Дендриты и симобасира
Чудо природы - коварство и сила,
Это не просто зелёный цветок,
Каменной розой стволы напоило,
Лёгкий, цветной, тугой стебелёк
(Светлана Леонтьева и Я)
Железные цветы можно увидеть в горах Чехии в пластах железной руды. Раньше думали, что это окаменевшие растения и мох, которые выросли на каменной пластинке. (1)Такие растения часто имеют вид ветвистой белоснежной массы из нежных сплетений тонких стебельков, которые извиваются и переплетаются в ломкую постройку.
Такие "цветы" очень похожи на выросшее в нормальных условиях растение, но ничего общего с растениями не имеют.
Они растут из водных растворов в железных рудниках. Но в пластах железной руды могут вырастать не только цветы, но и веточки сказочных деревьев. Эти образования благодаря своему сходству с растением получили название дендритов - "деревца". Их очень часто можно найти при раскалывании горных пород.
Колешь, колешь - и неожиданно между двумя слоями вырисовывается тончайший рисунок нежных веточек - жёлтых, красных или чёрных. Часто они бывают одновременно нескольких тонов, как бы растущих из одного корня или из какой-либо одной жилки. (2)
Рисунок нежных веточек
На камне, на руде,
Как лучики, как светочи -
Цветы - они везде.
(стихи автора)
Очень часто на известняке, граните, сланце или других породах и минералах в Крыму тоже можно найти "отпечатки" растений, образующих эффектные картины и узоры, соперничающие по красоте и точности линий лучшими образцами графики или с произведениями искусной вышивки. Однако на смену чувству восхищения природным узором приходит удивление, смешанное с разочарованием, когда специалисты, взглянув на выявленное чудо, сухо говорят:
"Это вовсе не отпечатки растений, а дендриты".(3)
Впрочем, хороший образец с дендритом вовсе не повод для разочарований, ведь подобные творения природы украшают как домашние коллекции, так и лучшие музейные собрания.
Что же такое дендриты и как они образуются?
Дендрит (от лат. dendron - дерево) - разветвлённый отросток нейрона, который получает информацию через химические (или электрические) синапсы от аксонов (или дендритов и сомы) других нейронов и передаёт её через электрический сигнал телу нейрона (перикариону), из которого вырастает. Термин "дендрит" ввёл в научный оборот швейцарский ученый В. Гис (4) в 1889 году.
Нейрон или нервная клетка (от др.греч. волокно, нерв) - структурно-функциональная единица нервной системы. Нейрон - электрически возбудимая клетка, которая предназначена для приёма извне, обработки, хранения, передачи и вывода вовне информации с помощью электрических и химических сигналов.
Типичный нейрон состоит из тела клетки, дендритов и одного аксона. Нейроны могут соединяться один с другим, формируя нервные сети.
Любой материал можно выращивать, если он имеет кристаллическую структуру, всё в природе пронизано такими структурами. Как нервная система живых существ, так и космос с его звездами в целом - это всё нейронная сеть, через которую передается информация.
Современная наука определяет дендрит как "сложнокристаллические образования древовидной ветвящийся структуры", "минеральные агрегаты древовидной формы".
Дендриты образуются в трещинах горных пород или в вязком, ещё не затвердевшем веществе.
Процесс образования дендрита принято называть дендритным ростом, так как он очень похожий на рост настоящего дерева.
В качестве примеров роста кристаллов дендритов можно привести ледяные узоры на оконном стекле…
К трёхмерным дендритам относятся чрезвычайно эффектные образцы самородного золота, серебра, меди, похожие на ветвящиеся кораллы.
В зонах окисления рудных месторождений так кристаллизуется самородная медь, которая огибает повороты и препятствия в трещинах.
Так же получаются живописные окислы марганца в тонких трещинах, когда диоксид марганца (пиролюзит) в стеснённых условиях и при перепадах температуры в процессе роста расщепляется на множество отдельных ветвей.(5) Причём рост происходит в направлении питающего раствора. Кажется, что подобно дереву, кристалл тянется к источнику энергии, приспосабливаясь к условиям, огибает препятствия. Подобные наблюдения в XVIII веке служили благодатной почвой для размышлений учёных мужей о сходстве растительного и минерального миров.
В трещинах горных пород растут двухмерные дендриты. Именно их часто и путают с отпечатками растений. Да и как неподготовленному человеку не спутать, когда перед ним отчётливо видны стебли, отростки, листики, хвоя.
Самый надежный способ не поддаться обману - внимательно присмотреться к находке. На листьях, как правило, видны жилки, снабжающие лист водой, солями, тем самым они выполняют функцию, сравнимую с кровеносной системой у человека.
Жилки на листе бывают сетчатыми, дуговидными, параллельными, переисто-петлевидными, пальчато-ветвистыми и веерными, как у дерева гинго билоба. (6) Ничего подобного у дендритов нет, однако, надо признать, что отдельные экземпляры дендритов могут ввести в заблуждение даже людей, интересующихся наукой.
Таковы знаменитые моховые агаты.
Дендриты в них бывают невероятно похожими на талломы мхов или водоросли.
Таллом или слоевище, - ботанический термин, применяемый для обозначения одноклеточного, многоклеточного или не дифференцированного на клетки тела водорослей, грибов, лишайников и некоторых печёночных мхов.
Моховой агат - одна из природных разновидностей кремнезёма, представляет собой скрытокристаллический агрегат халцедона и кварца тонкозернистой текстуры с древовидными включениями других минералов.
Халцедон - полупрозрачный минерал, скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность кварца. Полупрозрачен или просвечивает в краях, цвет самый разный, чаще от белого до медово-жёлтого.
Трёхмерные дендриты растут в пустотах горных пород. Появление трёхмерных узоров на моховых агатах объясняется просто: когда-то расплавленное вещество было вязким, словно желе, что создавало условие для роста в нём дендритов.
Дендриты образуются в металлических расплавах. Если расплавы долго остывают в них появляются крупные дендриты. В случае быстрого остывания, они получаются мелкими. Самый крупный дендрит, полученный в результате плавки, достигает 39 сантиметров в высоту и весит почти 3,5 килограмма. Его назвали в честь выдающегося ученого, металлурга, одного из основоположников металлографии Дмитрия Константиновича Чернова.(7)
Однако, чтобы увидеть дендриты, вовсе не обязательно отправляться в дальний поход, обследовать отложения горных пород, бить по ним тяжёлым геологическим молотком или посещать плавильных цех. Иногда стоит просто дождаться мороза зимой.
Когда наступают сильные морозы, на окнах появляются красивые узоры. Это тоже дендриты! Они растут при высокой влажности, когда охлаждение поверхности стекла начинается ещё при положительных температурах. Покрывающая стекло тоненькой пленкой вода при замерзании начинает кристаллизоваться и формировать дендриты. Центрами кристаллизации в таком случае служат микротрещины, всевозможные дефекты стекла, на которые мы зачастую не обращаем внимания. Интересно, что снизу дендриты больше, так как под действием силы тяжести вода стекает, а в верхней части стела ее меньше, а значит, и дендриты тоньше и изящнее.
Бьют часы. Бегут мгновенья.
Вечер вспыхнул и погас.
И настойчивы мученья
В этот поздний горький час.
Луч Луны кладет узоры
На морозное стекло.
Сердца трепетные взоры
Ищут правды, видят зло.
Нет отрады, нет привета
Вне Земли и на Земле,
В царстве солнечного света,
И в холодной лунной мгле.
Мир молчит, а сердце внемлет,
Мчатся годы и века,
Не заснет и не задремлет
Неустанная тоска.
В Небесах плывут Светила
Безутешной чередой,
И бессменно и уныло
Тучи стелются грядой.
Зло с добром, печаль с мечтою
Нераздельная семья,
И бесцельной Красотою
Вспыхнул светоч Бытия.
И как будто кто-то тонет
В этой бездне мировой,
Кто-то плачет, кто-то стонет
Полумертвый, но живой.
И бегут, бегут мгновенья,
Новый вечер вновь погас,
И настойчивы мученья
В этот поздний горький час.
И напрасно ищут взоры
Разгадать добро и зло.
И Луна кладет узоры
На морозное стекло.
(Константин Бальмонт)
Ледяные стебельки редко стоят поодиночке. Обыкновенно несколько стебельков срастаются вместе в столбик и поднимают небольшие камешки гальки над землёй.
Под более крупными камнями, до 12-15 сантиметров в диаметре, кристаллики не срастаются в группы, а располагаются сплошным бордюром по краям камня. По-видимому у растущих игл не хватает силы поднять такой камень с поверхности земли и они поднимают его только с одного края.
Часто такое явление встречается в Японии. Там такой лёд называют "симобасира", что в переводе означает "бруски инея", "промёрзшая земля", "ледяные иглы".
Можно написать на эту тему Хайку - стих японской поэзии:
"При каждом шаге ледяные "иглы", словно тонкий ледок на земле
с хрустом ломается под ногами". (8)
Мелкие, тонкие, казалось бы ничтожные иголочки льда все вместе, сообща, совершают значительную работу постепенного перемещения галек. Поднимая их на своих головках, кристаллики утром при таянии слегка изгибаются навстречу солнцу. Галька не падает уже на то место, откуда её поднял лёд.
Так понемногу, день за днём, кристаллики сортируют почву, на которой они вырастают. Они поднимают части почвы и передвигают их по глинистой поверхности площадок к востоку.
Почему же образуются эти ледяные стебельки? На этот вопрос есть много ответов, но ни один из них не описывает полностью это странное, но красивое явление. Этот совершенно особый рост минералов протекает или в тоненьких трещинах между двумя слоями породы, или ещё не вполне окаменевшей среде железообразного вещества, в которое неожиданно попали железистые растворы.
Некоторым учёным удалось с замечательным искусством вырастить в лаборатории такое растение: помещая в желатин или клеевое вещество капли посторонних растений. Нечто похожее можем наблюдать и мы с вами, капая молоко на поверхность полузастывшего киселя.
И в Индии найдены "моховые агаты". Они имеют вид веточек бурых, зелёных и красных веществ. Такие наросты образуют сложные и затейливые "леса", заросли трав, кустов, деревьев. Эти заросли очень сильно напоминают причудливые заросли морского дна.
Как часто эти образования признавали за некогда существовавшие растения. Сколько ошибочных выводов было сделано даже крупными учёными. Только во второй половине XX века, когда точные опыты повторили эти образования в лаборатории, восторжествовало правильное их объяснение.
Конечно, это не значит, что не существует настоящих окаменевших растений - деревьев, листьев корней или плодов, вещество которых было постепенно и медленно замещено минеральными растворами. Но в случае с металлическими и каменными цветами природа оказалась не менее изобретательна.
Растекается акварелью
Гладкий жемчуг прозрачных рос,
Малахитово ожерелье
На ветвях
