Prečo je kremenec tvrdší ako jeho pôvodný kameň?

Kremeň je metamorfovaná hornina, ktorá sa vytvorí, keď je jej základná hornina, pieskovec, zakopaná, potom zahriata a / alebo stlačená. Pieskovec je usadená hornina, ktorá sa vytvára zo zvetraných alebo rozrušených zvyškov iných hornín. Tieto horniny môžu byť metamorfované, sedimentárne alebo vyvreté (vyvreté horniny sa tvoria, keď sa magma alebo roztavená hornina ochladzuje vo vnútri zeme alebo na povrchu). Aby sme pochopili, prečo je kremenec tvrdší ako pieskovec, pomôže to trochu porozumieť horninovému cyklu.

Ďaleko pod povrchom Zeme tvoria kamene a minerály, ktoré sa topia, magmu, ktorá sa môže zachytiť vrecká pod Zemou a ochladiť sa tam, alebo byť vynesené na povrch sopečnou činnosťou, kde sa to nazýva láva. Keď sa ochladí, z magmy alebo lávy sa stane magmatická skala. Teplo a tlak pod povrchom nakoniec transformujú vyvretú horninu na metamorfovanú horninu. Nad hladinou nakoniec vietor a voda zvetrávajú magmatickú horninu. Častice, nazývané sediment, sa odnášajú a ukladajú vo vrstvách na iných miestach, ktoré sa nakoniec stanú usadenou horninou.

Keď sa ukladá vrstva po vrstve, z častíc a minerálov sa vytláča voda a tlak tieto častice spája a mení ich na sedimentárne horniny. Najmä pieskovec je usadená hornina spájaná kalcitom, hlinou alebo oxidom kremičitým. Podľa Katedry vied o Zemi a životnom prostredí University of Kentucky je asi 75 percent povrchu Zeme a takmer celé dno oceánu pokryté sedimentmi a usadenými horninami. Usadená hornina sa zahrieva buď tlakom, trením alebo rádioaktívnym rozpadom. Pri pečení prechádza metamorfózou, vytvára kryštály a nakoniec sa z nej stáva metamorfovaná hornina.

Rôzne kombinácie tepla a tlaku na usadenej hornine tvoria rôzne druhy metamorfovaných hornín. Najmä kremeň môže byť tvorený buď vysokou teplotou a vysokým tlakom alebo vysokou teplotou a nízkym tlakom. Kryštalizácia alebo rekryštalizácia sedimentárnych hornín sa podľa Učebne budúcnosti NASA uskutočňuje medzi 700 až 900 stupňami Celzia alebo asi 1300 až 1650 stupňami Fahrenheita. Po tomto bode sa horniny začnú topiť a opäť vytvárajú magmu pod povrchom Zeme, aby proces začali odznova.

Keď sa usadený horninový pieskovec spojí dohromady pomocou minerálu kremíka, je známy ako kremenný pieskovec. Oxid kremičitý alebo kremeň je jedným z najpočetnejších minerálov v zemskej kôre. Kremeň je tvrdý a odolný minerál, a keď sú zvetrané ostatné materiály, z ktorých sa skladá pieskovec, zostáva často iba kremeň, ktorý zostáva pomerne neporušený. Keď pracujú teplo a tlak na pieskovci bohatom na kremeň, výsledná tvrdá metamorfovaná hornina sa nazýva kremenec.

Kremeň obsahuje najmenej 90 percent kremeňa a pretože je kremenec metamorfovaný, je tvrdý, kompaktný a odoláva poveternostným vplyvom. Podľa oddelenia geologických vied na Kalifornskej polytechnickej štátnej univerzite v Pomone sa často vyskytuje na kopcoch alebo horských masách, napríklad na niektorých hrebeňoch Apalačských hôr. Ale kremencové formácie sa vyskytujú po celom svete, vrátane Spojených štátov, Kanady, Nórska, Švédska, Talianska a Južnej Afriky, hoci tento zoznam nie je nijako vyčerpávajúci.