facebook twitter instagram issuu linkedin google+ research gate youtube ustv

Nauka na wyciągnięcie ręki

Obszar nauk humanistycznych
Obszar nauk społecznych
Obszar nauk ścisłych
Obszar nauk przyrodniczych
Obszar nauk technicznych
Obszar sztuki

Nauka i pasja. Irina i Evgeny Gałuskin odkryli pięć nowych minerałów

Badania prowadzone przez: dr Irinę Gałuskin i dr. Evgeny Gałuskin

 

Mineralogia nie straciła na aktualności. Wiedza, której dostarcza znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach nauki i techniki: fizyce, chemii, nauce o materiałach, ekologii itp. Nieprzypadkowo w ostatnich czasach konferencje mineralogiczne często prowadzone są pod hasłem „minerały jako prototypy materiałów przyszłości". Dobrze znanym w Polsce ośrodkiem badań mineralogicznych jest Katedra Geochemii, Mineralogii i Petrografii Wydziału Nauk o Ziemi w Sosnowcu. Od 1990 roku pracuje tu „rodzinny” zespół badawczy – Irina i Evgeny Gałuskin, którzy w ostatnich latach odkryli pięć nowych minerałów.

W zakresie syntezy nowych materiałów człowiek konkuruje z naturą. Statystyka jest po stronie człowieka. Znane jest ponad 350000 syntetycznych związków nieorganicznych. Liczba związków organicznych już dawno przekroczyła milion. Minerałów oficjalnie zatwierdzonych przez Komisję do spraw Nowych Minerałów, Nomenklatury i Klasyfikacji przy Międzynarodowej Asocjacji Mineralogicznej (IMA), według stanu na koniec listopada 2008 roku, było zaledwie 4440. Tym samym znalezienie każdego nowego jest swoistym odkryciem, a imię odkrywcy, który ma niepowtarzalne prawo nadania minerałowi nazwy, trafia do „historii” – baz danych, encyklopedii, podręczników, publikacji naukowych i popularnych.


Może jednak powstać pytanie, po co zajmować się nowymi minerałami, jeżeli możemy syntezować interesujące nas fazy w laboratorium. Tym bardziej, że praca mineraloga często wiąże się z ekspedycjami w trudnodostępne i niebezpieczne miejsca oraz bardzo żmudnymi i kosztownymi badaniami analitycznymi? Jednak pomysłowość przyrody nie zna granic, a jeżeli dodamy do tego czynnik czasu (dziesiątki, setki, tysiące lat powstawania kryształu minerału), to będzie jasne, że obiekty geologiczne mogą być źródłem zupełnie nowych substancji, zarówno pod względem składu, jak i struktury. Co roku znajduje się od 30 do 60 nowych minerałów. Z jednej strony jest to związane z rozwojem aparatury badawczej, z drugiej – z odkryciem lokalizacji z nowymi minerałami.
 

Pierwszy nowy minerał – dowyrenit – krzemian cyrkonu i wapnia z dodatkowymi grupami OH oraz z nowym nieznanym typem struktury o wymiarach 100-200 mikronów – został odkryty przez dr. hab. E. Gałuskina w 2006 roku w skarnach (skała kontaktowa metasomatyczna) związanych z Dowyreńskim Masywem Magmowym, znajdującym się w Północnym Pribajkaliu.
– W tych samych próbkach odkryto następny nowy minerał, podobny do dowyrenitu, w którym są dodatkowe grupy CO3. Nie jesteśmy jednak go w stanie zbadać ze względu na zbyt małe wymiary – mówi dr Gałuskin.

zdjecie

Foto: Agnieszka Sikora

Dr Evgeny Gałuskin prezentuje nowy minerał czegemit

W roku 2006 w próbkach skarnów (ksenolity w skałach wulkanicznych) z Kaukazu Północnego zostały znalezione malutkie (20-30 mikronów) kostkowe kryształy perowskitu cyrkonowego, który został zatwierdzony przez Komisje IMA w 2007 roku pod nazwą lakargiit (od góry Lakargi). Ciekawostką jest, że lakargiit jest analogiem jednej z najbardziej badanych w ostatnich latach substancji syntetycznej CaZrO3, która ma bardzo duże perspektywy zastosowania w różnych dziedzinach technicznych (twarde elektrolity, przewodniki protonowe, ceramika do immobilizacji odpadów promieniotwórczych itp.). Skały zawierające lakargiit okazały się swoistą „złotą żyłą”, gdyż został w nich odkryty kolejny nowy minerał z gromady krzemianów – czegemit (nazwa od rzeki Czegem na Kaukazie), zatwierdzony przez Komisje IMA w listopadzie 2008.


– Interesujące jest to – mówi dr Gałuskin – że czegemit został znaleziony w materiale zebranym w 2007 roku, jako drobne 100-150 mikronowe bezbarwne ziarna.


W 2008 roku, w trakcie badań terenowych przeprowadzonych wspólnie z Instytutem Geologii Złóż Rosyjskiej Akademii Nauk, został znaleziony kolejny ksenolit, w którym czegemit występuje jako minerał skałotwórczy, tworzący kilkudziesięcio centymetrowe agregaty ziaren o barwie różowej. Nowe minerały o tak dużych rozmiarach znajduje się wyjątkowo rzadko.
 

– Samo znalezisko to jeszcze za mało – mówi E. Gałuskin. – Konieczne są badania, najpierw wstępne, potwierdzające, że naukowiec rzeczywiście znalazł coś zupełnie nowego. Zdarza się bowiem, że „nowy” minerał jest zrostem lub mieszanką już znanych faz mineralnych. Następny etap to badania bardziej specjalistyczne, pozwalające na szczegółowy opis nowości. O ile znalezisko może być wynikiem samodzielnych poszukiwań geologa, to badania minerału, jako ciała stałego są udziałem zespołu lub zespołów badaczy różnych dziedzin. Współpracujemy z zespołem kilkunastu osób z różnych krajów, m.in. z Instytutem Geologii Złóż Rosyjskiej Akademii Nauk, konkretnie z prof. Nikolaiem Percewym oraz dr. Viktorem Gazeewym. Ten ostatni w 1984 roku w trakcie zdjęć geologicznych na Kaukazie znalazł skały, w których zostały znalezione lakargiit i chegemit. W trakcie badań nowych minerałów istotne jest, aby wydzielić monokryształ, czyli pojedynczy kryształ, który nadaje się do dokładniejszego badania struktury z zastosowaniem metod dyfrakcyjnych oraz za pomocą metod spektroskopii molekularnej. Badania strukturalne przeprowadzamy albo z prof. Thomasem Armbrusterem z Instytutu Nauk Geologicznych Uniwersytetu w Bernie, albo z dr. Antonim Winiarskim, dr. hab. Joachimem Kuszem i dr. hab. Romanem Wrzalikiem z Instytutu Fizyki naszego Uniwersytetu. Badania składu przy pomocy mikrosondy rentgenowskiej wykonuje dr Piotr Dzierżanowski z Instytutu Geochemii, Mineralogii i Petrologii Uniwersytetu Warszawskiego. Komisja IMA wymaga opisania nowego minerału przez odkrywcę w czasopiśmie naukowym w ciągu dwóch lat od jego zatwierdzenia. W przeciwnym razie może ona zatwierdzenie nowości cofnąć.
 

Pasję odkrywcy Evgeny Gałuskin dzieli z żoną Iriną, która specjalizuje się w minerałach grupy granatu. Zalazła ona aż trzy nowe minerały z tej grupy: granat skandowy (Wiluj, Jakucja) oraz granat cynowy i granat uranowy (Kaukaz). Takiego odkrycia nie dokonał chyba nikt w ciągu ostatnich 200 lat. – Małe wymiary mocno utrudniają wszechstronne badania tych granatów i zgłoszenia ich jako nowych minerałów do Komisji IMA, ale wszystko jest na dobrej drodze – podkreśla dr Irina Galuskina. – Najbardziej spektakularnym odkryciem jest granat uranowy, zawierający do 27 wag.% UO3. Do tego czasu w granatach notowano wyłącznie zawartości UO3 < 0.1% wag. Naturalny granat uranowy (wiek skal 2.5-2.7 mln lat) jest doskonałym prototypem do stworzenia ceramik granatowych do immobilizacji odpadów promieniotwórczych.

zdjecie

Foto: Archiwum I i E. Gałuskinów

W górach Kaukazu


Dr Irina Galuskina, która jest współautorem dowyrenitu, lakargiitu, czegemitu, jest również odkrywcą minerału kumtiubeitu, zawierającego fluor krzemianu wapnia (nazwa minerału pochodzi od płaskowyżu wulkanicznego – Kum-Tiube, Kaukaz) oraz minerału „percewitu-OH” (Góry Czerskiego, Jakucja). Kumtiubeit został zatwierdzony przez Komisję IMA na początku grudnia 2008 roku i pochodzi z tych samych skarnów, w których wcześniej opisano lakargiit, czegemit. „Percewit- OH” (minerał w trakcie rozpatrywania przez Komisję IMA) jest hydroksylowym analogiem percewitu, który w 2003 roku odkrył prof. Werner Schreyer z Uniwersytetu w Bochum w Niemczech. Otrzymał on nazwę od nazwiska prof. N. Percewa.
– Mineralogia jest nauką niesamowitą – mówi dr E. Gałuskin. – Najpierw praca w terenie, zazwyczaj w trudnych warunkach. W naszym przypadku, są to wysokie góry Kaukazu, Sajanu Wschodniego lub syberyjska tajga za kołem polarnym. Niekiedy w terenie główną rolą naukowca jest rola tragarza – przetransportować jak najwięcej zebranych okazów.
Po powrocie na Wydział zmieniają się w chemików i fizyków i badają swoje minerały z zastosowaniem różnych metod. Pamiętają jednak zawsze, że minerały podobnie jak organizmy żywe mają swoją historię życia, która jest zapisana w ich cechach i właściwościach. - Wszechstronne zbadanie nowego minerału oraz określenie jego genezy jest naszym głównym celem, który bez dobrego zespołu badawczego nie może być osiągnięty. Jednak nikt nam nie odbierze niepowtarzalnego uczucia – mówi dr E. Gałuskin – kiedy na samym początku badań stwierdzamy, że mamy nowy minerał i jesteśmy naprawdę PIERWSI! Nowy minerał jest dobrym materiałem do publikacji w czasopismach naukowych z tak zwanej najwyższej półki oraz okazją do reklamy w świecie naszego Uniwersytetu i Wydziału.

Iwona Kolasińska

Artykuł ukazał się w „Gazecie Uniwersyteckiej UŚ" nr 14 (164)/ 2009

 

Skróty

Biuletyn Informacji Publicznej
Copyright © 2001-2018
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wszelkie prawa zastrzeżone.