Stene

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Stena od različitih minerala
Rasprostranjenje stena u Severnoj Americi. Odozgo na dole:Sedimentne, Vulkanske, magmatske i Metamorfne stene.

Stena je skup sačinjen od jednog ili više minerala određenog hemijskog sastava i određene strukture. Ispitivanjem svih vrsta stena koje grade Zemljinu koru ustanovljeno je da se u stenama nalazi samo 100-150 vrsta minerala koji ih grade, iako je utvrđeno postojanje preko 3000 vrsta prirodnih minerala na Zemlji. Na primjer, uobičajena stena granit je kombinacija minerala kvarca,[3] feldspara[4] i biotita.[5][6][7] Vanjski čvrsti sloj planete Zemlje sačinjen je od raznih stena.

Drobljenjem (sitnjenjem) stene dobija se kamenje i prašina. Do drobljenja može doći uticajem vremenskih prilika, erozijom ili veštačkim putem — eksplozivom ili mašinama.

Stene je koristilo celo čovečanstvo tokom svoje istorije.[8] Od kamenog doba, stjene i kamenje su korištene kao alat. Minerali i metali nađeni u stenama bili su nezamenjivi za nastanak ljudske civilizacije.[9] Nauka je definirala tri osnovne grupe stena: sedimentne, metamorfne i magmatske.

Istraživanje litogeneze (grč. λίθος lithos = stena) i petrogeneze (πέτρος petros = kamen) predstavlja osnovnu oblast istraživanja petrologije[10] i geologije, ali i geofizike i geohemije.

Klasifikacija[uredi]

Stene se prema broju minerala dele na:

  • monomineralne, koje su izgrađene samo od jednog minerala i
  • polimineralne, koje su izgrađene od nekoliko mineralnih vrsta.

Prema načinu postanka, dele se na:

  • magmatske
    • dubinske (granit, senit, diorit, gabro, peridotit)
    • izlivne (riolit, trahit, dacit, andezit, bazalt)
    • žične
  • sedimentne
    • klastične (breča, konglomerat, peščar, alevrolit, glina)
    • hemijske (krečnjak, dolomit, bigar)
    • organogene (krečnjak, kreda, rožnac)
  • metamorfne
    • regionalno metamorfne (mermer, kvarcit, škriljac, gnajs)
    • kataklastične
    • kontaktno metamorfne
    • autometamorfne

Na nivou zrna (granula), stene su sastavljene iz zrnaca minerala, koji su dalje homogene čvrste materije nastale od raznih hemijskih jedinjenja aranžiranih u prostoru na određeni (pravilni ili nepravilni) način. Agregatni minerali koji grade stene međusobno su spojeni hemijskim vezama. Vrsta i rasprostranjenost minerala u stenama određena je načinom na koji su one nastale. Mnoge stene sadrže siliku (silicijum dioksid SiO2), jedinjenje silicijuma i kiseonika koji sačinjava oko 74,3% Zemljine kore. Ovaj materijal gradi kristale sa drugim jedinjenjima u steni. Proporcija silike u stenama i mineralima je jedan od osnovnih faktora u određivanju njihovih imena i osobina.[11]

Stene se geološki klasifikuju na osnovu osobina poput mineralnog i hemijskog sastava, propusnosti (poroznosti), teksture i veličine čestica od kojih su građene i slično. Te fizičke osobine su krajnji rezultat procesa koji su stvorili stene.[12] Tokom vremena, stene se mogu pretvoriti (transformisati) iz jednog tipa stene u drugi, kao što je to opisano u geološkom modelu zvanom „ciklus stena“. Ti događaji proizvode tri opšte klase stena: sedimentne, metamorfne i magmatske.

Tri klase stena su dalje podeljene na mnogobrojne podgrupe. Ipak, ne postoji čvrsta i jasna granica između povezanih stena. Povećanjem ili smanjenjem proporcija materijala od kojih su građene, oni prelaze iz jedne grupe u drugu, određene strukture od jedne vrste stena često se mogu naći da postepeno ulaze u određene strukture drugih. Stoga definicije koje su usvojene pri nomenklaturi stena odgovaraju manje-više dogovorenim određenim tačkama u neprekidno graduiranim serijama.[13]

Magmatske stene[uredi]

Magmatske stene nastaju hlađenjem i očvršćavanjem magme odnosno vulkanske lave. Ova magma može nastati od delimično istopljenih starijih stena bilo u omotaču ili kori planete. Obično, topljenje stena nastaje jednim od tri procesa: povećanjem temperature, smanjenjem pritiska ili promenom u njihovom sastavu, mada se ova tri procesa mogu dešavati i simultano.

Magmatske stene se dele na dve glavne kategorije: plutonske stene (ili plutoni) i vulkanske. Plutoni ili intruzivne stene nastaju kada se magma ohladi i sporo kristalizuje unutar Zemljine kore. Primer ove vrste stena je granit. Vulkanske ili ekstruzivne stene nastaju kada magma dosegne površinu planete bilo kao lava ili fragment, sačinjavajući minerale poput bazalta ili plovućca.[12] Hemijska rasprostranjenost i brzina hlađenja magme obično formira sekvencu poznatu kao Bovenova kristalizacijska serija. Većina osnovnih magmatskih stena se nalaze duž te serije.[11]

Oko 64,7% Zemljine kore po zapremini sastoji se iz magmatskih stena, što ih čini najraznovrsnijom kategorijom stena. Od toga oko 66% su bazaltne i gabro stene, 16% su granitne stene dok su 17% granodioriti i dioriti. Samo 0,6% otpada na sienit a 0,3% na peridotit i dunit. Stene koje čine okeansko dno su 99% od bazalta, koji je magmatska stena mafičnog sastava. Graniti i slične stene, poznate kao meta-granitoidi, formiraju veći deo kontinentalne Zemljine kore.[14] Otkriveno je i opisano preko 700 vrsta magmatskih stena, među kojima se većina formirala ispod površine Zemljine kore. Sve one imaju različite osobine u zavisnosti od sastava i uslova temperature i pritiska pri njihovom stvaranju.

Sedimentne stene[uredi]

Sedimentne stene se formiraju na površini Zemlje tako što se fragmenti starijih stena, minerala i organizama akumuliraju (talože) i cementiraju (stvrdnjavaju) ili hemijskim taloženjem i organskim rastom u vodi (sedimentacija).[15] Ovaj proces uzrokuje da se klastični sedimenti (delovi stena) ili organske čestice (stelja, detritus) akumuliraju na površini ili za minerale da se hemijski istalože iz rastvora. Isitnjena supstanca zatim prolazi kroz proces otvrdnjavanja i cementiranja pod uticajem temperature i pritisaka (dijageneza).

Pre nego što se natalože, sedimenti nastaju delovanjem vremenskih nepogda ili od ranijih stena putem erozije u nekom području, a zatim se prenose putem vode, vetra ili leda (lednicima) do mesta gde se talože. Približno 7,9% Zemljine kore po zapremini sastavljeno je iz sedimentnih stena, od kojih 82% otpada na škrljce, dok ostatak predstavljaju krečnjaci (6%), peščari i arkoze (12%).[14] Sedimentne stene vrlo često sadrže fosile. Među najstarijom fosilnom evidencijom života su mikrobni fosili nađeni u 3,48 milijardi godina starom peščaru u Zapadnoj Australiji,[16][17][18][19][20] biogenom grafitu nađenom u 3,7 milijardi godina starim metasedimentarnim stenama u zapadnom Grenlandu,[21] i ostaci biotičkog materijala nađenog u 4,1 milijarde godina starim stenama u Zapadnoj Australiji.[22][23] Pošto se ove stene formiraju delovanjem gravitacije, najčešće se stvaraju u vodoravnim ili gotovo vodoravnim slojevima ili stratama, te se često označavaju kao slojevite stene. Mali deo sedimentnih stena nastao je na strminama, te se ponekad dešava da niži slojevi budu pre erodirani, a gornji slojevi potonu, te dolazi do tzv. ukrštanja slojeva (engl. cross-bedding).

Metamorfne[uredi]

Metamorfne stene nastaju kada se bilo koja druga vrsta stena: sedimentne, magmatske ili druge starije metamorfne, izlože drugačijim uslovima temperature i pritiska od onih pri kojima su se prvobitne stene formirale. Taj proces naziva se metamorfoza, što znači „promena forme“. Kao rezultat procesa dešavaju se temeljite promene u fizičkim i hemijskim osobinama stene. Prvobitna stena, poznata kao protolit, transformiše se u druge mineralne vrste ili druge forme istog minerala putem rekristalizacije.[12] Temperature i pritisci neophodni za ovaj proces su uvek viši od onih koji vladaju na površini Zemlje: temperature više od 150 do 200 °C i pritisci viši od 1500 bara.[12] Metamorfne stene čine oko 27,4% Zemljine kore po zapremini.[14]

Razlikuju se tri osnovne klase metamorfnih stena na osnovu mehanizma njihovog nastanka. Intruzija magme koja zagrava okolne stene prouzrokuje kontaktni metamorfizma, transformaciju u kojoj dominira visoka temperatura. Metamorfizam pritiskom dešava se kada su sedimenti zakopani duboko u kori, kada glavnu ulogu igra pritisak dok je temperatura sporedna. Ovaj proces naziva se klastični metamorfizam i njime mogu nastati stene poput žada. Kada su prisutna oba faktora: visoka temperatura i visoki pritisak, mehanizam se naziva regionalni metamorfizam. On se obično dešava u područjima nastanka planina.[11]

U zavisnosti od strukture, metamorfne stene se dele u dve opšte kategorije. One koje imaju teksturu nazivaju se folijacijske, dok su sve ostale nefolijacijske stene. Ime stene se zatim određuje u zavisnosti od vrste prisutnih minerala. Mikašist je folijacijska stena koja je prvenstveno sastavljena iz lamelarnih minerala poput mike. Gnajs ima vidljive trake različitih nijansi, a uobičajen primje su granitni gnajsevi. Druge vrste folijacijskih stena uključuju argilošiste, filite i milonite. Česti primeri nefolijacijskih metamorfnih stena su mramor, steatit i serpentin. Ova grupa sadrži kvarcit, metamorfnu vrstu peščara,[24][25] te hornfelse.[11]

Meteoriti[uredi]

Željezni meteorit

Poseban slučaj među stenama predstavjaju meteoriti, stenovita tela u svemiru. Oni su ostaci iz rane istorije Sunčevog sistema i sadrže brojne minerale koji se ne mogu naći u drugim stenama zemaljskog porekla. Prema sadržaju minerala u njima, mogu se podeliti na kamene meteorite, koji se prvenstveno sastoje iz silikata poput olivina ili piroksena, željeznih meteorita, koji se najčešće sastoje iz željezno-niklovih minerala kamacita i taenita i kameno-željeznih meteorita, koji predstavljaju mešoviti tip. Veličina meteorita kreće se između mikrometeorita i ogromnih stenovitih tela teških nekoliko hiljada tona. U Švedskoj je otkriven fosilni meteorit star nekoliko stotina miliona godina.

Zemljskog porekla, ali nastali od udara meteorita o površinu Zemlje, su tektiti. To su staklasti objekti veličine nekoliko centimetara, nastali topljenjem zemaljskih stena uzrokovanim udarom meteorita, a zatim su se brzo ohladili, te impaktiti koji su nastali snažnim mehaničkim i termičkim uticajima na stene pri udaru meteorita, kao što je to slučaj sa suevitom.

Upotreba[uredi]

Ceremonijaln kamena humka u Mongoliji

Upotreba stena imala je ogroman uticaj na kulturološki i tehnološki razvoj ljudskog roda. Stene su upotrebljavali ljudi i drugi hominidi pre barem 2,5 miliona godina.[29] Kamena tehnologija označava neke od najstarijih i stalno korištenih tehnologija. Rudarenje stena i traženje ruda korisnih metala u njima, bilo je i sve do danas predstavlja važan faktor napretka ljudske civilizacije, koja je na raznim mestima napredovala različitim brzinama, jednim delom i zbog raspoloživosti metala u stena u datom području.

Rudarstvo[uredi]

Pod pojmom rudarstvo misli se na izdvajanje (ekstrakciju) vrednih minerala, metala ili drugih geoloških materijala iz Zemlje, iz rudnih tela, vena ili naslaga uglja. Ovaj pojam takođe obuhvata i uklanjanje površinskog sloja zemljišta. Materijali dobijeni rudarstvo uključuju bazne metale, plemenite metale, željezo, uranijum, ugalj, dijamante, krečnjak, naftne škrljce, kamenu so, potašu i mnoge druge. Rudarstvo je neophodno za dobijanje bilo kojeg materijala koji se ne može dobiti procesom poljoprivrede ili dobijanjem veštačkim putem u laboratorijama ili fabrikama. Rudarstvo u širem smislu obuhvata izdvajanje bilo kojeg resursa (npr. nafte, prirodnog gasa, soli ili čak vode) iz zemlje.[31]

Rudarenje stena i potraga za metalima u njima dešava se počev od praistorijskih vremena. Moderni procesi rudarstva obuhvataju prethodno probno istraživanje o rudnim telima, njihovu analiza i kalkulacije potencijalne dobiti iz predloženog rudnika, zatim izdvajanje željenih materijala, te napokon pripremu zemljišta i povratak u prethodno stanje nakon što se završi sa procesom rudarenja.[32] Priroda procesa rudarenja proizvodi potencijalno negativne uticaje na okolinu, bilo tokom operacija rudarenja ili čak godinama nakon što je rudnik zatvoren. Taj uticaj doveo je do toga da su mnoge države u svetu usvojile određene zakonske regulative za upravljanje negativnim efektima po okolinu u oblasti rudarstva.[33]

Biljni svet na stenama[uredi]

Stene predstavljaju ekstremno stanište za biljni svet. Vrsta biljaka koje rastu na stenama zavisi od gorskog (mineralnog) supstrata, njegovih osobina, od spoljašnjeg oblika stene, orijentacije i ekspozicije zidova stene suncu i vetru. Biljke koje su nastanjene na stenama se zovu petrofilne.

Životinjski svet stena[uredi]

Stenski vrhovi su često gnezdišta raznih vrsta ptica, a pećine - otvori u stenama, često su nastanjeni medvedima i drugim vrstama životinja.

Galerija slika[uredi]

Reference[uredi]

  1. „National Natural Landmark”. National Park Service. Pristupljeno 11. 12. 2012. 
  2. „Colorado National Parks List | National Parks In Colorado” (na jeziku: engleski). Pristupljeno 14. 9. 2016. 
  3. Boggs, J.R., 2000, Principles of sedimentology and stratigraphy, 3rd ed. Toronto: Merril Publishing Company. ISBN 978-0-13-099696-1.
  4. Anderson & Anderson (2010). str. 187.
  5. Biotite mineral information and data Mindat
  6. Biotite Mineral Data Webmineral
  7. Handbook of Mineralogy
  8. Roberts, Dar. „Rocks and classifications”. Department of Geography, University of California, Santa Barbara. Pristupljeno 11. 11. 2012. 
  9. Roberts, Dar. „Rocks and classifications”. Department of Geography, University of California, Santa Barbara. Pristupljeno 30. 3. 2016. 
  10. Blatt, Harvey and Tracy, Robert J. Petrology, Freeman, 2nd ed. 1996. ISBN 978-0-7167-2438-4.
  11. 11,0 11,1 11,2 11,3 Wilson, James Robert (1995), A collector's guide to rock, mineral & fossil localities of Utah, Utah Geological Survey, стр. 1—22, ISBN 978-1-55791-336-4 
  12. 12,0 12,1 12,2 12,3 Blatt Harvey; Robert J. Tracy (1996). Petrology (2. изд.). W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-2438-4. 
  13. Chisholm, Hugh, ur. (1911). "Petrology". Encyclopædia Britannica (11. izd.) Cambridge University Press.
  14. 14,0 14,1 14,2 Bucher Kurt; Grapes Rodney (2011), Petrogenesis of Metamorphic Rocks, Springer, стр. 23—24, ISBN 978-3-540-74168-8 
  15. "A Basic Sedimentary Rock Classification", L.S. Fichter, Department of Geology/Environmental Science, James Madison University (JMU), Harrisonburg, Virginia, October 2000, JMU-sed-classif (accessed: March 2009): separates clastic, chemical & biochemical (organic).
  16. Schopf, JW, Kudryavtsev, AB, Czaja, AD, and Tripathi, AB. (2007). Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils. Precambrian Research 158:141–155.
  17. Schopf, JW (2006). Fossil evidence of Archaean life. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 29;361(1470) 869-85.
  18. Raven & Johnson (2002). стр. 68.
  19. Borenstein, Seth (2013). „Oldest fossil found: Meet your microbial mom”. Associated Press. Приступљено 15. 11. 2013. 
  20. Noffke, Nora; Christian, Daniel; Wacey, David; Hazen, Robert M. (8. 11. 2013). „Microbially Induced Sedimentary Structures Recording an Ancient Ecosystem in the ca. 3.48 Billion-Year-Old Dresser Formation, Pilbara, Western Australia”. Astrobiology. 13 (12): 1103—24. Bibcode:2013AsBio..13.1103N. PMC 3870916Слободан приступ. PMID 24205812. doi:10.1089/ast.2013.1030. Приступљено 15. 11. 2013. 
  21. Ohtomo, Yoko; Kakegawa, Takeshi; Ishida, Akizumi; et al. (2014). „Evidence for biogenic graphite in early Archaean Isua metasedimentary rocks”. Nature Geoscience. London: Nature Publishing Group. 7 (1): 25—28. Bibcode:2014NatGe...7...25O. ISSN 1752-0894. doi:10.1038/ngeo2025. 
  22. Borenstein, Seth (2015). „Hints of life on what was thought to be desolate early Earth”. Excite. Yonkers, NY: Mindspark Interactive Network. Associated Press. Приступљено 20. 10. 2015. 
  23. Bell, Elizabeth A.; Boehnike, Patrick; Harrison, T. Mark; et al. (19. 10. 2015). „Potentially biogenic carbon preserved in a 4.1 billion-year-old zircon” (PDF). Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Washington, D.C.: National Academy of Sciences. 112: 14518—21. Bibcode:2015PNAS..11214518B. ISSN 1091-6490. PMC 4664351Слободан приступ. PMID 26483481. doi:10.1073/pnas.1517557112. Приступљено 20. 10. 2015.  Early edition, published online before print.
  24. V, Dorrik A.. Stow (2005). Sedimentary Rocks in the Field: A Colour Guide. Manson Publishing. ISBN 978-1-874545-69-9. Приступљено 11. 5. 2012. 
  25. Francis John Pettijohn; Paul Edwin Potter; Siever, Raymond (1987). Sand and Sandstone. Springer. ISBN 978-0-387-96350-1. Приступљено 11. 5. 2012. 
  26. Buckley, Jensen. „Charles Steen- The uranium king of san juan”. San Juan Record. San Juan Record. Приступљено 16. 5. 2016. 
  27. Steen, Mark (2002). „"My Old Man": The Uranium King. Part 4”. Canyon Country Zephyr. Приступљено 17. 10. 2013. 
  28. Nielsen, Russel (16. 10. 1968). „Made fortune in uranium, prospector fights to keep it”. The Milwaukee Journal. стр. 1. Приступљено 17. 10. 2013. 
  29. William Haviland, Dana Walrath, Harald Prins, Bunny McBride : Evolution and Prehistory: The Human Challenge. 2010. ISBN 978-0495812197. str. 166.
  30. Fitzgerald, Nick; Bay of Fires Coastal Preservation Lobby (Tas.); North-East Bioregional Network (Tas.) (2009), The Bay of Fires a new national park for Northeast Tasmania, North-East Bioregional Network, Pristupljeno 10. 1. 2013 
  31. Botin, J.A., ur. (2009). Sustainable Management of Mining Operations. Denver, CO, SAD: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration. ISBN 9780873352673. 
  32. Arthur, Wilson (1996). The Living Rock: The Story of Metals Since Earliest Times and Their Impact on Developing Civilization. Cambridge, Engleska: Woodhead Publishing. ISBN 978-1-85573-301-5. 
  33. Terrascope. „Environmental Risks of Mining”. The Future of strategic Natural Resources. Cambridge, MA, SAD: Massachusetts Institute of Technology. Pristupljeno 10. 9. 2014. 

Literatura[uredi]

Spoljašnje veze[uredi]