Радиоактивност на метеорит

Естествената радиоактивност на скалите се дължи главно на съдържащите се в тях уран, торий и калий. Съдържанието на уран и торий в метеоритите е много малко. Например, каменните метеорити - хондрити съдържат около 230 пъти по-малко уран и около 450 пъти по-малко торий от земните гранити.
В хондритите има неголямо количество калий (0.085% тегл.), който със своя нестабилен изотоп Калий-40 дава основния дял от тяхната радиоактивност.

Като правило, радиоактивността на метеоритите е значително по-малка от радиоактивността на земните скали.

На форума на руското общество на любителите на метеорити (РОЛМ) срещнах конкретни данни за радиоактивността на един метеорит. Участникът във форума, нарекъл се Андрей Александрович, свидетел на челябинския болид, намира в зоната на падане на отломъците къс, който на снимката, която дава, изглежда като обикновен хондрит. Авторът на находката съобщава резултатите от своите измервания:

Гама фон на обикновения хондрит Chelyabinsk: 18 μR/h

Метеоритът вече е регистриран (на 18 Март 2013г.) с официалното име Chelyabinsk и следните данни.

•  Наблюдавано падане: 15 Февруари 2013; 3:22 UT
•  Място на падане: 54°49’N, 61°07’E; Челябинска област, Русия.
•  Маса: > 100 kg
•  Класифициран като: обикновен хондрит LL5.

Начално разпознаване на метеорити

От всички видове метеорити най-често се намират железните и каменните метеорити - обикновени хондрити. Метеоритите имат характерен външен вид, който се получава в резултат от разтопяването на повърхността им (но не вътрешността) при полета с голяма скорост през атмосферата.

По своя състав и строеж метеоритите се отличават от земните скали.
Железните метеорити са изградени от желязо, съдържащо никел (от 4% до над 25%) и притежават едрокристална структура, получена при изключително бавно охлаждане.
Каменните метеорити - обикновени хондрити съдържат в основната си каменна маса железни зърна, а също и малки сферични образувания, наречени хондри.

Има много описания на метеорити и тестове за разпознаването им, но те често са сложни за използване. Оформих една минимална последователност от правила за разпознаване на железните и най-често срещаните каменни метеорити. Правилата са следните.

Типичният железен метеорит:

1. Отвън е черен или ръждив.

2. Силно се лепи към магнит.

3. Отвътре представлява плътен сребрист метал (FeNi).

4. По повърхността си има едри, плитки, овални вдлъбнатини (наречени регмаглипти).

   Широчината на тези вдлъбнатини (регмаглипти) е такава, че на една страна на метеорита могат да се наредят в редица примерно 10 от тях.

Типичният каменен метеорит:

1. Отвън е черен или кафяв. 

2. Отвътре представлява камък, съдържащ сребристи метални частици и/или ръждиви петна.  

3. Обвит е от всички страни с тънка кора, по-тъмна в сравнение с вътрешността (разтопявана кора).

   Дебелината на тази разтопявана кора е около 1 mm.

Описаните правила служат за първоначално насочване в разпознаването на метеорити. По-нататък може да се наложи да се използват по-сложни методи за изследване, ако трябва да се докаже със сигурност, че това е метеорит.

Освен описаните, най-често срещани железни и каменни метеорити, са намерени и много други видове метеорити, които изглеждат по различен начин, но те се срещат много рядко.
Например:
Seymchan (Pallasite, PMG)
Cachari (Eucrite-mmict)

Разпознаване на кварц

Когато кварцовият кристал е в естественото си кристалографско остеняване, той се разпознава лесно по характерните за него форми и щриховка върху стените, а когато е в предмети, може да бъде разпознат по характерните оптични свойства, като например двулома.

Кварцовият кристал има свойството да раздвоява образите на предметите, когато се гледа през него. Това свойство може да се използва за различаване на кристална топка от стъклена топка например. Стъклото е оптически изотропно и по принцип не раздвоява образите.

Методът е следния:

1. Работим на силно осветление.
2. Поставяме блестяща игличка върху тъмен плат.
3. Слагаме кристалната топка върху игличката.
4. Гледаме игличката през кристалната топка.
5. Въртим кристалната топка в различни посоки, докато образът на игличката се раздвои. 

Ако образът наистина се раздвоява, значи топката не е от стъкло, а от кристал.
Този оптичен ефект е видим с невъоръжено око даже при малки кристални топки.

На горната снимка: кварцовата кристална топка, която използвах за наблюдаване на двулома.

На горната снимка: раздвоеният образ на игличката, гледана през кристалната топка. Двата образа на върха на игличката са отдалечени един от друг на разстояние, сравнимо с дебелината на игличката.

Поради анизотропната си структура, кварцовият кристал разделя всеки светлинен лъч на два лъча с различна поляризация на светлината (и различен коефициент на пречупване). На това се дължи раздвояването на образите.
Раздвояването (разстоянето между двата образа) е толкова по-голямо, колкото по-дълъг път изминава светлината в кристала. Значи, това оптично явление ще бъде толкова по-добре забележимо, колкото по-голям е кристалът. Разстоянието между двата светлинни лъча е строго определено, характерно за кварца и може да бъде оценено приблизително, като се сравни с дебелината на иглата.

Поради сферичната си форма, кристалната топка действа и като лупа, значително увеличавайки образите, които се виждат през нея. Това улеснява забелязването на раздвояването.
Кварцовият кристал има определени посоки, в които двуломът (раздвояването на светлинните лъчи) е най-голям. Затова въртим кристалната топка, докато попаднем на такава посока.

Всъщност, природният планински кристал, от който е изработен предметът, едва ли е единичен кварцов кристал. Обикновено това са интимно срастнали кристални индивиди, границите между които понякога могат да се разпознаят по разположението на дефектите вътре в кристала - онези воали и пера на течните включения, както и други особености на строежа.

Биостимулатори от кехлибар

Кехлибарът представлява фосилизирана смола от иглолистни или широколистни дървета, расли в далечното геологично минало. Най-известният балтийски кехлибар съдържа много янтарна киселина, която е биостимулатор. Това е една от причините кехлибарът да проявява лечебни свойства, които са известни от древността.

На горната снимка:  кехлибар с размери 31x22 mm.

Янтарната киселина се добавя в някои храни и напитки под означението E363 (Succinic acid). Също така се произвеждат медикаменти, в които се съдържа янтарна киселина. Особеното е  това, че се произвежда синтетична янтарна киселина, която има доказано различни свойства от естествената, получавана в миналото от кехлибара.

Янтарната киселина

Янтарната киселина има химична формула С₄Н₆О₄. Нарича се още бутандиова или сукцинова киселина (Ac. succinicum). Образува безцветни кристали с температура на топене 183°С. Разтворима е във вода и етанол.

Янтарната киселина е открита през 1556 г. (или 1548 г.) от Г. Агрикола, който първоначално я нарича "кехлибарена смола", тъй като е получена от кехлибар. Киселинната природа на това вещество е установена през 1676 г. от Н. Лемери.

Изкуствена янтарна киселина може да се получи от малеинова киселина чрез каталитична реакция или чрез други методи за химичен синтез.

Структурна формула на янтарната киселина:

На практика молекулата на янтарната  киселина HOOC-CH₂-CH₂-COOH може да бъде огъната и да приеме различни форми в пространството, получени чрез свободно завъртане на лявата половина на молекулата спрямо дясната. Тези различни форми, "усукани" в различни посоки около средната единична химична връзка, се наричат конформни изомери, конформери или ротамери. Теоретично съществуват над 100 конформни изомера на янтарната киселина (http://doma-uchastki-dmitrovskoe.ru/konformeri_yantarnoy_kisloti.html).

В зависимост от метода, по който е получена, янтарната киселина представлява смес от различни изомерни форми на молекулите. Поради това, получената по различни начини янтарна киселина има различни свойства и въздействие върху организма.

Изкуствено са получени 3 устойчиви изомера на янтарната киселина:

1. Най-устойчивият и разпространен изомер кристализира във вид на едри прозрачни кристали, приличащи на кварцови друзи
2. Следващият по разпространеност изомер формира кристали, представляващи дребни трапецовидни стълбчета с неправилен срез
3. Най-редкият изомер образува "снежинки", имащи вид на обикновен сняг 

 

Как действа янтарната киселина в организма

Янтарната киселина участва в процеса на клетъчното дишане - тя е едно от междинните вещества, което се обазува и разгражда в така наречения цикъл на Кребс. Цикълът на Кребс представлява последователност от химични реакции, протичащи в аеробните организми. В резултат от него се образува основното количество енергия при организмите, които използват за дишане молекулен кислород.

Цикълът на Кребс е последователност от 8 химични реакции, която се повтаря циклично. За един оборот на цикъла се извършва деградация (изгаряне) на една молекула ацетилкофермент A или пирогроздена киселина до CO₂ и H₂O. Една от реакциите на този цикъл (с пореден номер 6) се състои в превръщането на янтарна киселина във фумарова киселина чрез отделянето на 2 атома водород.

Цикълът на Кребс протича в митохондриите, които представляват органоиди, намиращи се във всички аеробни клетки на животните и растенията (с изключение само на някои примитивни бактерии). Във всяка аеробна клетка има многобройни митохондрии. Митохондрията е обвита със собствена мембрана, има собствен наследствен механизъм с ДНК и съдържа 50-60 ензима, катализиращи съответни реакции, в частност реакциите от цикъла на Кребс. Например ензимът сукцинатдехидрогеназа катализира отстраняването на два водородни атома от янтарната киселина, което я превръща във фумарова киселина (по-точно: анионът сукцинат се превръща в аниона фумарат).

Янтарната киселина е нетоксично вещество, което не прониква в неповредените клетки в спокойно физиологично състояние, а действа само върху възбудените клетки. Ефективна е в малки дози. Оказва оздравяващо въздействие върху отслабения организъм. Действа като неспецифичен биостимулатор.

Установен е широк диапазон от въздействия на янтарната киселина върху организма: тя стимулира нервната система и работата на дихателните органи, укрепва сърцето, бъбреците и червата, лекува анемия и разстройства на мускулната система, има противостресово, противовъзпалително и антитоксично действие.

Янтарната киселина действа като биостимулатор и на растенията - например, ускорява узряването на плодовете.

Приложение на янтарната киселина

Сред така наречените E-та в храните и напитките има едно, което представлява янтарна киселина: E363 - Янтарна киселина (Succinic acid). Тази добавка се счита за безвредна и може да се приема от деца.

Янтарната киселина е добавка с антиоксидантни свойства. Може да се използва с цел предпазване на продуктите от гранясване. Среща се в напитки, карамел, дъвки, в сухи ароматизирани десерти, в желирани десерти, в сухи смеси за приготвяне на напитки в домашни условия.

Под въпрос обаче е източника и качествата на използваното вещество.
Освен в кехлибара, янтарната киселина се съдържа в някои растения, като например в сока на захарното цвекло.
Произведената по най-прости методи за химичен синтез изкуствена янтарна киселина обаче съдържа само един конформер, който оказва предимно диуретично въздействие и почти никакво друго.

Чрез двулъчева лазерна спектроскопия е установено, че естествената янтарна киселина от кехлибар съдържа три конформера и притежава оптимална усвояемост от човешкия организъм, като проявява всички полезни свойства. Поради това са разработени и патентовани технологии за получаването на синтетична янтарна киселина с конформационен състав, близък до природния.
Например, такава "природоидентична" синтетична янтарна киселина се получва в "НПО БИОФИЗИКА", където се произвеждат препаратите-биостимулатори ЯНТАВИТ и МИТОМИН. Разликата между двата е в това, че МИТОМИН освен сукцинат съдържа и аскорбинова киселина (витамин C).

В кой кехлибар има янтарна киселина

Значително количество янтарна киселина се съдържа в балтийския кехлибар (наричан сукцинит): http://iznedr.ru/books/item/f00/s00/z0000029/st004.shtml.

Най-много янтарна киселина има в млечно-белия и светло-жълтия кехлибар, които в миналото са били приемани като лекарство във вид на прах.

Голямо количество свободна янтарна киселина се съдържа в непрозрачния кехлибар с множество дребни мехурчета, запълнени с киселинен разтвор, в който се срещат и срастъци от дребни кристалчета на янтарната киселина.

В прозрачния сукцинит обикновено се съдържа от 3,2 до 4,5% янтарна киселина, като максималното съдържание (до 8,2%) е установено в повърхностната изветряла коричка на естествените, необработени късчета кехлибар.

В околностите на град Киев в Украйна също има находища на кехлибар, наричан киевски сукцинит, който съдържа от 5,62 до 7,11 % янтарна киселина.

Твърдост на скъпоценните камъни

Твърдостта е важна характеристика на скъпоценните камъни, която определя тяхната трайност и възможности за използване.

Всеки минерал, когато е във формата на монокристал, има строго определена твърдост, която е характерна за него. Това може да се използва за разпознаване на минерали в практиката - твърдостта на непознатия минерал се сравнява с твърдостта на други, познати минерали и се правят изводи, на кой от тях прилича.

Скалата на Моос

Най-простият начин за измерване твърдостта на минералите е по ска̀лата на Моос, в която относителната твърдост се задава с число от 1 до 10. За всяка степен на твърдост по Моос е даден еталонен минерал, който има точно такава твърдост:

1   Талк
2   Гипс
3   Калцит
4   Флуорит
5   Апатит
6   Ортоклаз
7   Кварц
8   Топаз
9   Корунд
10  Диамант

В тази ска̀ла минералът талк е най-мекият (1), а диамантът - най-твърдият (10). Минералите, които имат по-голяма твърдост по Моос, могат да режат минералите с по-малка твърдост. На практика само диамантът, като най-твърд, може да реже гладко другите минерали. За всички останали минерали се казва, че "драскат" другите, по-меки от тях минерали, оставяйки неравна драскотина, а не гладък срез.

Практическо определяне на твърдостта

Има различни варианти на скалата на Моос, в някои от които има и междинни стойности между точните числа. Преди години аз си направих свой вариант, в който има стойности през 1/2 и освен минерали са включени някои други разпространени материали: 

1     Графит
1,5   Лед, H₂O(1-1,5) 
2     Гипс, Алуминий 
2,5   Кехлибар(2-2,5), човешки нокът 
3     Калцит, Мед, Cu(2,5-3) 
3,5   Мраморен оникс(3-3,5)
4     Флуорит, Желязо, Мрамор(3-4), Малахит(3,5-4)
4,5   Доломит(3,5-4,5)
5     Обсидиан(5-6), прозоречно стъкло(5-6)
5,5   Опал(5-6,5), Тюркоаз(5,5-6,5)
6     Фелдшпати, Нефрит(5,5-6), стоманен нож(5,5-6,5)
6,5   Кремък(6-7), Халцедон(6,5-7), Ахат(6,5-7), Ясписи(6,5-7)
7     Кварц
7,5   Турмалин(7-7,5), Берил(7,5-8)
8     Топаз, Гранат алмандин(до 8)
8,5   Шпинел
9     Корунд
9,5   Муасанит, SiC (8-9,5)
10    Диамант

На практика, ако даден материал може да се драска/реже с остър алуминиев (не дуралуминиев) предмет, значи има твърдост < 2. Ако може да се драска с меко желязо (не стомана) - значи е по-мек от 4. Ако самият материал може да драска/реже прозоречно стъкло, значи е по-твърд от 5. И така нататък.

В тази скала на твърдостта неявно са обхванати повечето от известните скъпоценни камъни:

• Смарагд, Аквамарин, Морганит - разновидности на минерала берил
• Рубин, Сапфир - разновидности на минерала корунд
• Аметист, Цитрин, Морион, Планински кристал - това са разновидности на кварца
• Лунен камък - представлява вид ортоклаз (ортоклазът е един от фелдшпатите)

Силициевият карбид (SiC) е известен като метеоритния минерал муасанит (има и синтетичен муасанит за бижутерията) или като синтетичен абразив, наричан карборунд.

Твърдостта в бижутерията

Разбира се, никой няма да драска или реже скъпоценен камък за да определи твърдостта му. Даже по-непретенциозен кристал е недопустимо да бъде повреден по този начин не правете това вкъщи - ако човек се изкуши да драсне с остър връх на кристал по друг материал, кристалът може просто да се счупи, независимо че теоретически е по-твърд по Моос.

На практика, тъй като кварцът и фелдшпатите са най-разпространените минерали в скалите, прахът съдържа частици от тях, които имат доста голяма твърдост (6-7) и могат постепенно да издраскват (захабяват) повърхността на камък, който има по-малка твърдост.

Затова скъпоценните камъни, особено тези за пръстени, които се търкат интензивно, обикновено имат твърдост по Моос от 7 нагоре. Имах куриозни случаи - когато потърках кварц (7 по Моос) с хартия, по него останаха гладки драскотини - изглежда в тази рециклирана хартия е имало частици твърд абразив (с твърдост от 9 и нагоре).