|
| Na ok³adce: Jacek Byczewski,
bransolety, stal, z³oto
|
|
fot. J. Malinowski
|
| W NUMERZE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Czarny koral i niektóre imitacje |
|
Czarny koral spotykany jest rzadziej ni¿ czerwony i nie zdoby³ sobie jego s³awy "zdobniczej". Obydwa gatunki korali: Corallium rubrum i Corallium nigrum (fot. 1-5), poza barw±, kszta³tem i budow± wewnêtrzn±, ró¿ni± siê zasadniczo struktur± chemiczn± (rys. l). Koral czerwony sk³ada siê g³ównie z kalcytu (CaCO3), za¶ szkielet korala czarnego jest prawie ca³kowicie zbudowany z materii organicznej: substancji rogowej, opisywanej w literaturze jako konchiolina o wzorze stechiometrycznym C32H48O11N2. Struktura chemiczna tej substancji jest natomiast podobna do chityny [1-6]. Dok³adniejsze poznanie budowy czarnego korala ma tak¿e aspekt aplikacyjny. W ostatnich latach wzros³o bowiem zainteresowanie polimerami pochodzenia naturalnego wraz z zapotrzebowaniem na produkty o charakterze ekologicznym, czyli przyjazne ¶rodowisku. Jedn± z cech takich tworzyw naturalnych jest ich biodegradowalno¶æ.Cechê tê ma tak¿e chityna. Ponadto otrzymany z chityny chitozan, dziêki swym w³a¶ciwo¶ciom, takim jak bioaktywno¶æ, wspomniana biodegradowalno¶æ, b³ono- i w³óknotwórczo¶æ, w³a¶ciwo¶ci sorpcyjne i chelatuj±ce, mo¿e byæ wykorzystywany w wielu dziedzinach, jak ochrona ¶rodowiska, przemys³ kosmetyczny, medycyna i farmacja, przemys³ spo¿ywczy, rolnictwo, biotechnologia, przemys³ w³ókienniczy i papierniczy [7]. Eksploatacja przemys³owa nie bêdzie jednak niew±tpliwie dotyczyæ czarnego korala, ale innych ¼róde³ chityny - polisacharydu powszechnie wystêpuj±cego w naturze. W ¶wiatowym przetwórstwie bezkrêgowców morskich mo¿na pozyskaæ np. z odpadów ok. 150 000 t chityny rocznie.
Chityna, jak i inne biopolimery o podobnej budowie pier¶cieniowej, np. celuloza czy mureina, maj± zbli¿on± funkcjê w organizmach ¿ywych, stanowi±c materia³ strukturalny i pe³ni±c rolê ochronn±.
|
|
|
Analiza spektroskopowa w podczerwieni (IRS) czarnego korala pochodz±cego z wybrze¿y Kuby (gêsto¶æ wzglêdna 1,360) wskaza³a na praktycznie ca³kowicie organiczn± budowê badanej próbki, prezentuj±c intensywne pasma grup amidowych przy 1657 i 1513 cm-1 (rys. 1A). Analiza termiczna czarnego korala wykaza³a wyra¼ne podobieñstwo jego derywatogramu z derywatogramem uzyskanym dla chityny wyseparowanej ze skrzyde³ owadów.
Pod wyp³ywem stê¿onego kwasu solnego uzyskano ca³kowite przeprowadzenie czarnego korala do roztworu.
|
|
|
Analiza rentgenowska nie wykaza³a obecno¶ci substancji mineralnej, natomiast szerokie pasmo które pojawi³o siê na rentgenogramie, mo¿e ¶wiadczyæ o czê¶ciowo uporz±dkowanej strukturze materii organicznej tworz±cej czarny koral.
Ze specyfik± struktury i siln± absorpcj± ¶wiat³a widzialnego wi±¿e siê te¿ prawdopodobnie czarna barwa korala, który po roztarciu wykazuje brunatnooliwkowy kolor. Barwa, jak± ukazuje szesnastokrotnie powiêkszony obraz cienkiego szlifu czarnego korala, uzyskany w ¶wietle odbitym i przechodz±cym, jest odpowiednio czerwonobrunatna i ¿ó³toczerwona (fot. 6, 7). Dla porównania na fot. 8 i 9 przedstawiono tak¿e odpowiednie obrazy korala czerwonego.
|
|
|
Czarny koral jest objêty pe³n± ochron± gatunkow±, co powoduje pojawianie siê imitacji. Takimi imitacjami mog± byæ np. czarny chalcedon, obsydian, barwione szk³o, gagat, "wypalony na czarno" bursztyn (fot. 10). Nieniszcz±ca refleksyjna technika spektroskopii w podczerwieni mo¿e byæ wykorzystana do identyfikacji tych imitacji w gotowych wyrobach.Zarejestrowane widma wskazuj± wyra¼ne ró¿nice kszta³tu (rys. 2) wzglêdem widma IRS czarnego korala. Widmo chalcedonu, bêd±cego skrytokrystaliczn± odmian± SiO2, wyró¿nia silne, ale w±skie pasmo przy 1060 cm-1 pochodz±ce od grup Si-0, za¶ widma obsydianu (szkliwa wulkanicznego) oraz szk³a wykazuj± bardzo szerokie pasmo tych ugrupowañ, przesuniête do ni¿szych warto¶ci liczb falowych. Gagat natomiast (wêgiel brunatny [8] powsta³y z tkanki drzewnej przeobra¿onej w wyniku procesów humifikacji i bituminizacji [9], charakteryzuj± w widmie silne pasma ugrupowañ organicznych przy 1610, 1437, 1110-1260 cm-1. Inny z kolei kszta³t widma jest w³a¶ciwy dla bursztynu "wypalonego na czarno" (charakterystyczne pasma: 1720, 1600, 1184-1277, 1380 cm-1).
Tak¿e w przypadku korali o szkielecie wapiennym pojawiaj± siê imitacje, jak np. przedstawiony na fot. 11 przekrój sztucznie barwionego na czerwono tzw. korala "chiñskiego" (widmo IRS wskaza³o na jego kalcytowy szkielet).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sama natura równie¿ dostarcza ró¿nobarwnego materia³u, kiedy to na przyk³ad obecno¶æ pierwiastków ¶ladowych mo¿e spowodowaæ pojawienie siê zabarwienia. Na przyk³ad wystêpowanie naturalnie zabarwionych niebieskich korali (o szkielecie kalcytowym wed³ug widma IRS) nie jest zaskakuj±ce, je¶li porównaæ je z istniej±c± w naturze niebiesk± odmian± kalcytu (fot. 12).
Interesuj±ca kolorystycznie jest te¿ naturalna czerwona odmiana korala zwana nieszlachetn± (fot. 13, szkielet kalcytowy wed³ug widma IRS).
|
|
|
Bia³e wspó³czesne szkielety koralowe z wybrze¿y Australii wykaza³y w podczerwieni strukturê aragonitu (rys. 3).
Lokalizacja koralowców zwi±zana jest z mo¿liwo¶ciami dostêpu do po¿ywienia oraz egzystencji w ¶rodowisku sprzyjaj±cym wzrostowi. Wiele koralowców tworzy rafy w przezroczystych i p³ytkich wodach ciep³ych mórz, gdzie powstaje uk³ad endosymbiotyczny z jednokomórkowymi algami zooksantellami. Te ostatnie, ¿yj±c licznie w entodermie koralowców i korzystaj±c z jej ochrony, wykorzystuj± do fotosyntezy dwutlenek wêgla wytwarzany podczas oddychania koralowców oraz bêd±cy produktem ubocznym reakcji tworzenia wapiennego szkieletu. Zapobiega to rozpuszczaniu wapiennego szkieletu ju¿ wytworzonego przez koralowiec w obecno¶ci nadmiarowej ilo¶ci dwutlenku wêgla. Do fotosyntezy niezbêdny jest dostêp ¶wiat³a s³onecznego, st±d korale tworz±ce z algami fotosymbiozê musz± znajdowaæ siê w strefie fotycznej. Dla zapewnienia wzrostu szkieletu (kalcyfikacji) strefy ich wystêpowania musz± cechowaæ siê ponadto wysokim stopniem nasycenia jonami Ca2+ oraz wêglanowymi.
|
|
|
Mo¿na wiêc przypuszczaæ, i¿ z kolei tworzenie organicznego, konchiolinowego szkieletu tzw. czarnych korali mog³o nastêpowaæ w warunkach wiêkszego dostêpu do polipów materii typu wêglowodanów i aminokwasów, przy mniejszym natomiast stê¿eniu jonów mog±cych utworzyæ wêglan wapnia. Na fot. 14 przedstawiono pochodz±c± z wybrze¿y Japonii ga³±zkê tzw. czarnego korala (prezentowany okaz nie wykazuje jednak czarnej barwy, jak pokazane wcze¶niej) z wyra¼n± kalcytow± inkrustacj±. Po usuniêciu kalcytu za pomoc± rozcieñczonego kwasu solnego próbka ta wykaza³a w podczerwieni widmo podobne do uzyskanego dla omawianego wcze¶niej korala czarnego. Znaczna za¶ kalcyfikacja omawianej próbki ma charakter raczej zewnêtrzny i mog³a byæ procesem wtórnym.
Podsumowuj±c, nale¿y stwierdziæ, i¿ zastosowanie analizy spektrofotometrycznej w podczerwieni (zw³aszcza wykonywanej nieniszcz±c± technik± refleksyjn±) spe³ni³o dobrze swoje zadanie dotycz±ce charakterystyki, identyfikacji i rozró¿nienia czarnego korala od jego imitacji. Problemem pozostaje jednak nadal bardziej szczegó³owe rozpoznanie chemicznej struktury organicznego szkieletu tzw. czarnych korali. Temu celowi mog³aby s³u¿yæ m.in. trudno jeszcze dostêpna w Polsce analiza metod± magnetycznego rezonansu j±drowego dla cia³a sta³ego.
|
|
|
* Uniwersytet ¦l±ski, Wydzia³ Nauk o Ziemi
* * Uniwersytet ¦l±ski; Instytut Fizyki
* * * Pracownia Gemmologiczna, Chorzów
Literatura:
[1] B. Günter: Bestimmungstabellen für Edelsteine, Synthesen, Imitationen. Yerlagsbuchhandlung Elisabeth Lenzen-Kirschweiler, 1976.
[2] W. Schumann: Edelsteine u. Schmucksteine BLV. Yerlagsgesellschaft, München, Wien, Zurich 1976.
[3] W. Heflik, L. Natkaniec-Nowak: Zarys gemmologii. AGH, Kraków 1992.
[4] N. Sobczak, T. Sobczak: Ko¶æ s³oniowa. Korale. Wyd. T. Sobczak, Warszawa 1995.
[5] M. Michalski, J. Stolarski: Paleofakty. Wyd. RTW, Warszawa 1998.
[6] V. Bouska, P. Jakes, T. Paces, J. Pokorny: Geochemie. Acad. Praha 1980.
[7] E.M. Siedlecka, I. Bojanowska: Chityna i chitozan jako aktywne biopolimery "Laboratoria, Aparatura, Badania" 2000, 5(2) 32-34.
[8] B. Kosmowska-Ceranowicz, Z. Migaszewski: O czarnym bursztynie i gagacie "Przegl±d Geologiczny" 1988, 7, 413-421.
[9] L. Chodyniecka, W. Gabzdyl, T. Kapu¶ciñski: Mineralogia i petrografia dla górników. ¦WT, Katowice 1993.
Spis rysunków (pliki 14G Czarny rys. 1-3):
Rys. l. Widmo transmisyjne w podczerwieni próbki korala czarnego (A) i czerwonego (B).
Rys. 2. Widma refleksyjne w podczerwieni imitacji czarnego korala: barwionego szk³a (A), bursztynu "wypalanego na czarno" (B), chalcedonu (C), obsydianu (D), gagatu (E).
Rys. 3. Widmo transmisyjne w podczerwieni korala bia³ego o budowie aragonitu.
Spis fotografii:
Fot. l. Ga³±zki korala czerwonego, czarnego i bia³ego.
Fot 2. Ga³±zki korala czarnego.
Fot. 3. Koral czarny i czerwony - fragmenty szkieletów.
Fot 4. Ga³±zki i wyroby z korala czarnego.
Fot. 5. Przekrój poprzeczny ga³±zki czarnego korala z zatoki Akaba (Morze Czerwone) naro¶niêtej na muszli ma³¿a.
(na CD ROM-ie opisana, jako "x")
Fot 6. P³ytka z korala czarnego (¶wiat³o odbite, x l6).
Fot 7. P³ytka z korala czarnego (¶wiat³o przechodz±ce, x l6).
Fot 8. P³ytka z korala czerwonego (¶wiat³o odbite, x l6).
Fot 9. P³ytka z korala czerwonego (¶wiat³o przechodz±ce, x l6).
Fot 10. Imitacje korala czarnego wykonane z: obsydianu, bursztynu "wypalonego na czarno", gagatu, chalcedonu i barwionego szk³a.
(na CD ROM-ie opisane, jako "koraliki czarne")
Fot 11. Koral "chiñski" sztucznie barwiony (przekrój paciorka).
na CD ROM -ie opisany, jako "barwiony")
Fot 12. Paciorki wykonane z niebieskiego korala i niebieski kalcyt.
(na CD ROM-ie opisane, jako "niebieski l")
Fot 13. Ga³±zka korala czerwonego nieszlachetnego i wykonany zeñ paciorek
(na CD ROM-ie opisane, jako "koral czer.")
Fot 14. Ga³±zka "czarnego" korala z wybrze¿y Japonii.
(na CD ROM-ie opisany, jako."ga³±zka"),
Fotografie: nr 1-4, 6-9: J. O¿d¿eñski; nr 5, 10-14: E. Teper
|
|
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
|
