Aktuální číslo:

2022/7

Téma měsíce:

Rovnováha

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

Podařilo se obnovit známky života u hodinu mrtvého prasete

Podařilo se obnovit známky života u hodinu mrtvého prasete audio

Jaroslav Petr  |  11. 8. 2022
Po experimentu, který částečně obnovil životní pochody v mozku odebraném před několika hodinami praseti, přichází tým z Yaleovy univerzity s...
„Méně jíst a více cvičit!“

„Méně jíst a více cvičit!“ uzamčeno

Adam Obr  |  12. 7. 2022
Tuto radu dostal prakticky každý, kdo se někdy ve svém životě rozhodl zhubnout. Snížit „aspoň o dvě kila“ hmotnost svých tukových zásob...
Spolupráce s Ruskem po 24. únoru 2022

Spolupráce s Ruskem po 24. únoru 2022 uzamčeno

Vladimír Wagner  |  11. 7. 2022
Ruská invaze dopadá i na vědeckou spolupráci, mnohé z mezinárodních projektů byly po invazi zrušeny nebo jsou významně ohroženy. Zmínit lze třeba...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné