Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Қалдықтану процесі
Process of fossilisation
Геологияда, қазбалану немесе петрификация – органикалық материалдың бастапқы заттарының минералдармен алмастырылуы және бастапқы кеңістіктердің минералдармен толуы арқылы қазбаға айналу процесі. Тасқа айналған ағаш осы процестің классикалық мысалы, бірақ бактериялардан бастап омыртқалы жануарларға дейінгі барлық организмдер петрификацияға ұшырауы мүмкін (дегенмен, сүйек, мүңк және қабық сияқты берік, төзімді заттар, бұл процестен жұмсақ тіндер – мысық, қауырсын немесе тері сияқты қалдықтарға қарағанда жақсы сақталады). Петрификация екі ұқсас процестің қатысуымен жүзеге асады: перминерализация және алмастыру. Бұл процестер түпнұсқа нұсқаның микроскоптық деңгейге дейін дәл көшірмелерін жасайды.
In geology, petrifaction or petrification is the process by which organic material becomes a fossil through the replacement of the original material and the filling of the original pore spaces with minerals. Petrified wood typifies this process, but all organisms, from bacteria to vertebrates, can become petrified (although harder, more durable matter such as bone, beaks, and shells survive the process better than softer remains such as muscle tissue, feathers, or skin). Petrifaction takes place through a combination of two similar processes: permineralization and replacement. These processes create replicas of the original specimen that are similar down to the microscopic level.
Перминерализация
Тасқа айналу процесінің бірі – перминерализация. Осы процесс арқылы пайда болған қазбалар, әдетте, зерттелген нұсқаның бастапқы материалының көп бөлігін сақтайды. Бұл процесс, еріген минералдар (көбінесе кварц, кальцит, апатит (кальций фосфаты), сидерит (темір карбонаты) және пирит) бар жер асты сулары зерттелген нұсқалардың, әсіресе сүйек, қабық немесе ағаштың кеуектіктерін және қуыстарын толтырғанда жүзеге асады. Организмдердің тіндерінің кеуектіктері осы минералдар судан шөккен кезде толады. Перминерализацияның екі көп таралған түрі – силикаттану және пиритизация.
One of the processes involved in petrifaction is permineralization. The fossils created through this process tend to contain a large amount of the original material of the specimen. This process occurs when groundwater containing dissolved minerals (most commonly quartz, calcite, apatite (calcium phosphate), siderite (iron carbonate), and pyrite), fills pore spaces and cavities of specimens, particularly bone, shell or wood. The pores of the organisms' tissues are filled when these minerals precipitate out of the water. Two common types of permineralization are silicification and pyritization.
Силицилдеу
Силицификация – органикалық заттардың кремниймен қанығу процесі. Кремнийдің кең таралған көзі – жанартаулық материалдар. Зерттеулер көрсеткендей, осы процесте бастапқы органикалық заттардың көп бөлігі жойылады. Силицификация көбінесе екі ортада жүзеге асады: біріншіден, үлгі дельталар мен су тасқыны жазықтарының шөгінділеріне көміледі, екіншіден, организмдер жанартау күліне көміледі. Силицификация процесі үшін судың болуы қажет, себебі ол оттегінің мөлшерін азайтып, организмнің саңырауқұлақтар әсерінен бұзылуын баяулатып, организмнің пішінін сақтайды және кремнийдің тасымалдануына және жинақталуына жағдай жасайды. Процесс үлгіге сулы кремний ерітіндісі сіңген кезде басталады. Үлгінің жасуша қабырғалары біртіндеп еріп, бос кеңістіктер кремниймен толтырылады. Ағаш үлгілерінде процесс жүргенде, ағаштың екі құрамы – целлюлоза мен лигнин ыдырайды және кремниймен алмастырылады. Судың булануынан кейін үлгі тасқа айналады (бұл процесс литификация деп аталады). Силицификация үшін геотермиялық жағдайлар бейтарап немесе сәл қышқылды pH деңгейімен және тереңдігі аз шөгінді ортаға ұқсас температура мен қысымды қамтуы керек. Оңтайлы табиғи жағдайларда, силицификация жасанды қазбалауда байқалатын жылдамдыққа жуық болуы мүмкін.
Silicification is the process in which organic matter becomes saturated with silica. A common source of silica is volcanic material. Studies have shown that in this process, most of the original organic matter is destroyed. Silicification most often occurs in two environments—either the specimen is buried in sediments of deltas and floodplains or organisms are buried in volcanic ash. Water must be present for silicification to occur because it reduces the amount of oxygen present and therefore reduces the deterioration of the organism by fungi, maintains organism shape, and allows for the transportation and deposition of silica. The process begins when a specimen is permeated with an aqueous silica solution. The cell walls of the specimen are progressively dissolved and silica is deposited into the empty spaces. In wood samples, as the process proceeds, cellulose and lignin, two components of wood, are degraded and replaced with silica. The specimen is transformed to stone (a process called lithification) as water is lost. For silicification to occur, the geothermic conditions must include a neutral to slightly acidic pH and a temperature and pressure similar to shallow depth sedimentary environments. Under ideal natural conditions, silicification can occur at rates approaching those seen in artificial petrification.
Пиритизация
Пиритизация – кремнийлендіруге ұқсас процесс, бірақ ол организмнің тесіктері мен қуыстарында темір мен күкірттің шөгуімен жүзеге асады. Пиритизация нәтижесінде қатты қазбалар да, сондай-ақ сақталған жұмсақ тіндер де пайда болуы мүмкін. Теңіз ортасында пиритизация организмдердің темір сульфидтерінің жоғары концентрациясы бар шөгінділерге көмілуі кезінде пайда болады. Организмдер шірігенде, олардың айналасындағы судағы еріген темірмен реакцияға түсетін сульфид бөліп шығарады. Темір мен сульфидтер арасындағы бұл реакция пиритті (FeS2) құрайды. Организмнің карбонат қабықшасы, қоршаған суда пирит концентрациясы жоғары және карбонат концентрациясы төмен болғандықтан, пиритпен алмастырылады. Пиритизация сазды ортадағы өсімдіктерде аз дәрежеде кездеседі.
Pyritization is a process similar to silicification, but instead involves the deposition of iron and sulfur in the pores and cavities of an organism. Pyritization can result in both solid fossils as well as preserved soft tissues. In marine environments, pyritization occurs when organisms are buried in sediments containing a high concentration of iron sulfides. Organisms release sulfide, which reacts with dissolved iron in the surrounding water, when they decay. This reaction between iron and sulfides forms pyrite (FeS2). Carbonate shell material of the organism is then replaced with pyrite due to a higher concentration of pyrite and a lower concentration of carbonate in the surrounding water. Pyritization occurs to a lesser extent in plants in clay environments.
Қолданылуы
Қазбалар палеонтологиялық зерттеулер үшін ғана емес, сонымен қатар декоративтік және танымдық мақсатта да қолданылады. Тасқа айналған ағаш түрліше пайдаланылады. Тасқа айналған ағаштан жасалған кесектерден үстел беттері жасауға болады, ал кейде кесектердің өзі әсемдік үшін көршітіледі. Сонымен қатар, ағаштың ірі бөліктері раковиналар мен тасты ыдыстарға өңделеді. Басқа ірі бөліктерден орындықтар мен төсектер де жасауға болады. Тасқа айналған ағаш және басқа тасқа айналған организмдер әшекей бұйымдар, мүсіндер, сағаттар, күлдандықтар мен жеміс салатын ыдыстар, сондай-ақ ландшафт және бақшаны безендіру үшін де қолданылған.
Not only are the fossils produced through the process of petrifaction used for paleontological study, but they have also been used as both decorative and informative pieces. Petrified wood is used in several ways. Slabs of petrified wood can be crafted into tabletops, or the slabs themselves are sometimes displayed in a decorative fashion. Also, larger pieces of the wood have been carved into sinks and basins. Other large pieces can also be crafted into chairs and stools. Petrified wood and other petrified organisms have also been used in jewelry, sculpture, clock making, ashtrays and fruit bowls, and landscape and garden decorations.
Сәулет
Қалайшаланған ағаш құрылыс саласында да қолданылған. Колорадо штатының Ламар қаласындағы Мейн-стритте орналасқан "Қалайшаланған ағаш" газ станциясы 1932 жылы салынды және қабырғалары мен едендері қалайшаланған ағаштан жасалған. W. G. Brown салған бұл ғимарат кейін кеңсе және қолданылған автомобильдер сату орталығына айналдырылды. Глен Роуз, Техас штаты, сәулетте қазбаланған ағаштардың қолданылуының одан да көп мысалдарын ұсынады. 1920 жылдары Техас штатының Сомервелл округіндегі шаруалар қалайшаланған ағаштарды таба бастады. Жергілікті шеберлер мен тас қалаушылар осы қалайшаланған ағаштан 65-тен астам құрылыс салған, олардың 45-і 2009 жылдың маусым айына дейін сақталып қалған. Бұл құрылыстардың ішінде жанармай станциялары, гүлзарлар, коттедждер, мейрамханалар, фонтандар және қақпалар бар. Глен Роуз, Техас, сонымен қатар Динозаврлар алқабы мемлекеттік паркі және Глен Роуз формациясымен де танымал, онда бор кезеңінен қалған динозаврлардың ізіне қарауға болады. Қалайшаланған ағашты құрылыста пайдаланудың тағы бір мысалы – Аризонадағы Қалайшаланған орман ұлттық паркіндегі Агат үйі пуэблосы. Бұл сегіз бөлмелі ғимарат шамамен 990 жыл бұрын Пуэбло тайпасының адамдарымен салынған және толығымен қалайшаланған ағаштан тұрғызылған. Ол отбасылық үй немесе жиналыстар өткізу орны ретінде пайдаланылған деп саналады.
Petrified wood has also been used in construction. The Petrified Wood Gas Station, located on Main St Lamar, Colorado, was built in 1932 and consists of walls and floors constructed from pieces of petrified wood. The structure, built by W. G. Brown, has since been converted to office space and a used car dealership. Glen Rose, Texas provides even more examples of the use of fossilized wood in architecture. Beginning in the 1920s, the farmers of Somervell County, Texas began uncovering petrified trees. Local craftsmen and masons then built over 65 structures from this petrified wood, 45 of which were still standing as of June 2009. These structures include gas stations, flowerbeds, cottages, restaurants, fountains and gateposts. Glen Rose, Texas is also noted for Dinosaur Valley State Park and the Glen Rose Formation, where fossilized dinosaur footprints from the Cretaceous period can be viewed. Another example of the use of petrified wood in construction is the Agate House Pueblo in the Petrified Forest National Park in Arizona. Built by ancestral Pueblo people about 990 years ago, this eight room building was constructed almost entirely out of petrified wood and is believed to have served as either a family home or meeting place.
Жасанды қазбалау
Ғалымдар организмдерді жасанды түрде тасқа айналдыруға 18 ғасырдың басында-ақ тырысқан, сол кезде Джороламо Сегато адам дене қалдықтарын "тасқа айналдырғанын" мәлімдеген. Оның әдістері жоғалып кеткен, бірақ оның "туындыларының" көп бөлігі Италияның Флоренция қаласындағы Анатомия кафедрасының мұражайында көрсетіліп тұр. Жақындағы талпырыстар сәтті және құжатталған, бірақ оларды жартылай тасқа айналу немесе толық емес тасқа айналу, немесе кемінде ағаш композитінің жаңа түрін жасау деп қарастыру керек, себебі ағаш материалы белгілі бір деңгейде сақталады; ағаштың құрауыштары (целлюлоза, лигниндер, лигнандар, олеорезиндер және т.б.) силикатпен алмастырылмаған, бірақ арнайы құрастырылған қышқыл ерітінділерімен (алюминосиликат тұздары) сіңірілген, олар ағаш материалымен жанасқанда ағаш ішінде силикаттардың матрицасын құрайды, содан кейін белгілі бір уақыт бойы ерітіндіде баяу реакцияға түседі немесе жылдам нәтиже алу үшін қыздырылады. Коннектикут штатының Гринвич қаласының тұрғыны Хамильтон Хикс 1986 жылы АҚШ патенті 4,612,050 бойынша ағашты жылдам жасанды түрде тасқа айналдырудың "рецептісі" үшін патент алған. Хикс рецепті жоғары минералды судан және 4.0-5.5 pH деңгейі бар сұйылтылған қышқылмен араластырылған натрий силикаты ерітіндісінен тұрады. Ағаш үлгілері осы минералды ерітіндімен бірнеше рет суға батырылып, оған жағылады. Осылай өңделген ағаш, патенттегі талаптарға сәйкес, жанбайды және тасқа айналған ағаштың қасиеттерін иеленеді. Хикс ұсынғандай, бұл өнімді жылқы шаруашылықтарындағы мал өсірушілер қолдануға болады, олар отқа төзімді, уытсыз материалдан жасалған, сонымен қатар жылқылардың ағашты шайнауына төзімді тұрақтарды құрылысқа салуды қалайды. 2005 жылы Тынық мұхитының солтүстік-батыс Ұлттық зертханасының (PNNL) ғалымдары ағаш үлгілерін жасанды түрде тасқа айналдырғанын хабарлады. Дегенмен, табиғи тасқа айналудан айырмашылығы, олар үлгілерді қышқыл ерітінділеріне сіңіріп, титан мен көміртекпен іштен диффузиялады және оларды инертті атмосферада жоғары температуралы пеште (шамамен 1400 °C) өртеді, нәтижесінде титан карбиді мен кремний карбидінен жасалған, ағаштың бастапқы құрылымын сақтайтын адам жасаған керамикалық матрица пайда болды. Болашақта бұл жасанды түрде тасқа айналған ағаш керамикалық материалдары металл негізіндегі суперқосылмаларды (ультрақатты керамикамен қапталған) құрал жасау саласында алмастыруы мүмкін. Басқа өсімдік материалдарын да осыған ұқсас әдіспен өңдеуге болады, соның нәтижесінде абразивті ұнтақтар алынуы мүмкін.
Scientists attempted to artificially petrify organisms as early as the 18th century, when Girolamo Segato claimed to have supposedly "petrified" human remains. His methods were lost, but the bulk of his "pieces" are on display at the Museum of the Department of Anatomy in Florence, Italy. More recent attempts have been both successful and documented, but should be considered as semi petrifaction or incomplete petrifaction or at least as producing some novel type of wood composite, as the wood material remains to a certain degree; the constituents of wood (cellulose, lignins, lignans, oleoresins, etc.) have not been replaced by silicate, but have been infiltrated by specially formulated acidic solutions of aluminosilicate salts that gel in contact with wood matter and form a matrix of silicates within the wood after being left to react slowly for a given period of time in the solution or heat cured for faster results. Hamilton Hicks of Greenwich, Connecticut, received a patent for his "recipe" for rapid artificial petrifaction of wood under US patent 4,612,050 in 1986. Hicks' recipe consists of highly mineralized water and a sodium silicate solution combined with a dilute acid with a pH of 4.0 5.5. Samples of wood are penetrated with this mineral solution through repeated submersion and applications of the solution. Wood treated in this fashion is according to the claims in the patent incapable of being burned and acquires the features of petrified wood. Some uses of this product as suggested by Hicks include use by horse breeders who desire fireproof stables constructed of nontoxic material that would also be resistant to chewing of the wood by horses. In 2005 scientists at the Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) reported that they had successfully petrified wood samples artificially. Unlike natural petrification, though, they infiltrated samples in acidic solutions, diffused them internally with titanium and carbon and fired them in a high temperature oven (circa 1400 °C) in an inert atmosphere to yield a man made ceramic matrix composite of titanium carbide and silicon carbide still showing the initial structure of wood. Future uses would see these artificially petrified wood ceramic materials eventually replace metal based superalloys (which are coated with ultrahard ceramics) in the tool industry. Other vegetal matter could be treated in a similar process and yield abrasive powders.