Aktuální číslo:

2018/7

Téma měsíce:

Co kdyby…

Katodová luminiscence

Čtení zápisu z dob vzniku horniny
 |  17. 3. 2005
 |  Vesmír 84, 142, 2005/3

I obyčejný kámen nalezený na poli může být pro geologa cenným zdrojem informací, má v sobě záznam o procesech, které se podílely na jeho vzniku. Hornina je vlastně obdobou černé skříňky – jsou v ní „zapsány“ události, jimiž prošla během své existence. Ta trvala v některých případech desítky milionů či miliardy let. Úkolem petrologa (z lat. petra – skála) je celý tento záznam přečíst. Každá hornina ale není snadno čitelná, a proto si petrologové pomáhají řadou chemických a fyzikálních metod. Jednou z nich je katodová luminiscence.

Tímto termínem se označuje emise viditelného světla vyvolaná dopadem urychlených elektronů na horninu či minerál. Intenzita emitovaného světla je závislá především na koncentraci aktivátorů – atomů, jejichž přítomnost ve struktuře studovaného materiálu luminiscenci vyvolává. K nim patří například atomy manganu a prvků vzácných zemin (jiné prvky, zejména dvojmocné železo, naopak luminiscenci tlumí).

Kromě emise viditelného světla lze po dopadu urychlených elektronů na horninu sledovat a analyzovat řadu dalších jevů přinášejících informace o studovaném materiálu, například odraz elektronů či rentgenové záření.

Jak se hornina pomocí katodové luminiscence zkoumá? Nejprve se z ní vyřízne destička o tloušťce 0,03 mm a vyleští se. Je průhledná a lze ji studovat s využitím klasického optického polarizačního mikroskopu (viz např. Vesmír 74, 638, 1995/11 a přílohu Vesmíru 2004/3 Mikroskopie dnes). Jestliže je povrch vzorku vystaven ve vakuu proudu urychlených elektronů, je emitováno viditelné světlo, které můžeme nejen pozorovat, ale také fotografovat, popřípadě podrobit spektrální analýze. Zatímco pozorování v klasickém mikroskopu přináší informace zejména o barvě, indexu lomu a dalších optických vlastnostech vzorku, pozorování s využitím katodové luminiscence přináší informace o přítomnosti, rozmístění a dalších vlastnostech aktivátorů. Kombinací obou typů pozorování lze často dokumentovat struktury, které vznikaly v důsledku jednotlivých procesů podílejících se na genezi horniny. Takto pozorované struktury je pak možno analyzovat na elektronové mikrosondě a pomocí analýz určit například teplotu, při které hornina krystalizovala – zjistit dejme tomu teplotu lávy z vulkánu starého několik set milionů let.

Zmínili jsme možnost „přečíst minulost“ horniny, ale stejně dobře lze katodovou luminiscenci v geologii využít ke studiu změn v nedávné minulosti nebo současnosti, způsobených vulkanickou činností aj.

Obrázky

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Geologie

O autorech

Jaromír Leichmann

Filip Jelínek

Doporučujeme

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Ondřej Vrtiška  |  16. 7. 2018
Manželé Hana a Dalimil Dvořákovi se seznámili v laboratoři. A nebylo to naposledy, co zaujetí pro organickou chemii ovlivnilo jejich životy i mimo...
Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

John Smellie  |  16. 7. 2018
Antarktida je rozlehlá pustina pokrytá největším ledovým příkrovem světa, který obsahuje asi 90 % globálních zásob sladké vody. Funguje jako obří...
Ztracený potápník

Ztracený potápník uzamčeno

Josef Lhotský  |  16. 7. 2018
„Konference jsou od toho, abys tam navazoval styky a chlastal,“ řekl mi kdysi… — Povídka proplétající osudy tří velkých postav biologie.

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné