자석에 달라붙는 자철석(磁鐵石, Magnetite 마그너타이트)은
지구 존재의 경이로운 신비가 아닐 수 없습니다.
철(Fe) 성분이 함유된 암석 자철석을 통해서
우리는 지구 생명체 근원의 한 핵을 이루고 있는
거대한 지구 자기장의 존재에 접근하게 됩니다.
자철석의 가장 큰 특징은 자성을 띤다는 것입니다.
자연상태로 발견되었을 때 그 어떤 광물보다 자성을 갖는 비율이 높습니다.
주로 화성암과 변성암에서 작은 가루의 자철석들이 발견되곤 하는데요.
자철석의 철 성분들은 지구 자기장과 맞춰서 배열되기 때문에
이를 토대로 암석이 형성되던 당시의 지구자기장을 연구할 수 있습니다.
고대인들은 자철석이 철을 끌어당기는 힘이 있다는 것과
지구도 자철석을 끌어당긴다는 사실을 발견하고
방향을 알아내는 나침반을 발명해냈습니다.
자철석과 관련하여 신통방통, 흥미로운 점은..
철새들의 뇌 속에는 자철석 결정이 들어있어서
방향을 감지하는 메커니즘이 작동한다고 합니다.
머나 먼 강남(동남아시아)으로 갔던 제비가
해마다 봄이 되면 어떻게 집을 잘 찾아오는지 궁금했었는데
바로 이 자철석 결정이 뇌 속에 내장돼 있다고 하네요.
실험 탐구할 암석 표본은 자철석(Fe3O4) 천연원석 입니다.
표본의 사이즈는 크기 7.5 x 4.0 x 4.1cm, 무게 186g 입니다.
색상은 진한 녹색빛이 감도는 검정색입니다.
둥글둥글한 모양으로 자연 수마가 잘 되서 매끄러울 정도로 부드럽습니다.
*수마(Waterworn 계곡이나 강, 해변에서 물의 흐름에 의한 자연적인 연마 현상)
- 자철석(磁鐵石, Magnetite 마그너타이트)
자철석은 산화 광물로 등축정계에 속하며
결정 그대로 또는 덩어리 모양, 알갱이 모양, 층 모양을 이루며 존재합니다.
색상은 주로 검은색을 띠고 금속광택이 있고
광물 가운데 자성(磁性)이 가장 강합니다.
· 화학식: Fe3O4
· 결정계: 등축정계
· 결정모양: 팔면체
· 색상: 검은색
· 조흔색: 검은색
· 쪼개짐: 불분명
· 모스경도: 5.5
자철석 조흔색은 검은색으로 종종 티타늄을 함유하곤 하는데요.
이 경우 티탄철석(Ilmenite)이라고 부릅니다.
망간, 인, 마그네슘이 함유된 자철석도 많습니다.
또 다른 자성이 있는 비슷한 광물로
적철석(赤鐵石, Hematite 헤마타이트)이 있는데요.
결정계는 삼방정계이고 화학식은 Fe2O3 입니다.
자철석은 겉으로 보이는 색과 조흔색이 모두 검은색으로 같지만
적철석은 겉으로 보이는 색은 적갈색이거나 검은색이지만
조흔색은 적갈색으로 서로 다릅니다.
자철석의 주요 용도는 중요한 제철 원료로써 철의 생산에 있습니다.
현대도 철기시대의 연장선이라고 볼 수 있겠죠.
'코크스+석회석'을 혼합하여 용광로에 넣고 가열하면
금속광택을 지닌 순수한 철을 뽑아낼 수 있습니다.
자철석의 또 다른 용도는 나침반인데요.
얇게 떼어낸 자철석 결정을 자석으로 쓰는 것입니다.
자철석과 자석이 서로 달라붙는 실험을 할 때는
자성이 강한 자석을 사용하는 것이 좋습니다.
왜냐하면 자철석 자체가 자석이 아니고
암석 내 함유된 철(Fe) 성분의 함량이나 순도에 따라
자성의 세기가 약할 수도 있기 때문입니다.
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