مرمر: گوهری از دل سنگ آهک
سنگ مرمر از کجا میآید؟ داستان یک دگرگونی
همه چیز از یک سنگ رسوبی بسیار رایج به نام سنگ آهک2 شروع میشود. سنگ آهک خودش از فشرده شدن پوسته و اسکلت موجودات دریایی مانند مرجانها و صدفها در طی میلیونها سال تشکیل میشود. تصور کنید کوهی از صدفهای ریز در کف دریا روی هم انباشته شده و زیر وزن خود و لایههای بالایی فشرده میشوند. حالا اگر این سنگ آهک به دلایلی مانند حرکت صفحات زمینساختی، به اعماق بیشتری از پوسته زمین فرو رود، در معرض گرما و فشار باورنکردنی قرار میگیرد.
در این شرایط، مانند این است که سنگ آهک را داخل یک کوره و زیر یک پرس غولپیکر قرار دادهایم. ذرات و بلورهای ریز کلسیت3 (ماده اصلی سنگ آهک) شروع به ذوب شدن جزئی نمیکنند، بلکه دوباره متبلور میشوند. یعنی بلورهای جدید، بزرگتر و متراکمتری شکل میگیرند که محکمتر به هم چسبیدهاند. به این فرآیند، دگرگونی میگویند. نتیجه این فرآیند، سنگی کاملاً جدید با ویژگیهای کاملاً متفاوت است: سنگ مرمر4.
| ویژگی | سنگ آهک (سنگ مادر) | سنگ مرمر (سنگ دگرگون) |
|---|---|---|
| نحوه تشکیل | رسوبی (فشرده شدن بقایای جانداران دریایی) | دگرگونی (تأثیر گرما و فشار شدید بر سنگ آهک) |
| بافت | دانه ریز، متخلخل (حفره دار)، نرمتر | بلوری، متراکم، سخت و محکم |
| واکنش با اسید | شدید (کف میکند و گاز پس میدهد) | شدید (کف میکند و گاز پس میدهد) |
| کاربرد معمول | سیمان، ساخت آهک، سنگ نما (در برخی موارد) | مجسمهسازی، کفپوش و نما، تزئینات ساختمان، آثار هنری |
| رنگ | معمولاً سفید، خاکستری یا کرم | سفید خالص تا رنگهای مختلف (به دلیل ناخالصیها) |
چرا مرمر این همه رنگ و رگه دارد؟ نقش ناخالصیها
اگر سنگ آهک اولیه کاملاً خالص بود، مرمر حاصل به رنگ سفید درخشان و شبیه به شکر خواهد بود که به آن مرمر statuario میگویند. اما در طبیعت، سنگ آهک اغلب با مواد دیگر مثل اکسید آهن، خاک رس، میکا یا حتی گرافیت (مادهای که در مغز مداد استفاده میشود) ترکیب میشود. این مواد، ناخالصی5 نامیده میشوند.
وقتی سنگ آهک ناخالص تحت فرآیند دگرگونی قرار میگیرد، این ناخالصیها در بین بلورهای کلسیت پخش و کشیده میشوند و رگهها، ابریها و رنگهای زیبای مرمر را ایجاد میکنند. برای مثال:
- اکسید آهن رنگهای صورتی، قرمز یا قهوهای ایجاد میکند.
- سرپانتین (یک کانی سبز) رنگ سبز به مرمر میدهد.
- لیمونیت (اکسید آهن زرد) باعث رنگ زرد یا طلایی میشود.
- گرافیت یا کربن، رگههای خاکستری تیره تا سیاه ایجاد میکند.
پس دفعه بعد که یک صفحه مرمر زیبا با رگههای طلایی دیدید، بدانید که اینها در واقع ردپای مواد معدنی هستند که میلیونها سال پیش در سنگ آهک اولیه گیر افتاده بودند!
مرمر در زندگی ما: از آشپزخانه تا موزه
شما احتمالاً هر روز با سنگ مرمر برخورد میکنید، حتی اگر متوجه نباشید. بیایید به اطراف نگاه کنیم:
۱. در خانه و ساختمانها: بسیاری از کفپوشهای براق و زیبای لابی هتلها، راهپلههای مجلل و حتی پیشخوان آشپزخانهها از جنس مرمر ساخته شدهاند. دلیلش این است که مرمر سطحی صاف، خنک و بسیار زیبا ایجاد میکند که به فضای خانه جلوه خاصی میدهد. البته مرمر در مقابل لک (مثل ریختن آب لیمو) حساس است و باید مراقب بود.
۲. در آثار تاریخی و هنری: مجسمهسازان از دوران باستان عاشق مرمر سفید بودهاند. چون این سنگ به اندازه کافی نرم است که بتوان آن را تراش داد و شکل داد، اما در عین حال آنقدر محکم است که برای قرنها پایدار بماند. مجسمههای معروفی مانند داوید اثر میکلآنژ از مرمر ساخته شدهاند. در ایران نیز از مرمر در ساخت سنگ قبر، حجاری و تزئین بناهای تاریخی مانند مساجد استفاده زیادی شده است.
۳. در صنعت: پودر مرمر خرد شده (که به آن کربنات کلسیم میگویند) در ساخت موادی مثل خمیر دندان، کاغذ، رنگ و حتی به عنوان ماده پرکننده در برخی آدامسها استفاده میشود!
آزمایش ساده: چطور مرمر واقعی را تشخیص دهیم؟
آیا میدانید بسیاری از سنگهایی که در بازار به نام مرمر فروخته میشوند، در واقع سنگهای آهکی یا حتی سنگهای مصنوعی هستند؟ یک آزمایش ساده (البته با اجازه بزرگترها و روی یک تکه کوچک و بیاستفاده) میتواند کمک کند:
آزمایش با سرکه یا آب لیمو: یک قطره سرکه یا آب لیموی تازه (هر دو اسید ضعیف هستند) روی یک قسمت کماهمیت سنگ بریزید. اگر سنگ شروع به حباب زدن و ایجاد کف کرد، به احتمال زیاد از جنس مرمر یا سنگ آهک است. دلیلش این است که اسید با کربنات کلسیم ($CaCO_3$) موجود در سنگ واکنش داده و گاز دیاکسید کربن ($CO_2$) آزاد میکند. سنگهای گرانیت یا کوارتزیت (سنگهای دگرگونی دیگر) با سرکه واکنش نمیدهند.
سوالات رایج درباره سنگ مرمر
- یکنواخت است: ذرات ریز آن به طور یکسان پخش شدهاند، بنابراین هنرمند میتواند آن را در همه جهات به راحتی بتراشد بدون اینکه شکاف بخورد یا خرد شود.
- نیمه شفاف است: نور میتواند تا حدی به درون آن نفوذ کند که به مجسمه حالتی زنده و طبیعی میدهد، انگار از درون میدرخشد.
- سطح آن را میتوان به حداکثر درخشندگی صیقل داد که باعث زیبایی فوقالعاده اثر میشود.
پاورقی
1دگرگونی (Metamorphism): فرآیندی که در آن سنگها در اثر گرما، فشار و سیالات شیمیایی در عمق زمین، بدون ذوب شدن کامل، تغییر میکنند و سنگ جدیدی با ساختار و گاهی ترکیب معدنی متفاوت تشکیل میشود.
2سنگ آهک (Limestone): سنگ رسوبی که عمدتاً از کربنات کلسیم ($CaCO_3$) تشکیل شده و معمولاً از بقایای جانداران دریایی به وجود میآید.
3کلسیت (Calcite): کانی اصلی تشکیلدهنده سنگ آهک و مرمر. فرمول شیمیایی آن کربنات کلسیم ($CaCO_3$) است.
4سنگ مرمر (Marble): سنگ دگرگونی ناشی از دگرگونی سنگ آهک یا دولومیت که عمدتاً از بلورهای کلسیت بازبلور شده تشکیل شده است.
5ناخالصی (Impurity): مواد یا کانیهای دیگری که در کنار ماده اصلی یک سنگ یافت میشوند و بر رنگ و خواص آن تأثیر میگذارند.
