Vi omgir oss med det som tilsynelatende er gråe og triste steiner, på folkemunne kalt gråstein. For geologer kalles det bergarter, og er langt fra grå og trist.
Når geologene drar ut på feltarbeid gjøres det observasjoner sammen med innhenting av prøvemateriale. Da hamrer man løs med hammer og meisel, og undersøker ofte prøvematerialet («gråsteinen») med en liten lupe. Allerede her kan man tyde flotte krystallformer og strukturer.
Men det er først når bergarten snittes, slipes og poleres ned til bare 0,03 mm tykkelse og studeres i et lysmikroskop, at det virkelige kunstverket avdukes.
Gjennom linsen får forskere se fargerike mineraler og teksturer som i seg selv er et solid bidrag til høstutstillingen i Oslo.
I forrige århundre, på starten av 1900-tallet, var et vanlig lysmikroskop (Figur 1) høyden av teknologisk utstyr.
I dag benyttes mer høyteknologiske og sofistikerte elektroniske apparat for å studere bergarter og deres mineraler. Derfor regnes analysemetoden som «gammeldags», men er likevel et svært nyttig verktøy for geologer.
For en geolog gjør alle farger og teksturer at mineralene kan skilles fra hverandre (Figur 2). Men hva forteller det oss?
Hva forteller «gråsteinen» oss?
Når bergarter undersøkes i mikroskop er målet å finne ut hvordan den har blitt dannet, deriblant hvilke krystaller som har blitt dannet først og sist. Alle mineraler har en indre struktur, som gjør at de danner ulike former.
Hvordan mineralene vokser påvirker altså formen på mineralet – som fungerer som et hjelpemiddel til å kartlegge hvilke mineral geologene ser på. I mange tilfeller klarer man da å bestemme hva slags bergart det er man ser på.
Undersøkelsen utgjør en viktig del av det å for eksempel kartlegge berggrunnen i et område. Det benyttes også av veivesenet for å vurdere kvaliteten og eventuelle skader i betong. Andre ganger skal man gjerne se på porerommene mellom små sandkorn i en sandstein.
Slike undersøkelser er nyttig for å måle porevolumet. Dette er aktuelt for kartlegging av mulige reservoarer, ikke bare for olje og gass, men også lagringsmuligheter for CO2.
Sliping og polering for rett tykkelse
Du tenker kanskje at det bare er å kutte av en liten bit av en bergart og legge den under mikroskopet. Den gang ei.
Bergarten må sages opp i en liten blokk, der flaten man vil undersøke må slipes og poleres før den limes på et glass. Deretter brukes en automatisert sliperobot som sliper og polerer ned blokken på glasset til 0,03 mm tykkelse.
Det er først da de fleste mineraler er gjennomsiktige og lys kan trenge gjennom mineralene (Figur 3).
Fra lys til farger
Når mineralene er blitt så tynn at de er gjennomsiktige må de belyses for at geologene kan undersøke dem. Ingen lys, ingen farge.
Hvitt lys inneholder en rekke synlige bølgelengder fra rød til fiolett, men blandingen av farger oppfattes som hvit. Når hvitt lys faller på et objekt, reflekteres noen bølgelengder, mens andre tas opp (de absorberes). Objektet ser da ut til å være en bestemt farge fordi de absorberte bølgelengdene mangler fra det reflekterte spekteret.
Det samme skjer når lys går igjennom et objekt, noe som er tilfelle med gjennomskinnelige mineraler dersom de er tynn nok. Et gitt mineral absorberer et bestemt bølgelengdeområde slik at fargen på lyset som kommer fra det avhenger av hvilken type mineral det er.
Dermed kan man basert på farge og andre optiske egenskaper skille mineraler fra hverandre i mikroskopet.
Takket være lys og de optiske egenskapene til forskjellige mineraler, kan vi bevitne geologiens eget kunstverk!
Andreas Viken er geokjemiker og jobber nå som tekniker på lab ved Institutt for geovitenskap ved Universitetet i Bergen.
Han jobber blant annet med prøveprepreparering til tynnslip, metodeutvikling og XRD analyser.
Dette er hans bidrag til formidlingskonkurransen 2022.
