Тёмная блестящая корка на поверхности пустынных камней называется пустынным или каменным лаком. Это очень тонкое покрытие из глинистых частиц и соединений железа и марганца, которые постепенно накапливаются и связывают минеральную пыль на поверхности. Высыхание после росы или дождя, ветровая пыль и возможная деятельность микроорганизмов могут участвовать в формировании слоя. Точный вклад каждого механизма до конца не установлен, поэтому корку не следует объяснять только «окислением камня» или только бактериями.
Корка отличается от самого камня
Покрытие лежит поверх породы отдельным слоем и часто имеет красно-бурый, тёмно-коричневый или почти чёрный цвет. Оно может выглядеть гладким и блестящим, хотя образовано минеральными частицами. Если сколоть тонкий участок, под ним нередко обнаруживается более светлая и шероховатая порода. Это показывает, что цветная плёнка не обязательно является природным цветом всего камня.
Нагрев открытой поверхности зависит и от свойств породы, что объясняет статья о том, почему камень на солнце нагревается сильнее травы.
Пустынный лак обычно очень тонок – на некоторых породах его толщина измеряется микрометрами, то есть он намного тоньше привычного слоя краски. Он может покрывать отдельные участки и оставлять более светлые полосы там, где вода стекает по поверхности иначе или воздействуют другие процессы. На одном обнажении встречаются разные типы корок: тёмный лак, светлая кремнезёмная плёнка, затвердевшая поверхность выветривания и следы грибов. Поэтому не всякая тёмная или блестящая полоска на скале – один и тот же материал.
Откуда берутся железо и марганец
Ветер переносит мельчайшую минеральную пыль и глину, а вода во время редких дождей и росы может перемещать растворённые вещества на поверхности. Часть компонентов поступает из окружающей среды, а не из глубины породы. Соединения железа и марганца придают покрытию характерную окраску. Когда доля марганцевых оксидов выше, поверхность часто выглядит темнее; соединения железа могут добавлять красноватые и бурые тона.
Однако состав зависит от места, породы и истории поверхности. Нельзя определить химический состав только по оттенку. Две похожие на глаз корки могут отличаться минералогически, а одна поверхность может иметь несколько соседних покрытий разного происхождения. Для изучения применяют микроскопию и химический анализ, потому что тонкий слой трудно надёжно идентифицировать по фотографии.
Как слой растёт в сухом климате
Пустыня не означает, что поверхность никогда не бывает влажной. Ночью на камне может осесть роса, а редкие короткие дожди смачивают его тонкой плёнкой. Затем вода испаряется. Циклы увлажнения и высыхания позволяют пыли оседать и веществам перераспределяться в тонком поверхностном слое. Ветер добавляет новые частицы и одновременно может сдувать рыхлые отложения.
На открытых стабильных скалах покрытие может сохраняться долго, потому что не смывается частыми потоками и не перекрывается быстро нарастающим грунтом. Но это не означает, что корка формируется одинаковой скоростью везде или обязательно требует крайне жаркого климата. Каменный лак встречается в разных условиях; «пустынный» – распространённое название, связанное с его заметностью на обнажённых поверхностях аридных областей.
Роль микроорганизмов и пределы объяснения
На некоторых образцах каменного лака находят микроорганизмы, включая бактерии и грибы. Некоторые способны участвовать в преобразовании марганца и железа. Это поддерживает биологические гипотезы формирования корки. Но обнаружить микроба в покрытии не значит доказать, что он создал весь слой или что один и тот же процесс работает на каждой скале. Важны и минеральная пыль, химические реакции, влага и микрорельеф поверхности.
Исследователи продолжают выяснять, насколько биологические и физико-химические механизмы связаны. Например, микроорганизмы могут менять локальную химию, а минералы – влиять на то, где клетки закрепляются. В других случаях значительную роль может играть накопление частиц и постепенное цементирование. Поэтому корректнее говорить о сочетании факторов с неизвестной пока относительной важностью, а не о единственной универсальной причине.
Почему на покрытых камнях бывают рисунки
Светлая линия или фигура на тёмной поверхности иногда возникает там, где лак отсутствует или был удалён. Если участок скалы оказался под нависающим камнем, долгое время оставался закрыт, либо его позже затёрли, цветная плёнка может не сформироваться или стереться. Люди использовали контраст между тёмной поверхностью и более светлой породой для нанесения изображений. Следы на камне могут сохраняться, но их возраст и история требуют отдельного исследования.
По одним только изображениям на камнях нельзя точно датировать покрытие. Скорость накопления зависит от местных условий и может сильно меняться. Учёные сопоставляют микрослои, химический состав, контекст и независимые методы датирования. Это особенно важно, когда каменный лак пытаются использовать как своеобразные «часы» для археологических рисунков.
Чем пустынный лак не является
Это не обычная плёнка масла, не след от пожара и не просто ржавчина, выступившая из центра камня. Железо и марганец действительно могут участвовать в окраске, но образуют сложное поверхностное покрытие вместе с глиной и другими веществами. Оно также не обязательно защищает породу так же, как лак на мебели: свойства зависят от типа корки и камня.
Тёмный блеск пустынной скалы объясняется тонким минеральным покрытием, которое постепенно связывает пыль и компоненты железа с марганцем. Влага, ветер и микроорганизмы могут участвовать, но точная комбинация механизмов меняется от места к месту. О том, как камень получает тепло от солнечного света, можно прочитать в статье о том, почему камень на солнце нагревается сильнее травы, а о переносе породы и частиц – в материале о геологической эрозии.
Почему лак заметен не на каждом камне
Для устойчивого покрытия нужно, чтобы поверхность долго оставалась открытой и не разрушалась слишком быстро. Частые потоки, интенсивное истирание, оползание или свежий скол обнажают материал, который ещё не успел покрыться коркой. На устойчивой скале тонкие слои могут накапливаться постепенно. Поэтому рядом могут лежать тёмные покрытые обломки и светлые свежие поверхности.
Разрушение и перенос частиц относятся к геологической эрозии, о которой подробнее рассказано в статье что такое эрозия.
Ориентация скалы влияет на то, сколько пыли и воды задерживается на ней. Ветер приносит частицы, а выступы и микротрещины создают места, где они оседают. Дождевая вода может перераспределять растворённые вещества и оставлять полосы после испарения. Эти условия дополняют химические и биологические процессы, но ни один простой фактор сам по себе не объясняет каждую наблюдаемую корку.
Пустынный лак важен и как запись долгой истории поверхности. Минеральные и глинистые слои могут различаться по составу от одного участка к соседнему. Ученые исследуют такие различия, но возраст слоя не вычисляется только по толщине: скорость образования неизвестна точно и меняется. Корку нужно анализировать в контексте геологии места, а не использовать как точный календарь.
