Artykuły z działu

Przeglądasz dział GEMMOLOGIA (id:27)
w numerze 01/2012 (id:104)

Ilość artykułów w dziale: 1

Mołdawity, czyli wełtawity

W trzeciorzędzie, około 14,5 miliona lat temu, meteoryt o średnicy około 1,5
kilometra uderzył z wielką siłą (72 000 km/godz.) w powierzchnię globu ziemskiego
w okolicy obecnego miasta Nördlingen w Bawarii (południowe Niemcy), żłobiąc przy
tym krater mający początkowo głębokość około 0,5 km i średnicę około 12 km.



W momencie zderzenia
wyzwoliła się energia
przewyższająca 2 mln
razy energię bomby
atomowej zrzuconej
na Hiroszimę. Meteoryt i skały ziemskie
usytuowane w centrum kolizji uległy totalnej
destrukcji oraz częściowemu odparowaniu
pod wpływem ogromnego ciepła
(około 5-6 tys. oC) i szokowego ciśnienia
(10-100 Gpa) wyzwolonego w trakcie
zderzenia.

Fig. 1. Suevit – brekcja kolizyjna złożona z różnej wielkości strzępów
szkła szokowego (ciemne), zgruchotanych fragmentów granitów
i wapieni (jasne).


Działanie meteorytu

Inne skały – położone w pewnym oddaleniu
od miejsca kolizji – uległy intensywnej fluidyzacji,
przemieszaniu i ekspulsji, rozbryzgując
się w promieniu około 70 km od krawędzi
krateru uderzeniowego (masę wyrzuconych
skał oszacowano na ok. 150 km3).
Wskazuje na to rejestrowana po dziś dzień
aureola tzw. bloków Reutera, czyli bloków
wapieni jurajskich o masie sięgającej nawet
100 kg, a rozrzuconych w promieniu 50-70
km od centrum zderzenia.

Fig. 2. Jurajskie belemnity splasterkowane uderzeniem meteorytu.

W następstwie
tego krater uzyskał ostatecznie średnicę 22-24
km. Uformowała się także nowa skała tzw.
Suevit, czyli szczególna brekcja złożona
z różnej wielkości strzępów szkła szokowego,
czyli tzw. szkła diaplektycznego oraz z przemieszanych
z nimi fragmentów skał i minerałów
(głównie granitów i wapieni, fig. 1),
w różnym stopniu pogruchotanych i zszokowanych.
Podobny los spotkał też skamieniałości
zawarte w tych skałach, np. rostra
belemnitów (fig. 2). Kolizja zniszczyła wszelkie
przejawy życia w promieniu 100-120 km. W kraterze uformowanym przez
kolizję z meteorytem powstało jezioro
o powierzchni około 400 km2.
Byłoby dziś trzecim pod względem
wielkości w Europie. Skamieniałości
zawarte w osadach owego jeziora
pozwalają łatwo odtworzyć warunki
odradzania się życia na terenach
zdewastowanych kolizją. Po 2 milionach
lat trwania jezioro zanikło.
Wypełnione zostało prawie całkowicie
gromadzącymi się w nim osadami
(iły, piaski, żwiry), a struktura kolizyjna
została skutecznie splantowana
erozją i zamaskowana nowo tworzonymi
osadami.

Dopiero podczas
ostatnich zlodowaceń doszło do
częściowego wypreparowania owych
struktur i ukształtowania się współczesnego
krajobrazu tej części
Bawarii. Przez wiele lat żaden geolog
nie potrafił przekonywująco objaśnić
genezy owej zagadkowej struktury.
Podobieństwo między suevitem i niektórymi
typami skał wulkanicznych
(tufami) skłaniało niektórych do przypuszczeń,
że chodzi o szczególną
strukturę wulkaniczną. Dopiero
w 1961 roku prof. E.M. Shoemaker
i dr E.T.C. Chao wykazali, że chodzi
prawdopodobnie o rozległą strukturę
kolizyjną. Znaleźli w suevicie minerały,
które mogły powstać tylko
w warunkach kolizji, np. szkieletowe
mikrodiamenty, coesyt, stiszowit (wymagają
tak wysokich ciśnień i temperatur, że nie
mogły być wyzwolone przez siły wewnętrzne
Ziemi). Ich sugestie zostały szybko potwierdzone
odpowiednimi badaniami (głębokie
odwierty w rejonie Nördlingen).

Fig. 3. Specjalny drogowskaz do szczególnie ciekawych śladów kolizji.


Jak na Księżycu

W 1970 roku astronauci amerykańscy dwu
misji księżycowych NASA (Apollo 14 i Apollo
17) odwiedzili Nordlinger Ries-krater by
trenować tu prowadzenie obserwacji geologicznych
skał i struktur kolizyjnych. Chcieli
się przygotować do prowadzenia analogicznych
obserwacji na Księżycu, który jak wiadomo
pokryty jest bardzo gęsto strukturami
kolizyjnymi. Są dość dobrze widoczne już
przez zwykłą lornetkę. Zarówno w owych
latach, jak i współcześnie, Ries-krater postrzegany
jest jako jeden z największych wśród
dobrze zachowanych ziemskich kraterów
uderzeniowych. Biorąc to pod uwagę, miasto
Nördlingen stworzyło unikatowe muzeum
„Rieskrater-Museum”, w którym można
zapoznać się dokładnie z przebiegiem całego
wydarzenia. Na zapleczu muzeum znajduje
się niewielkie lapidarium ze sporymi bryłami
najważniejszych rodzajów produktów owej
kolizji, a występujących dziś na terenie Rieskrater.
W efekcie miejsce to jest coraz liczniej
odwiedzane zarówno przez profesjonalistów
jak i amatorów geologii, planetologii czy też
kolekcjonerów meteorytów, minerałów i skał.
Szczególnie ciekawe miejsca struktury kolizyjnej
są odpowiednio oznakowane i udostępnione
turystycznie (fig. 3).


Naturalna bryłka mołdawitu


Kamienie jubilerskie


Nordlinger Ries-krater jest także bardzo interesujący
dla miłośników i znawców kamieni
jubilerskich, gdyż jednym z rezultatów
kolizji było powstanie wysoko cenionych
i poszukiwanych przez nich
tektytów europejskich zwanych mołdawitami
albo wełtawitami (fig. 4).
Baczniejszą uwagę zwrócono na nie
już w XVIII wieku. Ich formalnym
odkrywcą jest dr Josef Mayer, profesor
Uniwersytetu Karola w Pradze. Natknął
się na nie w 1787 roku podczas poszukiwań
przyrodniczych w okolicy Tyna
nad Wełtawą. Potem znaleziono je
także na terenie Moraw i Austrii,
w promieniu około 250-400 km od
miejsca upadku meteorytu Nordlinger.
Sądzi się, że mołdawity powstały kilka
milisekund przed szczytowym momentem
impakcji, gdy wierzchnia warstwa
skał, już stopiona, przemieściła się
balistycznie bryzgami przed nadlatującym
z wielkim impetem z zachodu
bolidem. Najbardziej znane stanowiska
mołdawitów lokują się na zachód
i południe od Czeskich Budziejowic
oraz w środkowym biegu rzeki Jihlavy
na Morawach. Mołdawity znajdowano
początkowo głównie nad Wełtawą
zwaną z niemiecka Moldau. Stąd ich
podwójna nazwa mołdawiny, czyli
wełtawity. Potem odkryto je również
w sąsiednich Morawach i w Austrii.


Fig. 4. Naturalna bryłka mołdawitu czyli wełtawitu z Besednic (Czechy).

Największym zbiorem mołdawitów
chlubi się Muzeum Narodowe
w Pradze. Nieco mniejsze zbiory mają:
Moravskie Muzeum w Brnie, Jihočeské
Muzeum w Czeskich Budziejowicach oraz
lokalne muzeum w Týně nad Wełtawą. Jak
się ocenia, zbiór mołdawitów liczy obecnie
blisko czterdzieści tysięcy wysokiej jakości
okazów. Spora ich część znajduje się w rękach
prywatnych. Ogólna liczba mołdawitów
szacowana jest na około 20 mln sztuk, a ich
masa na około 275 ton. Z ich połączenia
dałoby się utworzyć kulę o promieniu około
14 m. Po spadku wiekszość mołdawitów
została zmyta do rzek i włączona w skład
tworzących się wówczas osadów. Część bryłek
uległa potem całkowitemu rozpuszczeniu.
Charakterystyczna faktura powierzchni wielu
współcześnie znajdowanych bryłek jest właśnie
rezultatem owego rozpuszczania.
Powodem rozpuszczania było działanie agresywnych
roztworów krążących w osadach
zawierających mołdawity.


Mołdawity w biżuterii

Mołdawity mają charakterystycznie zieloną
barwę (tzw. butelkowa zieleń). Ich twardość
5,5-6,5 w skali Mohsa i temperatura topnienia
1400 oC przewyższają nieco analogiczne
parametry zwykłego szkła. Najczęściej
przyjmują formę nodularną, choć mogą
mieć też fantazyjne kształty. Ich
powierzchnia jest zwykle nierówna:
pobrużdżona, pęcherzykowata, strzępiasta,
poszarpana. Przeważnie też
mają budowę fluidalną (tekstura
płynięcia). Zawierają różnej wielkości
pęcherzyki gazowe, szczególnie
częste w mołdawitach z terenu
Czech. Owe pęcherzyki mogą
być bardzo różnej wielkości, od
ułamka milimetra do blisko
centymetra. Co ciekawe, ciśnienie
w nich jest wielokrotnie
niższe od panującego obecnie
w atmosferze na poziomie morza (w niektórych
wypadkach nawet 25 krotnie niższe).
Dało to asumpt do twierdzenia, że mołdawity
krzepły podczas balistycznego przelotu
przez bardzo wysokie warstwy atmosfery.
Niektóre z nich mają dobrze zachowane
cechy jednoznacznie świadczące o przelocie
w atmosferze.

Fig. 5. Mołdawit fasetowany.
Budowa kamienia

Mołdawity zbudowane są z substancji amorficznej
zasobnej w krzemionkę (70-80% SiO2),
glinkę (11–15% Al2O3) i alkalia (ok. 3,3–4%
Na2O i K2O). Ponadto zawierają niewielkie
ilości wapnia, żelaza, magnezu, manganu,
tytanu, a także wtrącenia stale, ciekłe i gazowe.
Skład ten odpowiada przeciętnemu
składowi chemicznemu ziemskich skał
ilstych. Rzadko są przezroczyste, przeważnie
zaś przeświecające. Zwykle mają szklisty
połysk i dość często muszlowy przełam. Ich
gęstość waha się od 2,21 do 2,96 g/cm3,
a masa poszczególnych bryłek rzadko przekracza
kilkadziesiąt gram. Największa znaleziona
bryłka miała 265,5 gram. Średnia
wielkość bryłek mołdawitu znajdywanych
w Czechach wynosi około 6,7 grama, na
Morawach natomiast – 13,5 grama. Wiek
mołdawitu określa się radiometrycznie. Jest
on zgodny z wiekiem kolizji w rejonie
Nordlingen. Mołdawity, podobnie zresztą
jak inne tektyty, należą do najbardziej
„suchych” materiałów znanych nauce.
Zawartość wody związanej w ich krystalicznej
strukturze wynosi ledwie
około 0,005%. Mołdawity już w XVIII
wieku używane były jako kamienie
jubilerskie, szczególnie we Francji
i Anglii. Już od tamtych czasów
wykorzytywane są w dwu formach;
albo poprzez odpowiednią
oprawę naturalnych bryłek,
zwłaszcza gdy mają ciekawą fakturę
powierzchni albo też jako
kamienie fasetowane (fig. 5).
Atrakcyjne wizualnie bryłki, przeważnie
o wielkości od kilkunastu do kilkudziesięciu
gram osiągają zwykle ceny rzędu kilkuset
dolarów; najbardziej atrakcyjne z nich mogą
kosztować nawet kilka tysięcy dolarów.
Drobne, kilkunastokaratowe, mniej atrakcyjne
wizualnie bryłki kosztują najwyżej
kilkanaście do kilkudziesięciu dolarów.
Mołdawity są rynkowo najbardziej pożądanymi,
a przez to i najwyżej cenionymi tektytami. 


dr Włodzimierz Łapot

Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski