Plytų geologija
Plytos ir skiedinys yra du labai skirtingi dirbtinio akmens tipai.
Atmintinė Vasquez / Getty Images
Paprastoji plyta yra vienas didžiausių mūsų išradimų, dirbtinis akmuo. Plytų gamyba paverčia silpno stiprumo purvą į stiprias medžiagas, kurios tinkamai prižiūrimos gali ištverti šimtmečius.
Molio plytos
Pagrindinė plytų sudedamoji dalis yra molis, grupė paviršiaus mineralai kurios atsiranda dėl magminių uolienų dūlėjimo. Pats savaime molis nėra nenaudingas – iš paprasto molio pagaminus plytas ir jas išdžiovinus saulėje, pastatomas tvirtas „akmuo“. Jei mišinyje yra šiek tiek smėlio, šios plytos neskilinėja.
Saulėje džiovintas molis mažai kuo skiriasi nuo minkšto skalūnų .
Daugelis seniausių pastatų ankstyvuosiuose Viduriniuose Rytuose buvo pastatyti iš saulėje džiovintų plytų. Paprastai tai truko apie vieną kartą, kol plytos sunyko dėl nepriežiūros, žemės drebėjimų ar oro sąlygų. Seniems pastatams sulydant į molio krūvas, senovės miestai buvo periodiškai išlyginami, o ant jų statomi nauji miestai. Per šimtmečius šie miesto piliakalniai, vadinami tellais, išaugo iki nemažo dydžio.
Gaminant saulėje džiovintas plytas su trupučiu šiaudų ar mėšlo, molis susiriša ir gaunamas toks pat senovinis produktas, vadinamas adobe.
Degtos plytos
Senovės persai ir asirai tvirtesnes plytas gamindavo skrudindami jas krosnyse. Procesas trunka keletą dienų, maždaug parai temperatūra pakeliama virš 1000 °C, po to palaipsniui atvėsinama. (Tai daug karščiau nei švelnus skrudinimas arba kalcinavimas, naudojamas viršutiniam padažui gamintibeisbolo aikštelės.) Romėnai patobulino technologiją, kaip ir betono bei metalurgijos srityje, ir paskleidė degtas plytas visose savo imperijos dalyse.
Nuo tada plytų gamyba iš esmės buvo tokia pati. Iki XIX amžiaus kiekviena vietovė su molio telkiniais statydavosi savo plytų mūriją, nes transportas buvo labai brangus. Atsiradus chemijai ir pramonės revoliucijai, prisijungė ir plytos plieno ,stikloirbetonokaip sudėtingos statybinės medžiagos. Šiandien plytos gaminamos įvairių formų ir spalvų, skirtų įvairiems sudėtingiems struktūriniams ir kosmetiniams tikslams.
Plytų degimo chemija
Per degimo laikotarpį plytų molis tampa metamorfine uoliena. Molio mineralai skyla, išskiria chemiškai surištą vandenį ir virsta dviejų mineralų – kvarco ir mulito – mišiniu. Kvarcas per tą laiką labai mažai kristalizuojasi, lieka stiklinės būsenos.
Pagrindinis mineralas yra mulitas (3AlO3 · 2SiOdu), gana retas gamtoje sumaišytas silicio dioksido ir aliuminio oksido junginys. Jis pavadintas dėl jo atsiradimo Mulo saloje Škotijoje. Mulitas yra ne tik kietas ir kietas, bet ir išauga į ilgus, plonus kristalus, kurie veikia kaip šiaudai, surišdami mišinį tarpusavyje.
Geležis yra mažesnė sudedamoji dalis, kuri oksiduojasi į hematitą, todėl daugumos plytų spalva yra raudona. Kiti elementai, įskaitant natrį, kalcį ir kalį, padeda silicio dioksidui lengviau ištirpti, tai yra, jie veikia kaip srautas. Visa tai yra natūralios daugelio molio telkinių dalys.
Ar yra natūralių plytų?
Žemė pilna netikėtumų – apsvarstykite natūralūs branduoliniai reaktoriai kadaise egzistavusios Afrikoje, bet ar iš jos natūraliai gali būti pagamintos tikros plytos? Yra dviejų rūšių kontaktai metamorfizmas svarstyti.
Pirma, ką daryti, jei labai karšta magma ar išsiveržusi lava apėmė išdžiūvusio molio kūną taip, kad drėgmė galėtų išeiti? Pateiksiu tris priežastis, kurios tai atmeta:
- 1. Lavos retai būna tokios karštos kaip 1100 °C.
- 2. Lavos greitai atvėstų, kai pasiglemžtų paviršines uolienas.
- 3. Natūralūs moliai ir užkasti skalūnai yra šlapi, kurie iš lavos ištrauktų dar daugiau šilumos.
Vienintelė magminė uoliena, turinti pakankamai energijos, kad būtų galima išdegti tinkamas plytas, būtų itin karšta lava, žinoma kaip komatitas, kuri, kaip manoma, pasiekė 1600 °C. Tačiau Žemės vidus nepasiekė tokios temperatūros nuo ankstyvojo proterozojaus eros daugiau nei prieš 2 milijardus metų. O tuo metu ore nebuvo deguonies, todėl chemija buvo dar mažiau tikėtina.
Mulo saloje mulitas atsiranda purvo akmenyse, kurie buvo iškepti lavos srautuose. (Jis taip pat buvo rastas pseudotachilitai , kur trintis dėl gedimų įkaitina sausą uolieną iki ištirpimo.) Tikriausiai tai toli nuo tikros plytos, bet tuo įsitikinti turėtumėte patys.
Antra, ką daryti, jei tikra ugnis galėtų iškepti reikiamą smėlio skalūną? Tiesą sakant, tai atsitinka anglies šalyje. Dėl miškų gaisrų gali užsidegti anglies klodai, o prasidėję šie anglies stulpų gaisrai gali tęstis šimtmečius. Žinoma, skalūnai, esantys virš anglies gaisrų, gali virsti raudona klinkerio uoliena, pakankamai arti tikrosios plytos.
Deja, šis reiškinys tapo įprastas, nes anglies kasyklose ir akmenų krūvose prasideda žmonių sukeltas gaisras. Didelė dalis pasaulinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo susidaro dėl anglies gaisrų. Šiandien mes pralenkiame gamtą šiuo neaiškiu geocheminiu triuku.