Když vezmete do ruky silný neodymový magnet a začnete ho přikládat ke kamenům z výletu, štěrku na zahradě nebo ke skalám na hřebenech hor, možná vás něco překvapí. Magnet na nich někdy drží. Jak je to možné? A jsou skalní Železné věže opravdu ze železa? Zjistěte v prvním díle série o magnetických kamenech.
Co jsou magnetické kameny? Kromě oblíbené hračky z hračkárny mohou být i přírodní kameny opravdu magnetické.
Přírodní kameny mohou být magnetické více způsoby. Zaprvé můžete najít kámen, na kterém magnet drží – ten v sobě ukrývá drobná zrnka minerálů, která na magnetické pole silně reagují, například magnetit.
Druhý a mnohem vzácnější typ je kámen, který sám od sebe přitahuje železné předměty nebo třeba malé hřebíky. Takovému přirozeně zmagnetovanému kameni se říká magnetovec neboli lodestone.
Vydali jsme se do terénu, abychom si to ověřili na vlastní magnet. Geologické pátrání začíná.
Jak je možné, že některé kameny reagují na magnet výrazně, zatímco na jiných – ač vypadají jako zrezivělý kus železa – nedrží ani velice silné neodymové magnety? Pojďme to rozluštit.
Obsahují rezavé skály železo?
Když se procházíte skalními městy České republiky, na několika místech objevíte útvary, které vypadají jako odlité z masivního železa.
Mívají tmavě hnědou, rezavou, někdy až tmavě hnědou či téměř černou barvu, tvoří podivné peceny, desky nebo celé skalní věže.
Jedním z takových míst je lokalita v Příhrazských skalách, v Českém ráji, s názvy skal Železné věže, Malá železná věž nebo třeba Ocelové město.
Pohled na ně přímo svádí k myšlence, že tu příroda na jedno místo nahromadila obrovské množství železné rudy. A názvy skalních věží tomu odpovídají.
Vytáhli jsme z kapsy silný „neodym“a přiložili jej přímo k té nejrezavější krustě. Ale místo toho, aby se magnet k železné skále přicvakl, stalo se něco nečekaného.
Magnet sklouzl dolů a na skále neudržel ani sám sebe. Jak je možné, že kámen, který vypadá jako zrezivělý kus oceli, na silné magnetické pole vůbec nereagoval?
Není rez jako rez
Důvodem červeného, hnědého a rezavého zbarvení pískovců je opravdu obsah železa. Před miliony let protékala hluboko pod zemí podzemní voda bohatá na rozpustné sloučeniny železa. Ta prosakovala póry v pískovci a v místech s přístupem kyslíku se železo začalo srážet do neuvěřitelně tvrdého tmelu.
Vznikly tak známé železité inkrustace v podobě limonitových kůr, trubek a desek. Když pak okolní měkčí pískovec v průběhu věků podlehl větrání a dešti, tyto odolné limonitové konstrukce zůstaly v krajině stát jako samostatné skalní věže.
Jenže v přírodě neplatí jednoduchá úvaha, že co obsahuje železo, k tomu se musí přitahovat magnet. Železo se totiž v horninách vyskytuje v různých chemických sloučeninách a krystalických strukturách. A právě na konkrétní formě závisí, jak bude magnet v blízkosti rezavé skály reagovat.
Tajemství nemagnetické železné rzi
V rezavých kůrách pískovců dominují dva hlavní železité minerály: hnědý limonit FeO(OH) · nH₂O – směs hydratovaných oxidů a hydroxidů železa, a červený hematit Fe₂O₃.
Oba obsahují vysoký podíl železa, ale z fyzikálního hlediska se chovají jinak než čistý kov.
V jejich krystalové mřížce jsou magnetické momenty sousedních iontů uspořádané proti sobě, takže se navzájem vyrušují. Jejich magnetická odezva je za běžných podmínek mnohem slabší než například u magnetitu, takže ji silný neodymový magnet při běžném pokusu zpravidla vůbec neodhalí a nijak nereaguje.
Před vámi tak na skále může být těžký, tmavý kus limonitové krusty plný železa, a přesto se na něm ani silný neodymový magnet neudrží.
Černá, tmavě hnědá nebo kovově rezavá barva v nás podvědomě evokuje železnou rudu a magnetismus. Zvětralé kůry na povrchu pískovců ale magnetismus jen připomínají a fungují tak jako dokonalá iluze.
Pískovcová skalní města, byť mají skály v názvech železo nebo ocel, jsou tak z magnetického hlediska zcela pasivní.
Může vás zajímat: Co je permanentní magnet? Od kamene po high-tech
Těžili lidé ze skal železo?
Pokud limonitové kůry obsahují tolik železa, že vytvářejí celé povrchy skalních věží, nabízí se otázka, zda tyto skály lidé v minulosti nevyužívali jako zdroj kovu.
I když naši předkové na některých místech v Česku limonit, takzvaný hnědel, skutečně těžili a tavili v dýmačkách, pískovcové inkrustace z Českého ráje se jako ruda neosvědčily.
Železo je v nich totiž pevně promíchané s obrovským množstvím křemenného písku. Pro historické hutníky by bylo oddělení čistého kovu z takového kamene příliš pracné a výtěžnost malá.
Tmavé limonitové věže tak zůstaly ušetřené těžbě a dodnes slouží jako přírodní ukázka toho, co dokáže chemie podzemních vod.
Ale i na skále magnet může držet!
Pokud chceme v krajině najít skálu, na které bude neodymový magnet držet vlastní vahou, je potřeba se poohlédnout po jiném typu horniny. A nemusíme ani chodit daleko. V příštím díle seriálku o magnetických kamenech se vypravíme na třetihorní sopky.
Zatím prozkoumejte i další magnetické zajímavosti.
