Янтарный

<час />

Фон

Хотя янтарь считается драгоценным камнем, он является полностью органическим материалом, полученным из смолы исчезнувших видов деревьев. В густых лесах среднего мела и третичного периода от 10 до 100 миллионов лет назад эти смолистые деревья упали и были перенесены реками в прибрежные районы. Там деревья и их смола покрылись осадком, и за миллионы лет смола затвердела и превратилась в янтарь. Хотя многие месторождения янтаря остаются в остатках океана, геологические события часто перемещали янтарь в другое место.

На протяжении тысячелетий из янтаря вырезали и обрабатывали бусы, украшения и другие виды украшений. Однако сегодня янтарь ценится в первую очередь за поразительное количество окаменелостей, сохранившихся внутри. Поскольку липкая смола источалась деревьями, животные, минералы и растительные материалы были захвачены ею. По мере затвердевания смолы эти окаменелости, называемые включениями, прекрасно сохранились, что дает современным ученым бесценную информацию о вымерших видах.

В отличие от других видов окаменелостей, окаменелости янтаря трехмерны, имеют естественные цвета и узоры. Даже внутренние структуры клеток могут быть нетронутыми. Часто насекомые ловились смолой в активных позах вместе со своими хищниками, добычей, внутренними и внешними паразитами. В янтаре обнаружены ранее неизвестные роды окаменелых насекомых. В янтаре сохранились нетронутые лягушки и ящерицы, змеиная кожа, перья птиц, волосы и кости млекопитающих, а также различные растительные материалы. В некоторых случаях дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) можно выделить из окаменелых организмов и сравнить с таковой из ее современных аналогов.

История

Янтарь издавна был очень ценным материалом. Обработанный янтарь, датируемый 11000 годом до нашей эры. был найден на археологических раскопках в Англии. Считалось, что янтарь обладает магическими целебными свойствами. Его использовали для изготовления лака еще в 250 <маленьком> году до нашей эры. , а порошкообразный янтарь ценился как ладан. Янтарь также продавался по всему миру. Определив тип янтаря, который использовался в древних артефактах, ученые могут определить географический источник янтаря и сделать выводы о ранних торговых путях.

Примерно в 600 <небольшом> году до н. Э. греческий философ Фалес натирал янтарь шелком, заставляя его притягивать пыль и перья. Это статическое электричество считалось уникальным свойством янтаря до шестнадцатого века, когда английский ученый Уильям Гилберт продемонстрировал, что оно характерно для многих материалов. Он назвал это электрификацией в честь elektron, греческое слово янтарь.

В Западном полушарии ацтеки и майя вырезали янтарь и сжигали его как благовония. Индейцы таино с острова Эспаньола подарили Христофору Колумбу янтарь.

Декоративное использование янтаря завершилось в 1712 году завершением всего банкетного зала из янтарных панелей, построенного для короля Пруссии Фридриха I. В девятнадцатом веке янтарь приобрел новое значение, когда немецкие ученые начали изучать окаменелости, заключенные в нем.

Сырье

Смолы - это сложные вещества, в состав которых входят маслянистые соединения, называемые терпенами. Со временем некоторые терпены испаряются, в то время как другие конденсируются и сшиваются друг с другом, образуя твердые полимеры. Однако разные виды деревьев производят разные типы и количество смол. Точная структура и состав янтаря зависят от состава исходной смолы дерева, возраста янтаря, окружающей среды, в которой он был отложен, а также тепловых условий и геологических сил, которым он подвергался. Таким образом, даже янтарь, полученный в аналогичных местах, может отличаться по химической структуре и физическим характеристикам.

Виды янтаря

Хотя месторождения янтаря встречаются по всему миру, янтарь с побережья Балтийского моря является самым известным. Его называют янтарным янтарем, потому что он содержит значительное количество янтарной кислоты. Большая часть балтийского янтаря производилась из смолы сосны. Янтарь без янтарной кислоты классифицируется как ретинит.

Янтарь из Мексики и Доминиканской Республики начал формироваться 20-30 миллионов лет назад из смол вымерших видов Hymenaea . или деревья альгарробо. Эти цветущие деревья росли под пологом обширных тропических дождевых лесов. Они произвели обильное количество смолы, которая в конечном итоге превратилась в янтарь. Проливные дожди вымыли янтарь в дельты, где он покрылся илом. Когда уровень моря изменился, янтарь осел на морском дне, и осадок над ним затвердел, превратившись в горную породу. Позже горные образования подтолкнули скалы.

Дизайн

Физические характеристики

Многие компоненты янтаря похожи на компоненты современных смол. Однако поперечное сшивание этих соединений делает янтарь твердым, с высокой температурой плавления и низкой растворимостью. Янтарь имеет твердость 2-3 по шкале Мооса, стандарт для минералов и драгоценных камней. По этой шкале тальк равен I, а алмаз равен 10. Янтарь размягчается при 302 ° F (150 ° C) и плавится при 482-662 ° F (250-350 ° C). Янтарь с удельным весом 1,05–1,12 ненамного плотнее воды. Он не растворяется полностью в органических растворителях.

Янтарь обычно представляет собой небольшие образования неправильной формы, узелки или капли. Хотя это может быть много разных цветов, чаще всего он от бледного до золотисто-желтого или оранжевого и может быть флуоресцентным. После нескольких лет воздействия света и воздуха янтарь часто становится темно-красным, и на его поверхности появляются многочисленные трещины. Некоторые из янтаря полупрозрачны или даже прозрачны. Однако пузырьки воздуха могут сделать янтарь мутным или непрозрачным. Янтарь плохо проводит тепло, и большие перепады температуры могут привести к его разрушению.

Производственный
процесс

Янтарь добывают по-разному, в зависимости от его местонахождения. Балтийский янтарь разносится по берегам Балтийского моря и даже в Дании, Норвегии и Англии. Самые большие месторождения североамериканского янтаря находятся на поверхности глиняных карьеров в Арканзасе. В Нью-Джерси меловой янтарь добывают из песка и глины заброшенных карьеров. Его просеивают, промывают и исследуют на наличие включений. В Азии янтарь добывают в угольных шахтах. До середины двадцатого века ценный янтарь добывался из глубоких карьеров на севере Бирмы (ныне Мьянма).

Горное дело и промывка

• 1 Капли или блоки балтийского янтаря добывают из открытых карьеров глауконитового песка возрастом 40-60 миллионов лет. Глауконит - это гидратированный минерал силиката калия и железа, и эти месторождения называют «голубой землей» из-за их сине-зеленого цвета. После расчистки поверхности голубую землю выкапывают паровыми лопатами и земснарядами. Его выливают через решетку на моечной установке, где потоки воды используются для отделения янтаря от песка. В начале двадцатого века из слоя голубой земли на полуострове Самланд в восточной части Балтики добывалось до 450 000 кг янтаря в год.

  Мексиканский и доминиканский янтарь может подвергаться оползням на крутых горных склонах и добываться кирками и лопатками. Его также добывают из ям, вырытых глубоко в земле. Большая часть доминиканского янтаря добывается из узких туннелей, проложенных на глубине 183 м по склонам гор. Вода собирается в тюки или выкачивается из туннелей, и шахтеры пролезают через них, долбят скалу и вырывают обнаженный янтарь. Доминиканский Балтийский янтарь добывают и очищают, чтобы получить четкое представление о включении. янтарь промывается горняком, сортируется по размеру и исследуется на наличие включений.

Уточнение и раскраска

• 2 Захваченные крупные пузырьки воздуха образуют пенистый или пенистый янтарь. Микроскопические пузыри приводят к образованию костного или костного янтаря, который выглядит как высушенная кость. Очень мутный янтарь называют гадом. Янтарь осветляется нагреванием в рапсовом масле. Масло проникает в пузырьки у поверхности и уменьшает мутность, делая даже костлявый или мерзкий янтарь более прозрачным. Янтарь также можно осветлить, нагревая под давлением азотом и запекая в духовке. Осветление делает янтарь темнее и оставляет дискообразные следы напряжения, называемые «солнечными блестками». Янтарь может иметь зеленый или красноватый оттенок. Мексиканский и доминиканский янтарь обычно чистый и прозрачный, в осветлении не нуждается.

Резка и изменение формы

• 3 Для ювелирных изделий или резьбы по дереву янтарь обычно обрабатывается вручную, с помощью ювелирной пилы и пилок с мелкими зубьями. Он подвергается влажной шлифовке с использованием ткани с зернистостью 320 и завершается влажной шлифовкой с использованием ткани с зернистостью 400 или 600. Его можно просверливать сверлами из сухой стали, используя низкую скорость и небольшое давление, чтобы предотвратить нагревание и растрескивание.
• 4 Чтобы получить четкое представление о включениях, можно отколоть один конец кусочка янтаря. Янтарь с включениями можно разрезать или изменить форму для исследования биологического образца или разделения двух образцов. Резка выполняется ручной ювелирной пилой или, для более крупных деталей, высокоскоростной обрезной пилой с алмазным диском со скоростью до 4200 об / мин.
• 5 Изменение формы выполняется наждачной бумагой различных сортов. Неровные края пильного полотна можно зачистить бумагой с зернистостью 200 и 400, вручную или с помощью ленточной шлифовальной машины, оснащенной системой водяного охлаждения, для удаления пыли и предотвращения перегрева, растрескивания или остекления.

Полировка

• 6 Янтарь для ювелирных изделий полируется оксидом олова или оксидом церия с использованием кожаного бафа, желеобразного колеса или подушечки либо замшевой доски. Периодическая полировка воском на основе силикона возвращает блеск и уменьшает испарение и окисление поверхности.

  Доминиканский янтарь полируется шлифовальной машинкой по естественным контурам. Окисление поверхности доминиканского янтаря уменьшает флуоресценцию и синий, зеленый или фиолетовый цвет. Удаление внешнего слоя и повторная полировка восстанавливают флуоресценцию. Повторная полировка может выполняться вручную или с помощью хлопкового полировального круга с использованием зубной полировальной пасты, абразива для пластмасс или других мелких полировальных составов нейтрального цвета. При окончательной ручной полировке полировальная паста удаляется.

  Меловой янтарь возрастом более 65 миллионов лет очень хрупкий и трещиноватый. После нескольких лет воздействия он склонен к распаду. Помещение мелового янтаря в синтетическую смолу помогает сохранить его.

Нажатие

• 7 Для производства драгоценных камней небольшие прозрачные кусочки янтаря размягчают и плавят в вакууме с паром при температуре 400 ° F (204 ° C) или выше.
• 8 Кусочки продавливаются через мелкое стальное сито или сетку, перемешиваются и превращаются в блоки. Этот прессованный янтарь называется амброидом или амбероидом, и он может содержать пузырьки, удлиняющиеся под действием тепла и давления. Иногда в прессованный янтарь вставляют включения современных насекомых и окрашивают амброид, обычно в темно-красный.

Другая обработка

• 9 Небольшие кусочки некачественного янтаря, в том числе около 90% балтийского янтаря, перегоняют в огромных сухих железных ретортах. Около 60% восстанавливается в виде янтарной колонии, высококачественного лака. Еще 15—20% составляет янтарное масло, используемое в медицине, литье, высшем лаке. Около 2% продуктов составляют дистиллированные кислоты, такие как янтарная кислота, которые используются для изготовления лекарств и лаков.

Контроль качества

Более твердый и, предположительно, более старый янтарь обычно считается более качественным. Поскольку затраты на добычу на 28% выше, чем стоимость необработанного янтаря, его стоимость основана в первую очередь на его включениях или на его последующей переработке в ювелирные изделия и предметы искусства. Поэтому янтарь сортируют по размеру и красоте, а также по наличию и типу включений.

Имитация янтаря с фальшивыми включениями производилась не менее 600 лет. Для имитации янтаря использовались свежие смолы, синтетические полистиролы, бакелит, эпоксидные смолы, целлулоид, цветное стекло, пластмассы и полиэфиры. Однако настоящий янтарь можно отличить по твердости, температуре плавления, отсутствию растворимости, флуоресценции, удельному весу, показателю преломления (мера степени, в которой он изгибает свет) и запаху при горении. Иногда настоящий янтарь раскалывается, в нем вырезается полость для включения, залитого свежей смолой, и кусок снова запечатывается.

Побочные продукты / отходы

Около 90% добываемого в мире янтаря находится в Калининградской области России на берегу Балтийского моря. Там добыча и переработка янтаря вызвали повсеместную деградацию окружающей среды. За прошедшее столетие с рудника Пальмникен (Янтарный) в Балтийское море было сброшено более 100 миллионов тонн отходов. Эти нерастворимые отходы вызывают высокую мутность Балтийского моря. Воды Балтийского моря, чувствительного к загрязнению, обновляются через 25-30 лет.

Будущее

Легко добываемые верхние слои балтийского янтаря были исчерпаны к середине 1800-х годов. Однако, по оценкам, на руднике Янтарный в Калининграде остается более 180 000 тонн янтаря. При нынешних темпах добычи янтарь там можно было бы добывать еще 300 лет. Кроме того, в Мьянме возобновилась добыча, а высококачественный бирманский янтарь продается в музеи.

Хотя процесс образования янтаря из древесной смолы продолжается, смола затвердевает в янтарь за миллионы лет. Поскольку месторождения янтаря истощаются в результате добычи, а смолистые деревья вырубают или сжигают, а не позволяют окаменеть, запасы необработанного янтаря будут продолжать сокращаться.

Где узнать больше

Книги

Андерсон, К. Б., и Дж. К. Креллинг, ред. Янтарь, резина и ископаемые смолы. Вашингтон, округ Колумбия:Американское химическое общество, 1995 г.

Гримальди, Дэвид А. Эмбер:окно в прошлое. Нью-Йорк:Harry N. Abrams, Inc. и Американский музей естественной истории, 1996 г.

Пойнар-младший, Джордж и Роберта Пойнар. Янтарный лес:реконструкция исчезнувшего мира. Princeton:Princeton University Press, 1999.

Другое

«Торговля янтарем и окружающая среда в Калининградской области». Примеры из практики TED. 27 июля 2001 г. .

Брост, Лейф. «Янтарь:окаменевшая древесная смола». Домашняя страница Шведского музея янтаря. 27 июля 2001 г. .

Маргарет Алич