Písek, jak ho neznáte

Rozhodli jsme se proto oslovit příznivce projektu Přírodovědci.cz, aby nám poslali vzorky písků, které mají doma třeba jako suvenýry z dovolených. Sešla se krásná a bohatá kolekce. Podívejte se na výběr mikroskopických snímků, jež z ní vznikly.

Písek jako geologický fenomén

Písek tvoří podstatnou součást nezpevněných hornin zemského povrchu. Je složen z úlomků minerálů a hornin, které mají velikost do 2 milimetrů. Usazeniny s převahou větších částic se nazývají štěrk, s částicemi menšími než 50 mikrometrů prach a menšími než 5 mikrometrů jíl. Mezi nejhojnější úlomky obsažené v písku patří křemen. Vyskytuje se totiž skoro ve všech horninách, jejichž zvětráváním a rozpadem písek vzniká, a navíc je mechanicky i chemicky velmi odolný. V tropických příbřežních oblastech se běžně vytvářejí rovněž písky karbonátové (uhličitanové), kde převládají zrna kalcitu a aragonitu a vápnité schránky různých organismů či jejich fragmenty.

Geologové umí z písku leccos vyčíst. Někdy jsou v něm úlomky hornin nebo specifických minerálů, podle nichž lze určit, odkud materiál pochází. Velikost, tvar a míra opracování zrn vypovídají o transportu a o prostředí, kde se písek usazoval. Například sedimenty uložené činností ledovců jsou nevytříděné (tvořené různě velkými úlomky) a ostrohranné. Naopak zrna na dolních tocích řek nebo na mořském pobřeží bývají dobře vytříděná a zaoblená – díky dlouhému transportu i dlouhodobému působení vodních proudů. Analýza písku tedy může vědcům poskytnout informace třeba o změnách prostředí a klimatu v minulosti. Uplatňuje se i při hledání zdrojů pitné vody či ložisek uhlovodíků.

Zvláštní druh takových ložisek představují roponosné nebo bitumenní písky. Velmi specifickým fenoménem jsou potom takzvané pohyblivé písky, kdy se písek – často ve směsi s jílem a vodou – může chovat jako kapalina. To je nebezpečné, protože se v něm lze například utopit. Za určitých okolností, třeba působením seismických otřesů, dochází ke ztekucení písku i bez vody a jílu.

Využití písku

Písek má široké využití jak ve stavitelství, tak v průmyslu (filtrace, formy na odlitky, výroba skla a další). Obyčejné pytle s pískem jsou také jedním z nejefektivnějších protipovodňových opatření, protože jsou snadno dostupné a manipulovatelné. Ve starověku a středověku se písek používal dokonce ve vojenství; rozžhavený byl obávanou zbraní obránců během obléhání.

Velký význam má rovněž aplikace písku při získávání takzvaného břidličného zemního plynu. Jedná se o novou technologii hydraulického štěpení neboli frakování. Při tomto způsobu těžby se provedou vrty do ložisek černých břidlic, kam se pod tlakem vhání voda s pískem. Horniny díky vysokému tlaku popraskají a do prasklin vnikne písek, jenž je pomáhá udržet otevřené. Z prasklin následně uniká zemní plyn, který je pak jímán.

Sozopol, pobřeží Černého moře v Bulharsku. V tomto písku převažují více nebo méně zaoblené fragmenty vápnitých schránek mořských živočichů (bělavé, červenavé, fialové). V menší míře je zastoupen křemen a úlomky hornin (šedé, okrové). Velmi dobré zaoblení zrn je typické pro příbřežní zónu. Snímek v odraženém světle. Zaslali Navarovi, foto Petr Jan Juračka.

Stejný písek z Bulharska. Tento snímek je pořízen v procházejícím polarizovaném světle, které na zrnech křemene vytváří duhové (takzvané interferenční) barvy. Dobře jsou vidět vpravo dole a nahoře uprostřed. Ostatní zrna jsou většinou úlomky schránek živočichů. Foto: Petr Jan Juračka.

Mahambu, Madagaskar. Písek tvoří hlavně zrna křemene (čirá) a živců (bělavá). Přítomny jsou také fragmenty tmavých minerálů a hornin (černé a zelené) – jedná se pravděpodobně o vulkanické produkty. Fotografie v odraženém světle. Zaslala Eva Hořčičková, foto Petr Jan Juračka.

Písek z Mahambu na Madagaskaru podruhé, tentokrát v procházejícím polarizovaném světle. Převažující křemen a živce prozrazují duhové interferenční barvy. Foto: Petr Jan Juračka.

Technický písek, Německo. Je velmi dobře vytříděný a naprosto v něm dominují křemenná zrna. Úlomky hornin (hnědavé) se vyskytují jen zřídka. Zajímavé je využití tohoto písku – používá se ke stanovení podílu sušiny v mléčných výrobcích. Snímek v odraženém světle. Zaslal Petr Curko, foto Petr Jan Juračka.

Poloostrov Quiberon, Bretaň, Francie. Hrubozrnný písek se skládá převážně z málo opracovaných zrn křemene (bělavá). Hojné jsou úlomky hornin, pravděpodobně rul a křemenců (šedé, okrové). Snímek v odraženém světle. Zaslala Kateřina Andrlová, foto Petr Jan Juračka.

Monument Valley, USA. Písek je poměrně jemnozrnný, velmi dobře vytříděný, složený v naprosté většině ze zrn křemene. Jeho červenavé zbarvení je způsobeno takzvaným pouštním lakem – jde o tenké obálky kolem křemenných zrn tvořené oxidy a hydroxidy železa. To vše ukazuje na transport větrem v suchém polopouštním prostředí. Snímek v odraženém světle. Zaslal Michal Novák, foto Petr Jan Juračka.

Prerow, Německo. Velmi dobře vytříděný písek s výrazně zaoblenými zrny, převážně křemennými (čirá a bělavá). V menší míře jsou zastoupeny i barevné úlomky hornin a těžkých minerálů. Snímek v odraženém světle. Zaslali Jitka a František Juračkovi, foto Petr Jan Juračka.

Převážně křemenný písek, málo vytříděný, s málo zaoblenými zrny. Patrná jsou i malá prachovitá a jílovitá zrnka. To je typické pro některé říční písky. Snímek v odraženém světle. Foto: Petr Jan Juračka.

Víte, že, před 13 miliony let – tedy pro geology nedávno – stačilo na prázdniny k moři zajet k Bratislavě? A protože o tomto posledním moři ve střední Evropě, které ji zalévalo ve třetihorách před 30–12 miliony let, toho dnes víme hodně, dali jsme mu i jméno: Paratetyda.

Na skalnatých útesech nedaleko hradu Devín na Devínské Kobyle by vás přivítali tuleni, možná i opice nebo želva. Klima zde bylo v té době podobné jako dnes na Istrii. Alespoň část roku byste se tedy určitě mohli koupat v příjemně teplé vodě, kdybyste se ovšem nebáli početných žraloků.

Útesy strmě spadaly do moře, kde se v hloubce několik desítek a možná až stovek metrů dařilo životu daleko nenápadnějšímu. Zůstal nám z něj například osten ježovky (1), drobní korýši lasturnatky (4), ale zejména početní mořští prvoci – dírkovci. Ti nám pomohli jednak určit věk třetihorního moře, jednak to, že ve větších hloubkách na dně bylo málo kyslíku. O sníženém obsahu kyslíku u dna totiž svědčí hojní zástupci rodů Uvigerina (2) a Bolivina (3).

Drobné schránky planktonních dírkovců rodu Globigerina (5) nám pak prozrazují, že na rozdíl od živinami chudého Jadranu bylo v tomto moři živin dost. Proto se do něj zatoulala i velryba, z níž se dochovaly obratle. Zato třetihorní rekreanti by zde nenašli blankytnou a průzračnou vodu. Minimálně na jaře a na podzim se voda zakalila množstvím mikroskopického fyto- a zooplanktonu. Takže Jadran, i když je dál, má své výhody.

Vzorek věnovala a popisek napsala doc. Katarína Holcová, Ústav geologie a paleontologie Přírodovědecké fakulty UK. Foto: Petr Jan Juračka.

Vzorek stejného třetihorního písku v procházejícím polarizovaném světle. Více či méně duhové zabarvení je typické pro kalcit, který tvoří většinu schránek a úlomků. Foto: Petr Jan Juračka.