Η γεωλογία των τούβλων

Το κοινό τούβλο είναι μία από τις μεγαλύτερες εφευρέσεις μας, μια τεχνητή πέτρα. Η κατασκευή τούβλων μετατρέπει τη λάσπη χαμηλής αντοχής σε ισχυρά υλικά που μπορούν να αντέξουν για αιώνες όταν φροντίζονται κατάλληλα.

Το κύριο συστατικό των τούβλων είναι ο πηλός, μια ομάδα επιφανειακά ορυκτά που προκύπτουν από τις καιρικές συνθήκες των πυριγενών πετρωμάτων. Από μόνη της, ο πηλός δεν είναι άχρηστο κάνοντας τούβλα από απλό πηλό και το στέγνωμα τους στον ήλιο κάνει ένα ανθεκτικό κτίριο "πέτρα". Έχοντας κάποια άμμο στο μείγμα βοηθά να κρατήσει αυτά τα τούβλα από ρωγμές.

Ο πυροκροτημένος πηλός είναι λίγο διαφορετικός από τον μαλακό σχιστόλιθος.

Πολλά από τα αρχαιότερα κτίρια στην πρώιμη Μέση Ανατολή ήταν κατασκευασμένα από λουστραρισμένα τούβλα. Αυτά γενικά κράτησαν περίπου μια γενιά πριν τα τούβλα επιδεινωθούν από παραμέληση, σεισμούς ή καιρικές συνθήκες. Με τα παλιά κτίρια να λιώνονται σε σωρούς πηλού, οι αρχαίες πόλεις περιορίζονταν και νέες πόλεις χτίστηκαν στην κορυφή. Κατά τη διάρκεια των αιώνων αυτά τα ανάχωμα της πόλης, που ονομάζεται λέει, μεγάλωσαν σε σημαντικό μέγεθος.

Η κατασκευή ηλιόλουστων τούβλων με λίγο άχυρο ή κοπριά βοηθάει να δεσμεύεται ο πηλός και αποδίδει το εξίσου αρχαίο προϊόν που ονομάζεται adobe.

Οι αρχαίοι Πέρσες και Ασσύριοι έκαναν ισχυρότερα τούβλα ψήνοντας τους σε κλίβανα. Η διαδικασία διαρκεί αρκετές ημέρες, αυξάνοντας τη θερμοκρασία πάνω από 1000 ° C για μια ημέρα περίπου, στη συνέχεια ψύχεται σταδιακά. (Αυτό είναι πολύ πιο ζεστό από το ήπιο ψήσιμο ή φρύξη που χρησιμοποιήθηκε για να κάνει το επίδεσμο πεδία μπέιζμπολ.) Οι Ρωμαίοι προωθούσαν την τεχνολογία, όπως έκαναν με το σκυρόδεμα και τη μεταλλουργία, και απλώνουν τούβλα σε κάθε μέρος της αυτοκρατορίας τους.

Η κατασκευή τούβλων είναι ουσιαστικά η ίδια από τότε. Μέχρι τον 19ο αιώνα, κάθε τοποθεσία με πήλινο κατάστρωμα έχτισε το δικό της τούβλο επειδή οι μεταφορές ήταν τόσο ακριβές. Με την άνοδο της χημείας και της Βιομηχανικής Επανάστασης, τα τούβλα ενώθηκαν ατσάλι, ποτήρι και σκυρόδεμα ως εξελιγμένα δομικά υλικά. Σήμερα, το τούβλο κατασκευάζεται σε πολλές συνθέσεις και χρώματα για μια ποικιλία απαιτητικών δομικών και καλλυντικών εφαρμογών.

Κατά τη διάρκεια της πυρκαγιάς, ο πηλός από τούβλα γίνεται μεταμορφωμένος βράχος. Τα άλατα του αργιλίου διασπώνται, απελευθερώνουν χημικά δεσμευμένο νερό και μετατρέπονται σε μίγμα δύο ορυκτών, χαλαζία και μουλλίτη. Ο χαλαζίας κρυσταλλώνει πολύ λίγο εκείνη την εποχή, παραμένοντας σε μια υαλώδη κατάσταση.

Το βασικό ορυκτό είναι ο μουλλίτης (3AlO₃· 2SiO₂), μια αναμεμιγμένη ένωση πυριτίας και αλουμίνας που είναι αρκετά σπάνια. Ονομάζεται για την εμφάνισή του στο νησί Mull στη Σκωτία. Όχι μόνο ο mullite είναι σκληρός και σκληρός, αλλά αναπτύσσεται και σε μακριούς, λεπτούς κρυστάλλους που λειτουργούν σαν το άχυρο σε πέλμα, δεσμεύοντας το μείγμα σε μια σύμπλεξη λαβής.

Το σίδηρο είναι ένα μικρότερο συστατικό που οξειδώνεται σε αιματίτη, αντιπροσωπεύοντας το κόκκινο χρώμα των περισσότερων τούβλων. Άλλα στοιχεία όπως το νάτριο, το ασβέστιο και το κάλιο βοηθούν την πυριτία να λιώσει πιο εύκολα - δηλαδή, ενεργούν ως ροή. Όλα αυτά είναι φυσικά μέρη πολλών αποθέσεων αργίλου.

Η γη είναι γεμάτη εκπλήξεις - σκεφτείτε το φυσικούς πυρηνικούς αντιδραστήρες που υπήρχε κάποτε στην Αφρική - αλλά θα μπορούσε φυσικά να παράγει αληθινό τούβλο; Υπάρχουν δύο είδη επαφών μεταμόρφωση να εξετάσει.

Πρώτον, τι γίνεται αν πολύ καυτό μάγμα ή εκρήγνυται λάβα κατέστρεψε ένα σώμα αποξηραμένου πηλού κατά τρόπο που να επιτρέπει τη διαφυγή υγρασίας; Θα έδινα τρεις λόγους που αποκλείουν αυτό:

• 1. Οι Lavas είναι σπάνια τόσο ζεστές όσο οι 1100 ° C.
• 2. Ο Lavas θα δροσίσει γρήγορα μόλις πεταχτούν επιφανειακά πετρώματα.
• 3. Οι φυσικές αργίλλες και οι θαμμένες σχισμές είναι υγρές, οι οποίες θα τραβούσαν ακόμα περισσότερη θερμότητα από τη λάβα.

Ο μόνος πυριγενός βράχος με αρκετή ενέργεια για να έχει ακόμη και την ευκαιρία να πυροβολήσει το κατάλληλο τούβλο θα είναι η υπερβολική λάβα γνωστή ως komatiite, που πιστεύεται ότι έφτασε τους 1600 ° C. Αλλά το εσωτερικό της Γης δεν έχει φτάσει εκείνη την θερμοκρασία από την Πρώιμη Προτεζωοτική Εποχή περισσότερο από 2 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Και εκείνη την εποχή δεν υπήρχε οξυγόνο στον αέρα, καθιστώντας την χημεία ακόμη πιο απίθανη.

Στη Νήσο της Mull, ο μουλίτης εμφανίζεται σε λασπώδεις λάσπης που έχουν ψηθεί σε ροές λάβας. (Βρέθηκε επίσης στο ψευδοταχυλίτες, όπου η τριβή στα σφάλματα θερμαίνει το στεγνό βράχο να λιώσει.) Αυτά είναι πιθανώς μια μακριά κραυγή από πραγματικό τούβλο, αλλά θα πρέπει να πάτε εκεί για να βεβαιωθείτε.

Δεύτερον, τι εάν μια πραγματική φωτιά θα μπορούσε να ψήσει το σωστό είδος αμμώδους σχιστόλιθου; Στην πραγματικότητα, αυτό συμβαίνει στη χώρα άνθρακα. Οι δασικές πυρκαγιές μπορούν να προκαλέσουν την καύση των ανθρακωρυχείων, και κάποτε ξεκίνησαν αυτές οι πυρκαγιές άνθρακα μπορεί να συνεχιστούν για αιώνες. Σίγουρα, οι σχιστολιθικές πυρκαγιές άνθρακα μπορεί να μετατραπούν σε ένα κόκκινο βράχο κλίνκερ που είναι αρκετά κοντά στο πραγματικό τούβλο.

Δυστυχώς, αυτό το περιστατικό έχει γίνει συνηθισμένο καθώς οι πυρκαγιές που προκλήθηκαν από ανθρώπους ξεκινούν από τα ανθρακωρυχεία και τους πασσάλους. Ένα σημαντικό ποσοστό των παγκόσμιων εκπομπών αερίων θερμοκηπίου προκύπτει από τις πυρκαγιές άνθρακα. Σήμερα ξεπερνάμε τη φύση σε αυτό το σκοτεινό γεωκεντρικό κόλπο.