Za svoj objav získal ocenenie TOP Študentská osobnosť akademického roka 2024/2025.
Pavol Myšľan ako prvý na svete objavil unikátny minerál. Zdroj: Martin Bystriansky
- čím je feriandrosit-(Ce) unikátny,
- čo spôsobuje jeho odlišné zloženie,
- aké vzácne prvky obsahuje,
- akým spôsobom dochádza k objavu nových minerálov,
- ktorý ďalší unikátny minerál vedec objavil.
Pavol Myšľan z Ústavu vied o Zemi Slovenskej akadémie vied sa zaslúžil o objavenie unikátneho minerálu na svete, feriandrositu-(Ce). Tento minerál uznala aj Medzinárodná mineralogická asociácia.
Nachádza sa pri obci Betliar a má unikátne chemické zloženie. Takýto minerál dosiaľ nikto neobjavil. Navyše sa v ňom nachádzajú aj prvky vzácnych zemín, ako je cér, lantán alebo neodým. Vedec za svoj objav získal cenu TOP Študentská osobnosť akademického roka 2024/2025.
Dôležité je pôsobenie vzácnych prvkov
Čo znamená, že ste sa zaslúžili o prvoopis nového minerálu na svete, feriandrositu-(Ce)?
Počas doktorandského štúdia som sa venoval metamorfovaným mangánovým mineralizáciám v Slovenskom rudohorí, teda takým, ktoré prekonali štruktúrne, textúrne a minerálne premeny, kde som v rámci detailného štúdia chemického a štruktúrneho zloženia minerálov skúmal niekoľko lokalít. Práve na lokalite Betliar sa nám podarilo objaviť minerál, ktorý mal unikátne chemické zloženie a vo svete nemal žiadny ekvivalent. Prvoopis teda znamená, že minerál má unikátne chemické a štruktúrne zloženie materiálu, ktoré dosiaľ ešte nebolo známe.
Detailný záber nového minerálu feriandrositu-(Ce). Zdroj: Ľ. Hrdlovič.
Akým spôsobom ste skúmali tento minerál?
Najskôr som sa venoval detailnej chemickej charakteristike feriandrositu-(Ce). Neskôr, aj v rámci spolupráce s kolegami z Ústavu vied o Zemi SAV v Bratislave, ale aj v Banskej Bystrici, sme skúmali ďalšie chemické, fyzikálne a optické vlastnosti tohto minerálu. Keď som si bol stopercentne istý unikátnosťou minerálu, s geológmi z talianskej Univerzity v Pise sme spolupracovali na jeho štruktúrnej identifikácii. Na Slovensku sme vtedy nemali metodiku na charakteristiku tohto minerálu, aby ho mohla schváliť Medzinárodná mineralogická asociácia.
Išlo o náhodu alebo ste predpokladali, že sa pri Betliari či Čučme môže vyskytovať nový minerál?
Z historických prameňov bolo známe, že pri Betliari je mangánová mineralizácia, ale nikto ju zatiaľ moderne nepreskúmal. Preto sme sa rozhodli túto lokalitu cielene študovať. Až po detailnejšej analýze pomocou elektrónovej mikrosondy sme objavili nový minerál, takže jeho nález bol v podstate náhodný.
Viete, či sa vyskytuje aj v niektorých ďalších lokalitách na Slovensku?
Feriandrosit-(Ce) sme našli len na tejto jednej lokalite Betliar-Július. Rakúski mineralógovia ho neskôr tiež opisovali v okolí hory Friedlkogel v rakúskych Alpách. Na ostatných slovenských metamorfovaných mangánových lokalitách, ako sú napríklad Čučma alebo Prakovce-Zimná voda, sa vyskytujú tieto minerály epidotovej superskupiny, akurát majú iné chemické zloženie. Napríklad na lokalite Čučma-Čierna baňa nájdeme minerál, ktorý sa nazýva allanit-(Ce).
Pavol Myšľan z Ústavu vied o Zemi Slovenskej akadémie vied sa zaslúžil o objavenie unikátneho minerálu. Zdroj: archív P. Myšľana.
Má mierne odlišné chemické zloženie. Namiesto dominantného mangánu vo feriandrosite obsahuje vápnik, rovnako neobsahuje trojmocné železo (Fe3+), ale hliník. V Prakovciach sme neidentifikovali feriandrosit-(Ce), ale opäť jemu blízke členy epidotovej superskupiny ako feriallanit-(Ce) a feriallanit-(La), ktoré majú opäť podobné zloženie, ale aj vzácnejšie minerály ako feriakasakait-(Ce) a feriakasakait-(La). V Betliari sa takisto s feriandrositom-(Ce) prerastá jemu podobný minerál vielleaureit-(Ce).
Čo spôsobuje takéto odlišné zloženie minerálu z rovnakej skupiny?
Najmä prírodné podmienky, v ktorých minerál kryštalizoval. Aby sa minerál s unikátnym zložením vyskytoval na danej lokalite, musí dôjsť k splneniu niekoľkých podmienok, napríklad k vysokej aktivite prvkov vzácnych zemín v prostredí, najmä počas špecifických podmienok alpínskej metamorfózy, keď dochádza k uvoľneniu prvkov z horninového prostredia a k ich následnému vniknutiu do štruktúry minerálu, keď dochádza k jeho kryštalizácii za špecifických teplôt a tlakov. Zhodou okolností práve epidoty sú minerálmi s vhodnou štruktúrou na to, aby tieto prvky mohli zakomponovať a udržať vo svojej štruktúre. Okrem toho odlišné zloženie závisí aj od výrazne oxidického alebo redukčného prostredia či prítomnosti prevažne mangánového alebo železitého zrudnenia.
Minerál korund, ktorý našli v oblasti Hrubošovce. Zdroj: Ľ. Hrdlovič
Ide o prvý výskyt týchto druhov feriakasakaitov na Slovensku?
Áno, zároveň ide o druhý až piaty výskyt na svete. Momentálne sa tieto druhy študujú, len nedávno vedci publikovali výskumy ohľadom nových členov týchto akasakaitových minerálov, pri ktorom geológovia z Japonska použili vo svojom výskume aj náš feriandrosit-(Ce) zo Slovenska.
V mineráli sa nachádzajú prvky vzácnych zemín ako cér, lantán alebo neodým. Čím sú vzácne a špecifické?
Dominantne sa tam nachádza cér alebo lantán, v nižšej miere neodým alebo samárium. Je to spôsobené vhodnou koncentráciou prvkov v prostredí a následne ich opätovným uvoľnením počas alpínskej fázy metamorfózy, teda chemickej premeny hornín najmä účinkami tlaku a teploty. Tieto prvky majú iónové polomery, ktoré nedokážu vstupovať do akejkoľvek štruktúry minerálov. Práve minerály epidotovej skupiny, nachádzajúce sa v mangánových mineralizáciách, obsahujú štruktúrne pozície ideálne na to, aby boli obsadené práve prvkami týchto vzácnych zemín. Navyše lantanoidy sa v prírode vyskytujú v takom oxidačnom stave (väčšinou 3+ a 4+), ktorý je ideálny na vstup do minerálov, akým je aj feriandrosit-(Ce).
Akými ďalšími špecifikami sa feriandrosit-(Ce) vyznačuje?
Má špecifické najmä chemické zloženie a aj v štruktúre sa odlišuje od minerálov danej skupiny, čo vyplýva už z jeho názvu. Vzorec feriandrositu-(Ce) obsahuje na prvej pozícii dvojmocný mangán (Mn2+), čo nie je bežné, pretože pri týchto mineráloch sa väčšinou na tejto pozícii nachádza vápnik. Na druhej pozícii sa dominantne nachádza cér namiesto napríklad už známeho koncového členu s dominantným lantánom. V tretej štruktúrnej pozícii feriandrosit obsahuje namiesto bežne sa vyskytujúceho hliníka trojmocné železo, odkiaľ plynie predložka feri- (z lat. ferrum, železo).
Pavol Myšľan na oceňovaní Študentskej osobnosti Slovenska. Zdroj: JCI Slovakia
Špeciálne výskumné metódy zo zahraničia
Podľa čoho objavujete nové minerály? Ide o náhodu alebo vopred predpokladáte, že by sa na danej lokalite mohol vyskytovať špecifický druh minerálu?
Ide skôr o náhodu. Preto pri každom objavenom mineráli, aj známom, musíme preskúmať jeho štrukturálne, ale aj chemické zloženie, pretože inak nové minerály prehliadneme. Takto mineralógovia objavili aj pri Gelnici nový minerál, ibaže slovenskí autori výskum nedotiahli do konca, tak nás v prvenstve objavu predbehli talianski vedci. Takto sme prišli o prvoobjav jedného minerálu. Na Slovensku sú špecifické oblasti s pravdepodobným výskytom nových minerálov, vyhľadávané najmä na základe ich geochemickej signatúry. Napríklad majú vysoký obsah prvkov, ktoré vo svete nie sú bežné. Naposledy vedci takto pred tromi rokmi objavili na Slovensku nové minerály monazit-(Gd) a xenotím-(Gd) s dominantným prvkom gadolínium, ktorý je vo svete pomerne vzácny. Takisto aj polymetalické mineralizácie sú bohaté na vzácnejšie prvky, napríklad zlato či striebro. Jednými z takýchto minerálov sú novoobjavené minerály auropolybázit a auropearceit; štúdie o nich vychádzajú tento rok.
Ak objavíte nový minerál, čo všetko je potrebné vykonať na to, aby ho oficiálne uznala Medzinárodná mineralogická asociácia?
Je to dosť komplikovaný proces. Základnou podmienkou je, aby mal minerál unikátne chemické zloženie, dosiaľ neznáme vo svete. Často sa stáva, že minerály majú syntetické ekvivalenty, čo nestačí na splnenie kritérií nového minerálu, lebo pre uznanie je potrebný prírodný proces vzniku. Okrem toho musí mať unikátnu kryštalografickú štruktúru, rovnako musí mineralóg preskúmať jeho ďalšie fyzikálne, optické či spektroskopické parametre. Návrh sa posiela do Medzinárodnej mineralogickej asociácie, kde ho hodnotí približne 35 členov z rôznych krajín celého sveta, ktorí ho schvaľujú v dvojkolovom hlasovaní. Ak návrh schvália, mineralóg získa potvrdenie o unikátnosti minerálu. Po tomto všetkom musí vedec čo najskôr publikovať odborný článok v medzinárodných vedeckých časopisoch, pretože sa môže stať, že mu vyprší limit na publikovanie, a len čo minerál objaví niekto druhý na inej lokalite, prvotný objaviteľ stráca nárok na prvenstvo.
Vo vašom prípade išlo o náročný proces?
Feriandrosit-(Ce) má nevýhodu v tom, že je pomerne malý, nemal dostatočne veľký kryštál, takže sme ho museli skúmať pomocou špeciálnych metód v zahraničí. Rovnako sa intenzívne prerastá s inými minerálmi, konkrétne s minerálom vielleaureit-(Ce). Na výskum sme potrebovali úplne čistú kryštalickú vzorku. V tomto bol proces jeho separácie dosť komplikovaný.
Pred niekoľkými mesiacmi objavili doteraz neznámu lokalitu s cínom dominantnými granátmi s takzvaným koncovým členom toturitom. Zdroj: Ľ. Hrdlovič
Aké máte ďalšie plány v rámci výskumu?
Plánujem naďalej skúmať lokalitu Čučma, pretože je najväčšou z hľadiska metamorfovaných mangánových mineralizácií. Predpokladáme, že táto lokalita má komplikované mineralogické zloženie. Plánujem tu pôsobiť niekoľko ďalších rokov, lebo lokalita má potenciál na objav podobných fáz. Rovnako sa začínam venovať ďalším typom mineralizácií, konkrétne xenolitom.
Čím sa vyznačujú tieto horniny?
Xenolity sú uzavreté horniny, ktoré boli vplyvom magmatických činností vytrhnuté z podložia a vynesené na povrch. Tieto procesy spôsobili zmenu ich chemického či mineralogického zloženia. Takisto vznikali vo veľmi vysokých teplotách, ktoré nie sú na povrchu úplne bežné. K dispozícii máme zaujímavé výsledky, v xenolitoch sa nám podarilo objaviť zafíry, ide konkrétne o dve úplne nové lokality ich výskytu na Slovensku – pri obciach Hubošovce a Záhradné v okolí Prešova.
Pozrite si
Pred niekoľkými mesiacmi sme objavili ďalšiu, doteraz neznámu lokalitu zafírov v okolí Vranova nad Topľou pri obci Juskova Voľa. Rovnako máme k dispozícii ďalšie lokality, ktoré obsahujú cínom dominantné granáty s takzvaným koncovým členom toturitom, ktorý sa celosvetovo zatiaľ našiel iba v ruskom Kaukaze. Cín je prvok, ktorý nerád prechádza do silikátov, ako v prípade minerálov granátovej skupiny, ale skôr do oxidov, prípadne sulfidov. Ide o prvý výskyt granátu s toturitovým zložením na Slovensku a jeho druhý výskyt celosvetovo.
Toturit je unikátny najmä chemickým zložením. Zdroj: Ľ. Hrdlovič
Čím je toturit taký unikátny?
Najmä chemickým zložením, lebo obsahuje cín. Toturit prerastá do iných druhov granátov, ktoré obsahujú najmä titán, akým je minerál schorlomit či zirkónium, teda kerimasitu. Tieto prvky – titán, zirkónium aj cín – sú v mineráloch granátovej superskupiny zastúpené pomerne vzácne, bežne obsahujú skôr železo, mangán alebo horčík.
(RR)
