אגט

תכונות

אגט שקוף בצורתו הטהורה, והצבעים שבו נוצרים משינוי כימי בתמיסה היוצרת אותו כתוצאה מחדירה של חומרים זרים לתוכה: צבעים שחורים וחומים מתקבלים מחדירת חומצה גופרתית, אדומים מתקבלים מחדירת תחמוצות ברזל, כחולים מתקבלים מחדירת אשלגן פֶרוֹציאנידי (potassium ferrocyanide), ירוקים מתקבלים מחדירת סלדוניט (Celadonite) – מינרל אשלגני מקבוצת הנציצים. חדירת חומרים אלה הופכת את האגט משקוף לשקוף למחצה, ואף אטום לחלוטין.
אגט מתאפיין בפסים בעוביים שונים, חלקם ישרים וחלקם קונצנטריים, הנוצרים בשוליו הפנימיים של החלל ומתקדמים אל מרכזו. פסים ישרים מתקבלים כאשר הסלע שבו מתגבשת התמיסה אינו משנה את מקומו במשך תקופה ארוכה, ופסים עגולים מתקבלים כאשר הסלע משנה את תנוחתו, למשל כאשר הוא מתגלגל כחלוק במורד נהר. דרך נוספת ליצירת פסים עגולים היא חדירה חוזרת ונשנית של התמיסה אל החלל מכמה כיוונים והתגבשות הדרגתית בשוליו. במקרים רבים נוצרים פסים ישרים ועגולים לסירוגין בשל שינוי במנח הסלע.
רבים מן האגטים חלולים במרכזם כתוצאה מהפסקת תהליך ההתגבשות, אם בגלל שינויים בתמיסה – שברוב המקרים יוצרים גבישי קוורץ גדולים הצומחים למרכז, או עקב שינוי בתנאים – למשל סידוק ותהליכי בליה אחרים הגורמים לתמיסה לצאת מן החלל.
מאחר שאגט הוא חומר קשה (7 בסולם מוס, בדומה לקוורץ), במקרים רבים הוא נותר חשוף לאחר שתהליכי בליה כילו את הסלע המכיל אותו.
משקלו הסגולי של האגט נמוך מעט מזה של קוורץ - 2.6.

אופן היווצרות שנוי במחלוקת

אגט נוצר מתמיסה סיליקטית בסדקים או בחללים שנוצרו בתוך סלעים הנמצאים בעומק לא רב (בין 100–200 מטרים) ומתגבשת בתוכם. במקרים רבים נמצא אגט בחללים שנוצרו בסלעים געשיים מבועות גז שהתנדפו והותירו חלל. אגט נמצא גם כחומר מחליף במאובנים רבים. תהליך ההתגבשות ממושך מאוד ואורך מיליוני שנים.
על אף תפוצתו הנרחבת של האגט, הבנת התהליכים היוצרים אותו נתקלה בשאלות לא פתורות רבות.

מקורות הסיליקה

אף שרבים מאמינים שהאגט נוצר בו זמנית עם הסלע המארח, קיימת טענה נגדית כי היווצרות האגט החלה מיליוני שנים לאחר היווצרות הסלע המארח. אי ודאות נוספת קשורה למקור הסיליקה ממנה נוצר אגט. הדעות נחלקות לשני מחנות, ולשניהם ראיות תומכות רבות.

מקור מגמטי

הדעה השנייה גורסת כי האגט מתגבש מחומרים המצויים בתוך המאגמה הראשונית היוצרת גם את הסלע המארח. בתוך מאגמה זו מוצעת נוכחותם של ג'ל, גושים של סיליקה פולימרית או זכוכית סיליקטית המכילים מים. בתאוריה זו נפתרת הבעיה המוצגת בתאוריה הקודמת – בלימת חדירה חוזרת של תמיסות סיליקטיות - זאת, מאחר שכל הסיליקה הנדרשת ליצירת אגט תימצא שם מלכתחילה.
רעיון דומה מציע כי האגט בסלעים געשיים הוא בעצם קסנולית של חלמיש ימי בגלל הדמיון בערכי δ¹⁸O‏ שלהם. קסנוליתי חלמיש אלה אינם נספגים במאגמה אלא נישאים בה כטיפות נמסות המשתנות לאגט.
על אף מחקרי עומק רבים ושיפור בטכנולוגיה ובשיטת המחקר, מקור הסיליקה הנדרשת לצמיחת אגט אינו ידוע בוודאות. משקעי אגט – שהם תהליכים מורכבים ורב שלביים – מייצגים בעיה גדולה למדענים.

מעורבות ביולוגית

אגטים מייצגים אחת מן הדוגמאות המרשימות ליצירתן של תבניות וצורות אוטונומיות בטבע. התאוריות המודרניות טוענות כי אין מקום למעורבות של תהליכים ביולוגיים ביצירת תבניות אלה. לחלופין קיימים מחקרים הגורסים כי מעורבת בהם סיליקה שנוצרה על ידי פטריות, בעיקר בסביבה חמה והידרותרמית.
במחקרים אלה נטען כי קיימת נוכחות של חומצות אורגניות – למשל חומצה אוקסילית, חומצה אסקורבית וחומצת לימון – המאיצות פירוק של קוורץ בתוך תמיסה הנשלטת על ידי נוכחותם של מיקרואורגניזמים מסוימים.
דיווחים דומים התקבלו ממכרה ברזל בהודו, שם נצפו דוגמאות פוליאמין בברזל כתוצאה מנוכחותן של בקטריות. בקטריות אלה מייצגות כוחות סביבתיים התורמים לבליה של סלעים בטבע. הן מוכרות קולקטיבית כ"מפרקות סלעים" (lithotrophs) ונמצאו בקרום כדור הארץ בעומק של יותר מ-3 ק"מ. קיימים סוגים רבים של בקטריות כאלה, אולם הידועות ביותר הן בקטריות כ"תיובקילוס" (Thiobacillus) ו"סולפולובוס" (Sulpholobus). בקטריות אלה ממירות גופרית - הנמצאת בסלעים כאחד ממרכיביהם - לחומצה גופרתית המאיצה תהליכי בליה.
לפירוק הביוגני של קוורץ ולדה-פלמור (פירוק פולימר למונומר) יש חשיבות יסודית במחזור הסיליקה הביולוגית. אורגניזמים כאלה - בקטריות ופטריות - המפרקים סיליקטים הם מתווכים חשובים ליצורים כצורניות, המטמיעות ומרכזות סיליקה.
מה לצורניות ולאגט? כנראה כלום, אבל קיימת אפשרות שאגט הוא צורה מבוססת פחמן או צורן של תרכיז ביולוגי מסוג כלשהו, או שיירים מאובנים של תהליכים כאלה.

אופני השקעה

ניסיונות לגדל אגט במעבדה לא עלו יפה עד כה, והשאירו את החוקרים מבולבלים באשר לאופן ההשקעה של אגט. רבים מאמינים כי יצירת אגט היא פנ-זמנית (כמעט בו זמנית) להיווצרות הסלע המארח, אך ידיעת הזמן היחסי ותנאי הסביבה החיצוניים במהלך ההשקעה בלבד אינם מספיקים על מנת לענות על כל שאלותיהם של המדענים בנוגע להשקעת אגט. כמו בשאלות בלתי פתורות אחרות בנושא היווצרות אגט, נערכו מחקרים רבים שעוצבו לפענוח המסתורין מאחורי אופן ההשקעה של אגט.
מציאת רצועות מיקרוסקופיות של כלקדון-קוורצין (סוג של כלקדון) באגט תורמת לאי הבהירות. לפי אחד המחקרים, תנודות אִיזוּר אלה הן תוצאה של הדדיות מחזורית בין שיעור הצמיחה של האגט ושיעור הדיות (איבוד מים) באזור המגע שבין הגביש לתמיסה. מחקרים אחרים גורסים כי מעבר מרקם מכלקדון לקוורצין עשוי להיגרם גם משינויים ברמת הרוויה של הסיליקה בתמיסה.
"תאומי ברזיל" – פגם בצפיפות המופיע בשולי תאומי גביש (צמיחה של גביש אחד על גבי גביש אחר) האופייני לסוגים שונים של קוורץ – נצפה גם באגט. פגם זה, בנוסף לאי טוהר באגט, מצביעים על צמיחה מהירה של סיליקה מתמיסה ברוויית יתר, כנראה ללא שלב גיבוש מקדים. תהליך השקעה זה נחשב כאִרגון עצמי של המבנה הפנימי במינרל, שאינו תלוי בתנאים חיצוניים.
מחקרים אחרים השתמשו בדגמי בקרה כימית מתוך ניסיון להסביר את טבעם המעוות של סיבי הקוורץ וכיצד נוצרים בו הפסים הנראים לעין. דגמים אלה מניחים כי אגט נוצר מגוש סיליקה בתוך מאגמה, והם מנבאים כי גודלם של הסיבים משתנה באופן מחזורי, כפי שאכן נצפה באגט.
נראה כי המחקרים מסבירים השקעה באגט במידה רבה של הצלחה, אולם אף אחד מהם לא השיג אותה הצלחה במעבדה. ייתכן והבנת זמן ההיווצרות, שעדיין לוקה בחסר, תוביל ליצירה של דגם השקעה ברור ומעשי.

טמפרטורת היווצרות

טמפרטורת ההיווצרות של אגט בסביבה געשית אינה ידועה כלל, והיא מפתח להבנת המחלוקת הנוגעת למקורות האגט. מחקרים שנערכו בנושא השתמשו בטווח טמפרטורות שבין 50°C לבין 400°C. טווח רחב זה מציע אחד מן השניים: או שהאגט נוצר בטווח טמפרטורות רחב, או שהמסקנות ממחקרים אלה אינן מדויקות. חוקרים הציעו עדויות המצביעות על כך שאגט נוצר בטמפרטורות נמוכות (50°C) מנוזלים המכילים שרידי מטאוריטים. חוקרים אחרים ערכו מחקרים איזוטופיים באגטים שהציעו כי אגט נוצר בטמפרטורות שבין 50°C ל-120°C. מניתוח רצועות הכלקדון והקוורצין הסיק אחד החוקרים כי סדר הגודל של ההבדלים בין השניים רומז על טמפרטורות שמעל 100°C עד גבול של 169°C. בהתבסס על חישובים של שינויים בהרכב התמיסה, הוצע טווח של 50°C עד 250°C. בנוסף, הוצעו 375°C על יסוד מדידת גאותרמומטר (geothermometer) של גודל תא יחידה, וקיימות תאוריות היווצרות המציעות טמפרטורות גבוהות יותר, עד 400°C. ניסויים הבוחנים היווצרות כלקדון הגיעו לטמפרטורות גבוהות למדי. לבסוף נמדד ריכוז אלומיניום בקוורץ והוצע טווח טמפרטורות של 50°C עד 200°C.
לסיכום, קשה להעריך במדויק את טווח הטמפרטורות בהן מתגבש אגט, וריבוי המחקרים בנושא לא הניב פתרון. ובכל זאת, רוב המחקרים מתחילים בהשערת פלמור של תמיסות סיליקטיות בטמפרטורה של 100°C.

גילם של אגטים

אף שרבים מאמינים שהאגט נוצר בו זמנית עם הסלע המארח, קיימת טענה נגדית כי היווצרות האגט החלה מיליוני שנים לאחר היווצרות הסלע המארח.
מחקרים הראו כי אגט משתנה עם הזמן ("מזדקן") בשיעורים ידועים. הוכח כי הזדקנות יצרה ירידה כללית בכמות המוגניט (moganite, מינרל סילקטי שהתגלה ב-1984) ובתכולת המים באגט. למעשה, מוגניט לא נוכח כלל באגטים שנמצאו בסלעים אשר נוצרו לפני תור הסילור (לפני כ-445 מיליון שנה). מים מעורבים בטרנספורמציה של מוגניט לכלקדון, ושינוי זה אחראי לצמיחה הפנימית של תאי היחידה של כלקדון. ניידותם של מים במהלך הזמן הגאולוגי מאפשר לחלק מן הסיליקה באגט להתמוסס ולהתגבש מחדש. צמיחתם של תאי היחידה והירידה בנפחם גורמים לעלייה בצפיפות, עם עלייה של 2% לערך בצפיפות באגטים זקנים לעומת אגטים צעירים.
תאי יחידה של אגט בן 400 מיליון שנה לערך הגיעו לגודלם המרבי, עובדה המציינת כי הדינמיקה של צמיחת הגביש מוגבלת ל-400 מיליון שנה. מכאן עלתה ציפייה שהמשך צמיחתם יוביל להידרדרות איטית בקשרים הפנימיים ובסופו של דבר להרס המבנה הסיבי של הכלקדון באגט, אך לא כך נמצא. עם זאת, שינוי כזה בתאי היחידה מוצע כשיטה לתיארוך ממוצע של אגטים שנמצאו בסלעים מארחים בני פחות מ-400 מיליון שנה, כמו גם למציאת הבדל - אם קיים - בין הגיל היחסי של האגט לגילו של הסלע המארח. בנוסף, מדידת גודל תאי היחידה, צפיפותם, תכולת המים והמוגניט עשויים לספק ראיות לפעילות קדומה באזור. נדרשים מחקרים נוספים כדי לראות אם תהליך יצירת האגט יכול לשמש לתיארוך משקעים סיליקטיים ומאובנים.

בעיות נוספות

המחקרים שפורטו עד כה נוגעים בתחומים אחדים של היווצרות אגט, אך אינם עונים, למשל, על שאלת תנאי סביבה הנחוצים להתגבשותו.

אגט בהיסטוריה

היכרותם של בני האדם עם האגט מתחילה בתקופות פרהיסטוריות, ונעשה בו שימוש כמו גם בסוגי קוורץ וכלקדון אחרים. קשיותם של סוגי הקוורץ השונים איפשרה ליצור מהם כלי נשק וכלי עבודה, וכך נעשה גם באגט.
כלים מאגט נמצאו ביישובים קדומים וכן בחפירות באתרים בבליים עתיקים.
במצרים העתיקה ובמקומות נוספים נעשה שימוש ב"אגט עין" כתחליף לעיניים בצלמיות מגולפות.
למיתרידטס הראשון מלך פרתיה היה אוסף של אלפי קערות אגט. קערות כאלה היו פופולריות גם בתקופת האימפריה הביזנטית ובאצולה של תקופת הרנסאנס. העיר אידר-אוברשטיין בגרמניה נודעה בגילוף קערות אגט וחפצים נוספים, וקיים תיעוד מסוף המאה ה-15 על כרייה נרחבת באחד מיובלי נהר הריין.