Геологията на тухлите

Обикновената тухла е едно от най-големите ни изобретения, изкуствен камък. Тухленето превръща калта с ниска якост в здрави материали, които могат да издържат векове при правилно обгрижване.

Основната съставка на тухлите е глина, група от повърхностни минерали които възникват при изветрянето на магматичните скали. Сама по себе си глината не е безполезна - правенето на тухли от обикновена глина и изсушаването им на слънце прави здрава сграда „камък“. Наличието на пясък в сместа помага да се предпазят тези тухли от напукване.

Sundried глината малко се различава от меката шист.

Много от най-древните сгради в ранния Близкия Изток са изработени от изсушени на слънце тухли. Те обикновено траяха около поколение, преди тухлите да се влошат от пренебрежение, земетресения или времето. Със стари сгради, стопени в купчини глина, древните градове периодично се изравняват, а нови градове се изграждат отгоре. През вековете тези градски могили, наречени разказвания, нараснаха до значителни размери.

Правенето на изсушени на слънце тухли с малко слама или тор се спомага за свързване на глината и добива също толкова древен продукт, наречен adobe.

Древните перси и асирийци правели по-силни тухли, като ги пекли в пещи. Процесът отнема няколко дни, като температурата се повишава над 1000 ° С за ден или повече, след което постепенно се охлажда. (Това е много по-горещо от лекото печене или калциниране, използвано за приготвяне на горната дресировка бейзболни полета.) Римляните усъвършенстваха технологията, както правеха с бетона и металургията, и разнасяха изпечена тухла във всяка част на своята империя.

Изработката на тухли е основно една и съща оттогава. До 19-ти век всяко населено място с находище на глина изграждало свои тухлени, тъй като транспортът бил толкова скъп. С възхода на химията и индустриалната революция се присъединиха тухли стомана, стъкло и бетон като сложни строителни материали. Днес тухлата се произвежда в много формулировки и цветове за различни взискателни структурни и козметични приложения.

През периода на изпичане тухлената глина се превръща в метаморфна скала. Глинените минерали се разграждат, отделят химически свързана вода и се превръщат в смес от два минерала, кварц и мулит. Кварцът кристализира много малко през това време, оставайки в стъклено състояние.

Ключовият минерал е мулит (3AlO₃· 2SiO₂), смесено съединение от силициев диоксид и алуминиев оксид, което е доста рядко срещано по природа. Наречен е заради появата си на остров Мъл в Шотландия. Мулатът е не само твърд и жилав, но също така расте и в дълги тънки кристали, които функционират като сламата в Adobe, свързвайки сместа във взаимозаключващ хват.

Желязото е по-малка съставка, която се окислява в хематит, като отчита червения цвят на повечето тухли. Други елементи, включително натрий, калций и калий, помагат на силициев диоксид да се стопи по-лесно - тоест, те действат като поток. Всичко това са естествени части от много глинени находища.

Земята е пълна с изненади - помислете за естествени ядрени реактори който някога е съществувал в Африка - но може ли естествено да произведе истинска тухла? Има два вида контакт метаморфизъм да обмисли.

Първо, какво, ако много гореща магма или изригната лава погълна тяло от изсушена глина по начин, който позволява на влагата да излезе? Бих посочил три причини, които изключват това:

• 1. Лавите рядко са толкова горещи като 1100 ° C.
• 2. Лавасът ще се охлади бързо, след като погълне повърхностни скали.
• 3. Естествените глини и заровени шисти са мокри, което би черпило още повече топлина от лавата.

Единствената магнитна скала с достатъчно енергия, за да има дори шанс да запали правилната тухла, е суперхотната лава, известна като komatiite, за която се смята, че е достигнала 1600 ° C. Но вътрешността на Земята не е достигнала тази температура от ранна протерозойска ера преди повече от 2 милиарда години. И по това време във въздуха нямаше кислород, което прави химията още по-малко вероятна.

На остров Мул мулит се появява в кални камъни, изпечени в потоци от лава. (Той също е намерен в pseudotachylites, където триенето върху разломите нагрява сухата скала до топене.) Това вероятно са далеч от истинската тухла, но трябва да отидете там сами, за да сте сигурни.

Второ, ами ако действителен огън може да изпече правилния вид пясъчен шисти? Всъщност това се случва в страната на въглищата. Горските пожари могат да започнат изгаряне на въглищни легла и веднъж започнали тези пожари с въглищни шевове могат да продължат векове. Със сигурност достатъчно огнища на шисти над въглища могат да се превърнат в червена скала, която е достатъчно близка до истинската тухла.

За съжаление, това явление е станало обичайно, тъй като пожарите, причинени от човека, започват в мини и въглища. Значителна част от глобалните емисии на парникови газове възникват от пожари на въглища. Днес ние надминаваме природата в този неясен геохимичен каскадьор.