کهربا چیست، چگونه به وجود 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.

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.

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. 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 سختی2 تا 2.5در 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.

انواع رنگ کهربا

کهربا بصورت مات تا شفاف در رنگهای زرد روشن تا قهوه ای مایل به 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. اکسیداسیون ممکن است باعث تغییر رنگ کهربا در طول زمان شود. برش و صیقل دادن کهربا برای جواهرات با حذف یا نازک کردن سطح بیرونی سخت تر، آن را مستعد اکسیداسیون می کند. کهربای شفاف زرد یا نارنجی می تواند به تدریج تیره شود تا قهوه ای مایل به قرمز و در نهایت سیاه شود. رنگ کهربا را می توان با بهسازی حرارتی و رنگرزی تغییر داد.

کهربا در چه مناطقی یافت می شود؟

بیشترین کهرباهایی که در اروپا یافت می شوند مربوط به فعالیت های یخچالی بوده و درنتیجه به حوزه بالتیک مانند لهستان، آلمان شرقی یا دانمارک محدود می شوند. معادن ساملند پنینسولا از جمله معدن پالمنیکن واقع در سواحل بالتیک لهستان یکی از مهم ترین مناطق ذخایر کهربا در جهان است که استخراج از آن بصورت روباز است.

نهشته های رسوبی موسوم به خاک آبی متعلق به خلیج دانزیگر در شمال شرقی لهستان بسیار مشهورند. غالبا دریای بالتیک بعد از طوفان های شدید باعث روانه شدن کهربا های زیادی همراه با موجهای متلاطم دریا به مناطق کم عمق می شود که در این هنگام افراد محلی برای شکار آنها روانه ساحل می شوند.