
- mikrotwardo¶æ: 199-290 megapaskali (=19,9-29 kG/mm2);
- gêsto¶æ: 0,96-1,096 g/cm3;
- temperatura topnienia: 287-300°C (wg innych ¼róde³ 300-380°C);
- temperatura miêknienia: 150-180oC;
- wspó³czynnik za³amania ¶wiat³a: 1,539-1,542;
- rozpuszczalno¶æ w rozpuszczalnikach organicznych: s³aba (tab.1);
- elektryzacja: ujemna;
- reakcja na podgrzanie: czysty zapach ¿ywiczny;
- reakcja na p³omieñ: pali siê kopc±cym ¿ó³tym p³omieniem;
- w ¶wietle ultrafioletowym: niebieski;
- inkluzje: gazowe - kuliste lub owalne, organiczne (fauna i flora);
- zró¿nicowanie struktury wewnêtrznej: bogactwo odmian (barwa i stopieñ przezroczysto¶ci).
Badania chemiczne bursztynu s± utrudnione jego s³ab± rozpuszczalno¶ci±. Analizowana mo¿e byæ tylko frakcja rozpuszczona, wobec czego uzyskiwane wyniki badañ s± tylko fragmentaryczne.
|
|
|
|
ci±g dalszy >>>
|
|
Fatal error: require() [function.require]: Failed opening required '../../config/right.inc' (include_path='.:/usr/multiphp/php5.2/usr/share/php:/home/lib/php5.2:/home/lib/php5.2/pear') in /home/users/pj/public_html/archiwum/jubiler_3-14/index.php on line 46
|
