Янтарь: от древней смолы к научному сокровищу — история, свойства и современное использование

История

Янтарь — полностью органическое окаменевшее смолистое вещество, образованное из выделений вымерших видов деревьев. Между 10 и 100 миллионами лет назад смолистые деревья падали, переносились реками в прибрежные зоны и закапывались под осадками. За геологическое время смола полимеризовалась в янтарь, сохраняя богатый массив включений.

В то время как янтарь давно ценился для ювелирных изделий и украшений, его научное значение заключается в трехмерных ископаемых, которые он ловит. Насекомые, пауки, растительный материал и даже ДНК могут выживать внутри, предлагая беспрецедентное окно в доисторические экосистемы.

Историческое развитие

Притягательность янтаря восходит к 11 000 г. до н.э., когда артефакты в Англии показывали его раннее использование. Древние культуры приписывали янтарю целительные и магические свойства, использовали его как лак и ладан, и торговали им по всему миру. Греки первыми отметили его статическое электричество в 600 г. до н.э., а к 16 веку Уильям Гилберт определил электризацию как универсальное физическое явление.

В Америке ацтеки, майя и тайно вырезали и использовали янтарь для ладана и церемониальных даров. XVIII-вековый прусский банкетный зал, полностью из янтарных панелей, ejemplifies его декоративный пик. XIX век видел немецких ученых, раскрывающих ископаемую запись янтаря, смещая его значение к палеонтологии.

Сырье

Состав смолы варьируется по видам деревьев, влияя на химию и физические черты янтаря. Факторы, такие как возраст, осадконакапливающая среда и геологические силы, дальше диверсифицируют характеристики янтаря, даже в пределах одной локальности.

Типы янтаря

Балтийский морской янтарь, известный как сукцинит, содержит сукциновую кислоту и исходит преимущественно из смолы сосны. Ретинит янтарь не содержит сукциновой кислоты. Мексиканский и Доминиканский янтарь, образованный 20–30 миллионов лет назад от вымерших деревьев Hymenaea (альгарробо), обычно прозрачны и требуют мало обработки.

Дизайн и физические характеристики

Физические свойства

Янтарь тверд (Мосс 2–3), плавится при 482–662 °F (250–350 °C) и имеет удельную гравитацию 1.05–1.12. Он полупрозрачен до непрозрачен, часто золотисто-желтый до оранжевого, и может флуоресцировать под УФ светом. Экспозиция свету может потемнить янтарь и вызвать поверхностные трещины.

Добыча и обработка

Горное дело и мытье

• Атлантический Балтийский янтарь добывается из 40–60 миллионлетней глауконитовой песка. Паровые лопаты и драги извлекают «синюю землю», которая затем моется для разделения янтаря от осадка.
• Мексиканский и Доминиканский янтарь часто раскрывается оползнями или добывается из глубоких горных тоннелей, где рабочие используют кирки, лопаты и долота для извлечения материала.

Прояснение и окрашивание

• Нагревание янтаря в репчатом масле или под азотным давлением снижает мутность от запертых пузырьков воздуха, производя более чистый продукт. Прояснение может также потемнить янтарь и создавать «солнечные брызги».
• Мексиканский и Доминиканский янтарь обычно прозрачен и не требует обширного прояснения.

Резка, переформатирование и полировка

• Ювелирные изделия и научные образцы ручно режутся ювелирной пилой, затем мокрошлифуются (320–600 зернистость). Сверление делается на низкой скорости для избежания нагрева.
• Крупные куски могут подстригаться высокоскоростным алмазным диском до 4200 об/мин, и края уточняются 200–400 зернистой бумагой или ленточной шлифмашинкой.
• Полировка использует окись олова или оксид церия на кожаных полировальных кругах или жельтовых колесах, за которым следует силиконовое воск для восстановления блеска и снижения оксидации.

Прессование и инкапсуляция синтетической смолой

• Малые прозрачные фрагменты могут быть сплавлены в вакууме с паром при 400 °F (204 °C) и прессованы в блоки (амброид). Современные насекомые включения иногда вставляются перед закаливанием.
• Хрупкий меловой янтарь часто инкапсулируется в синтетическую смолу для сохранения структурной целостности.

Другая обработка и побочные продукты

• Дистилляция Балтийского янтаря дает янтарную колофонию (лак), янтарное масло (используемое в медицине и лаках) и сукциновую кислоту для фармацевтики.

Контроль качества

Грейдинг янтаря фокусируется на размере, чистоте, качестве включений и твердости. Старые, более твердые образцы требуют более высоких цен. Настоящий янтарь отличим по твердости, температуре плавления, флуоресценции, удельной гравитации, показателю преломления и характерному запаху при горении. Имитации, использующие синтетические смолы, бакелит или пластики, могут быть идентифицированы через эти свойства.

Экологическое воздействие

Примерно 90% добываемого янтаря лежит в Калининградском регионе России. Добыча сбросила более 100 миллионов тонн отходов в Балтийское море, вызывая мутность и 25–30 летний период регенерации. Устойчивые практики необходимы для смягчения этого наследия.

Будущие перспективы

Несмотря на истощение поверхностных Балтийских залежей, оценки предполагают, что 180 000 тонн остаются в Янтарном руднике, потенциально поддерживающие добычу на 300 лет при текущих темпах. Мьянмарский высококачественный Бирманский янтарь также входит на музейный рынок, подчеркивая продолжающийся спрос на научно ценные образцы.

Дополнительное чтение

Книги

• Anderson, K. B., & Crelling, J. C. (Eds.). Amber, Resinite, and Fossil Resins. Washington, DC: American Chemical Society, 1995.
• Grimaldi, D. A. (1996). Amber: Window to the Past. New York: Harry N. Abrams, Inc. & American Museum of Natural History.
• Poinar Jr., G., & Poinar, R. (1999). The Amber Forest: A Reconstruction of a Vanished World. Princeton: Princeton University Press.

Другие ресурсы

• "Amber Trade and the Environment in the Kaliningrad Oblast." TED Case Studies, 27 July 2001. Link.
• Brost, L. (2001). "Amber: A Fossilized Tree Resin." The Swedish Amber Museum Home Page. Link.