سنگ کهربا چیست و کهربا چگونه بوجود می آید؟

کهربا چیست؟

کهربا (Amber) یک ماده آلی و در واقع نوعی صمغ رزین فسیل شده درختان است که فرآیند تشکیل آن می تواند میلیون ها سال پیش برگردد. پلیمریزاسیون مولکولی در دما و فشار زیاد حاصل از رسوبات بالایی صمغ گیاهی را به نوعی شیره گیاهی به نام کوپال (Copal) یا کهربای نارس تبدیل می کند. ترپن ها (Terpenes) هیدروکربن هایی هستند که توسط نوعی گیاهان به ویژه مخروط داران تولید میشوند در دما و فشار ثابت خارج شده و به همین ترتیب کهربا بوجود می آید. در این هنگام بقایای حشرات، جانوران و گیاهان در هنگام تشکیل کهربا ممکن است درون آن گیر بیوفتند. کهربا گوهری ارگانیک و جواهری آلی است و به عبارتی محصول پروسه های بیولوژیکی موجودات زنده می باشد. این ماده برای فسیل شدن وارد یک چرخه اکسیداسیون تصاعدی میگردد، جایی که مواد آلی تشکیل دهنده آن درگیر ترکیب شدن با اکسیژن و پلیمریزاسیون که واکنشی تکمیلی است میشود. در این هنگام دو یا چند مولکول با یکدیگر ترکیب شده و هیدروکربن اکسیژن را تولید می کند، که از اتم های کربن ، هیدروژن و اکسیژن همان مواد آلی اولیه ساخته شده اند.

تزریق اینکلوژن در کهربای مصنوعی

کهربا چگونه بوجود می آید؟

رزین یک هیدروکربن آلی آمورف (بی شکل) نیمه جامد است که توسط همه گیاهان ترشح می شود. کهربا زمانی تشکیل می شود که رزین درختان خاصی به مرور زمان سخت شده و فسیل می شود . رزین ابتدا با از دست دادن اجزای فرار مانند الکل و گریس سخت می شود و تبدیل به کوپال می شود و بعد فرارزدایی در طی دفن شدن در رسوبات به کهربا تبدیل می شود.

اتاق مشهور کهربایی که با پانل های ساخته شده از کهربا و پشت ورق طلا تزئین شده است، در ابتدا در قرن هجدهم در کاخ کاترین در نزدیکی سنت پترزبورگ، روسیه ساخته شد. این “هشتمین عجایب جهان” در طول جنگ جهانی دوم غارت شد و ناپدید شد. یک پروژه بازسازی در سال 1979 آغاز شد و در سال 2003 تکمیل شد. این اتاق بازسازی شده در کاخ کاترین است. عکس از دیمیتری کاریشف. تحت مجوز CC توسط 2.0

همه رزین درختان نمی توانند کهربا شوند. به طور کلی، رزین هایی که به کهربا فسیل می شوند توسط درختان خانواده های مطبق‌کاجیان (Araucariaceae تیره‌ای از مخروط‌داران است که درختانی بلند با شاخه‌بندی منظم و اغلب فراهم هستند) و باقلاییان (Fabaceae که معمولاً به عنوان خانواده حبوبات شناخته می شود) و سرویان (Cupressaceae) ترشح می شوند. در مقابل، درختان متعلق به خانواده Pinaceae (یعنی خانواده کاج) معمولاً مرتبط با کوپال بوده و رزینی که به کهربا فسیلی بالغ منجر شود تولید نمی‌کنند. برای تبدیل شدن به کهربا، رزین باید حاوی یک ماکرومولکول به نام دی‌ترپن باشد که نوعی هیدروکربنی است که بخشی از رزین طبیعی می باشد . اسید اوزیک، یک دی ترپنوئید، جزء اصلی رزین های تولید شده توسط گیاهان متعلق به خانواده باقلاییان است. کوپال از کلمبیا، تانزانیا و ماداگاسکار، و به همین ترتیب کهربا از جمهوری دومینیکن، از درختان متعلق به این خانواده سرچشمه می گیرد.

در مقابل، کومونیک اسید جزء اصلی رزین درختان خانواده مطبق‌کاجیان است که ممکن است کهربای بالتیک و اوکراینی تولید کند. پلیمریزاسیون مولکول های هیدروکربن آلی (که هر کدام دارای “اسکلت” مشابهی از اتم های کربن هستند) رزین را به کوپال تغییر می دهد و یک واکنش اتصال عرضی بین زنجیره های این هیدروکربن ها کهربا تولید می کند.

کهربا از دریاچه سدار، در موزه منیتوبا، وینیپگ، کانادا به نمایش گذاشته شده است. عکس از Mike Beauregard. تحت مجوز CC توسط 2.0.

در طبیعت، این واکنش پیوند اتصال عرضی پلیمری در دما و فشار بالا در طی ته نشینی و دفن رسوبات آلی بسیار آهسته پیش می رود. در واقع،  میلیون ها سال طول می کشد تا به نیمه راه برسیم . این بدان معنی است که کوپال به حداقل بیش از یک میلیون سال نیاز دارد تا به کهربا تبدیل شود. با این حال، این واکنش ها را می توان با قرار دادن کوپال در معرض مجموعه ای جایگزین از پارامترهای فشار و دما در آزمایشگاه به طور قابل توجهی تسریع کرد.

مشخصات فیزیکی و اپتیکی کهربا چیست؟

کهربا دارای سختی 2 تا 2.5 در مقیاس موهس بوده و وزن مخصوص آن 1.05 تا 1.09 و حداکثر 1.30 است بنابراین بسیار سبک وزن است. رنگ خاکه کهربا سفید است و فرمول شیمیایی آن مخلوطی از رزین های مختلف بوده و تقریبا C10H16O است. کهربا کلیواژ نداشته و شکستگی آن صدفی و نسبتا شکننده است. کهربا به دلیل تشکیل شدن از صمغ زلال و چسبان درختان غالبا در جنگل می تواند حاوی بقایای گیاهان و جانوران ریزی باشد که درون نوع شفاف آن به وضوح قابل مشاهده می باشند. این گوهر دارای ساختاری یکنواخت بوده و از نظر کریستالی آمورف یا بی شکل است همچنین سطح آن به صورت ناصاف و ترک دار است.

حشره ی به دام افتاده در کهربا

انواع رنگ کهربا

کهربا بصورت مات تا شفاف در رنگهای زرد روشن تا قهوه ای قرمز یا تیره، نارنجی، متمایل به سبز، تقریبا بی رنگ، سیاه، سفید شیری و آبی دیده می شود. در کرانه های دریای بالتیک انواع روشن تر آن یافت می شود. در بازار های جهانی نمونه های شفاف قرمز رنگ جزو گرانترین نوع های کهربا بشمار می روند. کهربا پدیده چند رنگی و پراکندگی نور نداشته و ضریب شکست آن 1.54 است و می تواند تحت اشعه ماورا بنفش خاصیت فلورسانس قوی آبی مایل به سفید تا زرد مایل به سبز را نشان دهد.

قیمت کهربا و تجارت آن

لهستان بزرگترین حجم صادرات کهربا به اندازه 360 میلیون دلار را به خود اختصاص داده است که بعد از آن لیتوانی و سپس روسیه که از لهستان و لیتوانی وارد می کند قرار دارند. به طور کلی کهرباهای خوش رنگ و شفاف ارزش بالاتری دارند.

در این بین آنهایی که درونشان حشره یا جانوری مربوط به دوره های قدیمی تر وجود دارد گرانبها هستند. بسته به کیفیت و نوع حشره قیمت کهربای صیقل شده می تواند از چند دلار تا چندین هزار دلار به ازای هر گرم باشد! یک گردنبند کهربای اصل با 12 نگین می تواند تا 300 پوند ارزش داشته باشد که با وجود حشرات ارزش آن بسیار فرا تر خواهد رفت.

اینکلوژن های طبیعی در درون کهربا

بزرگترین کهربای یافت شده در جهان

بزرگترین کهربا به وزن 50.4 کیلوگرم در معدن زغال سوماترای اندونزی یافت شده که متعلق به یک تاجر سنگاپوری است. قدمت آن به 15 میلیون سال پیش برمی گردد. این کهربا زیر نور ماورابنفش رنگ آبی و در نور معمولی چراغ قوه قرمز مایل به قهوه ای را منعکس می کند. در سال 2017 در رکوردهای گینس ثبت شده است.

بزرگترین کهربای یافت شده طبیعی

رکورد قبلی گینس متعلق به یک تکه برش خورده کهربای 47.5 کیلوگرمی مربوط به 15-25 میلیون سال پیش است که در سال 2014 در غرب سوماترا اندونزی یافت و امروزه در موزه شهر کپنهاگ دانمارک نگهداری می شود. گفته می شود سنگ اصلی بیش از 80 کیلوگرم بوده که این قطعه بعد از تمیز شدن گل و لای و برش پولیش خورده است.

قطعات کهربای طبیعی بهسازی شده

تمایز کهربا از کوپال

اگرچه کهربا و کوپال دارای ویژگی های RI، SG و سایر خواص مشابهی هستند، کوپال در نور فرابنفش موج کوتاه سفیدتر از کهربا فلورسانس می کند. (این قضاوت به این بستگی دارد که نمونه های کافی از هر دو ماده را برای تشخیص تفاوت آزمایش کرده باشید).

اگر قادر به ایجاد تمایز بر اساس فلورسانس نیستید، باید به یک آزمایش مخرب روی بیاورید. در قسمتی از نمونه که مشخص نیست، یک قطره استون بریزید. بگذارید سه ثانیه بماند سپس آن را پاک کنید. سطح کوپال توسط استون آسیب می بیند، در حالی که کهربا نسبت به نوردهی کوتاه تغییر کمی نشان می دهد یا اصلاً تغییر نمی کند.

مصنوعی

کهربای فشرده یا آمبروید از ترکیب قطعات کوچکتر کهربا تحت حرارت و فشار زیاد ایجاد می شود. (کهربا در حدود 150 درجه سانتی گراد نرم می شود و در دمای 250-300 درجه سانتی گراد ذوب می شود). بررسی میکروسکوپی می تواند به تشخیص کهربا از آمبروید کمک کند. علاوه بر این، کهربا اغلب با افزایش سن تیره می‌شود و به رنگ قرمز قهوه‌ای ظریف می‌رسد، در حالی که رنگ آمبرو ممکن است با افزایش سن سفید شود.

گاهی اوقات از قطعات پلاستیکی و شیشه ای به عنوان شبیه ساز کهربا استفاده می شود.

بهبودها

کهربا را می توان با حرارت دادن تیره کرد. اگر به درستی انجام شود، این کار نیز باعث ایجاد پوسته های ستاره ای می شود.» رنگرزی یک درمان رایج است.