Proč je křemenec tvrdší než jeho mateřská hornina?

Křemenec je metamorfovaná hornina, která vzniká, když je její mateřská hornina, pískovec, pohřbena, poté zahřátá a / nebo stlačena. Pískovec je sedimentární hornina, vytvořená ze zvětralých nebo erodovaných zbytků jiných hornin. Tyto horniny mohou být metamorfované, sedimentární nebo vyvřelé (vyvřeliny se tvoří, když se magma neboli roztavená hornina ochladí, buď uvnitř Země, nebo na povrchu). Abychom pochopili, proč je křemenec tvrdší než pískovec, pomůže nám to trochu porozumět horninovému cyklu.

Daleko pod povrchem Země tvoří roztavené horniny a minerály magma, které se může zachytit kapsy pod Zemí a tam se ochladit, nebo být vyneseny na povrch vulkanickou činností, kde se to nazývá láva. Když se ochladí, magma nebo láva se změní v magmatickou horninu. Teplo a tlak pod povrchem nakonec přeměňují vyvřelinu na metamorfovanou horninu. Nad povrchem nakonec vítr a voda zvětrávají magmatickou skálu. Částice, nazývané sediment, jsou unášeny, aby se ukládaly ve vrstvách jinde a nakonec se staly sedimentární horninou.

Když se vrstva po vrstvě usazuje, voda se vytlačí mezi částice a minerály a tlak cementuje částice dohromady a mění je na sedimentární horninu. Zejména pískovec je sedimentární hornina slepená kalcitem, jílem nebo oxidem křemičitým. Asi 75 procent zemského povrchu a téměř celé oceánské dno je pokryto sedimenty a sedimentární horninou, uvádí Katedra věd o Zemi a životním prostředí University of Kentucky. Usazená hornina se zahřívá, buď tlakem, třením nebo radioaktivním rozpadem. Při pečení prochází metamorfózou, tvoří krystaly a nakonec se z ní stává metamorfovaná hornina.

Různé kombinace tepla a tlaku na sedimentární hornině tvoří různé typy metamorfovaných hornin. Zejména křemenec může být tvořen buď vysokou teplotou a vysokým tlakem nebo vysokou teplotou a nízkým tlakem. Krystalizace nebo rekrystalizace sedimentárních hornin probíhá podle 700 Classes of the Future mezi 700 až 900 stupni Celsia nebo přibližně 1300 až 1650 stupňů Fahrenheita. Po tomto bodě se horniny začnou tát a znovu vytvářejí magma pod povrchem Země, aby znovu zahájily proces.

Když je sedimentární horninový pískovec spojen dohromady minerálním oxidem křemičitým, je známý jako křemenný pískovec. Oxid křemičitý, neboli křemen, je jedním z nejhojnějších minerálů v zemské kůře. Křemen je tvrdý, odolný minerál, a když jsou ostatní materiály, které tvoří pískovec, zvětralé, zůstává často jen křemen a zůstává docela neporušený. Když teplo a tlak pracují na písku bohatém na křemen, výsledná tvrdá metamorfovaná hornina se nazývá křemenec.

Křemenec obsahuje nejméně 90 procent křemene a protože je křemenec metamorfovaný, je tvrdý, kompaktní a odolává povětrnostním vlivům. Podle oddělení geologických věd na Kalifornské polytechnické státní univerzitě v Pomoně se často vyskytuje na kopcích nebo horských masách, například na některých hřebenech Apalačských hor. Ale křemenecové formace se vyskytují po celém světě, včetně Spojených států, Kanady, Norska, Švédska, Itálie a Jižní Afriky, ačkoli tento seznam není v žádném případě vyčerpávající.