석화 작용

Petrifaction
기타 용도는 페트리액션(동음이의)을 참조하십시오.
석화된 숲 국립공원에서 볼 수 있는 석화작용을 거친 나무 유골

In geology, petrifaction or petrification (from Ancient Greek πέτρα (pétra) 'rock, stone') is the process by which organic material becomes a fossil through the replacement of the original material and the filling of the original pore spaces with minerals.석화된 나무는 이 과정을 상징하지만, 박테리아에서 척추 동물에 이르기까지 모든 유기체는 석화된 상태가 될 수 있다.석회화 작용은 두 가지 유사한 프로세스, 즉 영구화 및 치환 과정을 통해 발생합니다.이러한 과정은 현미경 [1]수준과 유사한 원본 표본의 복제를 만듭니다.

과정

영구화

주요 기사:영구화

석회화와 관련된 과정 중 하나는 영구석회화이다.이 과정을 통해 만들어진 화석은 표본의 원료를 다량 포함하고 있는 경향이 있다.이 과정은 용해된 광물(가장 일반적으로 석영, 석회석, 아파타이트(인산칼슘), 사이더라이트(탄산철), 황철석)[2]를 포함한 지하수가 표본의 모공 공간과 공동, 특히 뼈, 껍질 또는 [3]나무를 채울 때 발생합니다.이러한 미네랄이 물 밖으로 침전될 때 유기체 조직의 모공은 채워진다.영구석회화의 두 가지 일반적인 유형은 규화와 열석회화이다.

규화

주요 기사:규화

규화는 유기물이 실리카로 포화되는 과정이다.실리카의 일반적인 공급원은 화산 물질이다.이 과정에서 대부분의 원래 유기물이 [4][5]파괴된다는 연구결과가 나왔다.규화는 표본이 삼각주와 범람원의 퇴적물에 묻히거나 유기체가 화산재에 묻히는 두 가지 환경에서 가장 자주 발생한다.물은 존재하는 산소의 양을 줄여 곰팡이에 의한 유기체의 변질을 줄이고, 유기체의 형태를 유지하며, 실리카의 운반과 퇴적을 가능하게 하기 때문에 규화가 일어나려면 존재해야 한다.공정은 시료에 실리카 수용액이 스며들면서 시작된다.시료의 세포벽은 점차 용해되어 빈 공간에 실리카가 퇴적된다.목재 시료에서는 공정 진행에 따라 나무의 두 성분인 셀룰로오스 및 리그닌이 분해되어 실리카로 대체된다.물이 없어지면 시료가 돌로 변한다.규화가 일어나려면 지열조건은 중성~약산성[6] pH와 얕은 퇴적환경과 유사한 온도와 압력을 포함해야 한다.이상적인 자연 조건 하에서 규화는 인공 [7]석화에 근접하는 속도로 발생할 수 있다.

피라이트화

열석화는 규화와 유사한 과정이지만, 대신 유기체의 모공과 공동에 철분과 유황이 침착되는 것을 포함합니다.열석화는 보존된 연조직뿐만 아니라 고형화석도 야기할 수 있다.해양환경에서 황화철을 고농도로 함유한 퇴적물에 유기체가 매장될 때 황화철은 발생한다.유기체는 부패할 때 주변의 물에 용해된 철분과 반응하는 황화물을 방출한다.철과 황화물 사이의 이 반응은 황산염을 형성한다2.그 후 주변의 물 중 고농도의 황철광과 저농도의 탄산염에 의해 유기체의 탄산껍질 재료를 황철광으로 치환한다.황토화는 점토 [3]환경의 식물에서 덜 일어난다.

교환

석회화와 관련된 두 번째 과정인 치환은 용해된 광물을 포함한 물이 유기체의 원래 고체 물질을 녹여 광물로 대체될 때 일어난다.이것은 유기체의 미세한 구조를 복제하면서 매우 느리게 일어날 수 있다.공정 속도가 느릴수록 미세 구조가 더 잘 정의됩니다.대체에 일반적으로 관여하는 미네랄은 석회암, 실리카, 황철광,[3] 헤마타이트입니다.(영구석화와 조합된 것과는 대조적으로) 치환만으로 보존된 생물 유적은 거의 발견되지 않지만, 이 화석들은 더 [8][unreliable fringe source?]상세한 경향이 있기 때문에 고생물학에서 중요한 의미를 가진다.

사용하다

화석들은 석화작용 과정을 통해 고생물학 연구에 사용될 뿐만 아니라 장식적인 것과 유익한 것으로도 사용되었다.석화된 목재는 여러 가지 방법으로 사용된다.석화된 나무판자를 테이블 상판으로 만들 수도 있고, 판자 자체를 장식적으로 전시할 수도 있다.또한, 더 큰 나무 조각들이 싱크대와 대야에 새겨졌습니다.다른 큰 조각들도 의자나 의자로 만들 수 있다.석화된 나무와 다른 석화된 유기체들은 보석, 조각, 시계 만들기, 재떨이와 과일 그릇, 그리고 풍경과 정원 장식에도 사용되어 왔다.

아키텍처

석화된 목재는 건축에도 사용되어 왔다.콜로라도의 메인 세인트 라마에 위치한 석화 목재 [9]주유소는 1932년에 지어졌으며 석화 목재 조각으로 지어진 벽과 바닥으로 구성되어 있다.W.G. Brown에 의해 지어진 이 건물은 그 후 사무실 공간과 중고차 [10]판매소로 개조되었다.텍사스의 글렌 로즈는 화석화된 목재를 건축에 사용하는 더 많은 예를 제공한다.1920년대부터 텍사스 소머벨 카운티의 농부들은 석화된 나무들을 발견하기 시작했다.그 후 지역 장인과 석공들이 이 석화된 나무로 65개 이상의 건축물을 지었는데, 그 중 45개는 2009년 6월 현재 여전히 서 있습니다.이러한 구조물은 주유소, 화단, 오두막, 식당, 분수,[11] 문기둥을 포함한다.텍사스주 글렌로즈는 공룡 계곡 주립 공원과 백악기의 공룡 발자국 화석을 [12]볼 수 있는 글렌로즈 층으로도 유명하다.건축에 석화된 목재를 사용한 또 다른 예는 애리조나 주 석화된 숲 국립공원에 있는 아가테 하우스 푸에블로입니다.약 990년 전 푸에블로 조상들에 의해 지어진 이 8개의 방은 거의 전체가 돌로 된 나무로 지어졌으며 가족의 집이나 의식장으로 [13]사용되었다고 여겨진다.

인공 석회화

2005년 PNNL의 과학자들은 목재 표본을 인공적으로 석화시키는 데 성공했다고 보고했다.그러나 천연 석화와 달리 시료를 산성 용액에 침투시켜 내부에 티타늄과 탄소를 확산시킨 후 불활성 분위기에서 고온 오븐(약 1400°C)에서 소성함으로써 목재의 초기 구조를 그대로 보여주는 인공 세라믹 매트릭스 복합체를 만들었다.향후 이러한 인공 석화 목재 세라믹 재료는 공구 산업에서 금속 기반 초합금(초경질 세라믹으로 코팅됨)을 대체하게 될 것입니다.다른 식물성 물질도 비슷한 공정으로 처리되어 연마 [14]가루를 만들 수 있다.과학자들은 지롤라모 세가토가 인간의 유골을 "화석화"했다고 주장했던 18세기 초에 유기체를 인공적으로 석화시키려고 시도했다.그의 방법들은 사라졌지만, 그의 "작품들"의 대부분은 이탈리아 [15]피렌체에 있는 해부학 박물관에 전시되어 있다.보다 최근의 시도는 성공적이고 문서화되었지만, 반강석작용 또는 불완전 석화작용으로 간주되거나 적어도 목재 재료가 일정 정도 남아 있기 때문에 새로운 유형의 목재 복합체를 생산하는 것으로 간주되어야 한다. 목재 성분(셀룰로오스, 리그닌, 리그난, 올레오레린 등)은 실리로 대체되지 않았다.단, 알루미늄 규산염의 특수 제조 산성 용액에 의해 침윤되어 목재 내에서 규산염 매트릭스를 형성하고 일정 시간 동안 용액 또는 열처리를 통해 더 빠른 결과를 얻을 수 있도록 방치된 후 규산염 매트릭스를 형성합니다.코네티컷주 그리니치의 해밀턴 힉스는 1986년 [16]미국 특허 4,612,050호에 따라 나무의 신속한 인공 석화작용에 대한 '레시피' 특허를 받았다.힉스의 레시피는 고도로 미네랄화된 물과 pH 4.0-5.5의 희석산과 결합된 규산나트륨 용액으로 구성되어 있다.목재 샘플은 용액의 반복적인 침수와 적용을 통해 이 광물 용액에 침투한다.이러한 방법으로 처리된 목재는 특허의 주장에 따르면 연소할 수 없으며, 석화된 목재의 특성을 획득한다.힉스가 제안한 이 제품의 사용법으로는 [17]무독성 재료로 만들어진 내화 마굿간을 원하는 말 사육업자가 사용하는 방법이 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Cedric Mims (21 October 2014). When We Die: The Science, Culture, and Rituals of Death. St. Martin's. p. 190. ISBN 978-1-4668-8385-7.
  2. ^ Babcock, Loren. "Permineralization". Access Science Encyclopedia. McGraw-Hill. Retrieved 29 March 2012.
  3. ^ a b c Perkins, Rogers. "Fossilization: How Do Fossils Form". Fossil Museum. Retrieved Feb 15, 2012.
  4. ^ Sigleo, Anne (1978). "Organic geochemistry of silicified wood, Petrified Forest National Park, Arizona". Geochimica et Cosmochimica Acta. Arizona. 42 (9): 1397–1405. Bibcode:1978GeCoA..42.1397S. doi:10.1016/0016-7037(78)90045-5.
  5. ^ Mustoe, G (2008). Mineralogy and geochemistry of late Eocene silicified wood from Florissant Fossil Beds National Monument, Colorado. Geological Society of America. pp. 127–140.
  6. ^ Leo, R.F.; Barghoorn, E.S. (1976). Silicification of Wood. Harvard University. p. 27.
  7. ^ Viney, Mike. "Permineralization". The Petrified Wood Museum.
  8. ^ "How Does Wood Petrify?". National Computational Science in Education. Archived from the original on 17 April 2012. Retrieved 4 April 2012.
  9. ^ "Petrified Wood Gas Station". Google Maps. August 13, 2018.
  10. ^ Kirby, Doug; Ken Smith; Mike Wilkins. "Petrified Wood Gas Station". Roadside America. Retrieved 3 April 2012.
  11. ^ Saltarelli, Mary G. (June 2009). "Irreplaceable Works of Art". Texas Co-op Power Magazine (June 2009). Retrieved 3 April 2012.
  12. ^ Kuban, Glen J. "Dinosaur Valley State Park". Retrieved 3 April 2012.
  13. ^ "Agate House". U.S. Department of the Interior. National Park Service. Retrieved 4 April 2012.
  14. ^ "Process Engineering Petrified wood yields super ceramics". Chemical Processing. 2005-07-25. Retrieved 2016-09-10.
  15. ^ Orlandini, G.E.; Tempestini R.; Lippi D.; Paternostro F.; Zecchi-Orlandini S.; Villari N. (January 2007). "Bodies of stone: Girolamo Segato (1792-1836)". Italian Journal of Anatomy and Embryology. 112 (1): 13–18. PMID 17580656.
  16. ^ "Sodium silicate composition" (PDF). Freepatentsonline.com. Retrieved 2016-09-10.
  17. ^ Mike Viney. "Petrified Wood : The Silicification of Wood by Permineralization" (PDF). Petrifiedwoodmuseum.org. Retrieved 2016-09-10.