Januar 29, 2018

Da li ste znali?

Svaki atom u našem organizmu stvoren je u svemiru prije nekoliko milijardi godina. Takav je slučaj i sa atomima željeza, elementa „iskovanog“ u užarenim srcima zvjezdanih divova, pri gotovo neopisivo velikim gravitacijskim pritiscima i temperaturama višim od tri milijarde ᵒC. Većina elemenata koji u periodnom sistemu elemenata prethode željezu stvoreni su na sličan način - spajanjem jezgri lakših elemenata, uz oslobađanje silne energije i svjetlosti zvijezda. Većina ostalih elemenata, težih od željeza, nastaje tokom supernova, spektakularnih nebeskih eksplozija. Upamtite, sačinjeni ste od najskupocjenije zvjezdane prašine.
Željezo je element sa najstabilnijom jezgrom u svemiru. Jaka nuklearna sila, najmoćnija poznata prirodna sila, upravo u jezgri najčešćeg izotopa željeza-56 dostiže svoj energetski maksimum (po nukleonu) vezujući na jednom mjestu svih njegovih 26 protona i 30 neutrona. Nuklearna energija vezanja je zapravo rad potreban da se atomska jezgra rastavi na svoje sastavne dijelove, protone i neutrone, identičan onom radu koji je izvršen pri zbližavanju nukleona u postupku stvaranja atomske jezgre. To praktično znači da je jezgru atoma željeza nemoguće razoriti, rastaviti, promijeniti, jer je nemoguće ponoviti uvjete koji su vladali tokom njihovog stvaranja. Zbog stabilnosti karakteristika, željezo se često koristi za poređenja i kalibracije.
Znate li da Vaše tijelo sadrži dovoljno željeza za izradu eksera dužine 6 cm, dovoljnog snažnog i čvrstog da izdrži vašu težinu?
Jedna kap krvi sadržava milione crvenih krvnih ćelija. U svakoj od njih nalazimo hemoglobin u kojem se nalazi porfirin, protein bogat željezom – koji krvi daje njenu crvenu boju. Željezo prenosi kisik, ali ne utječe na boju krvi koja je, sama po sebi, zapravo bezbojna. Što je krv bogatija kisikom, oblik porfirina se mijenja u smislu da boja krvi postaje sve življa i svjetlija.
Crvenkastu boju usana dugujemo gustoj mreži kapilara (sitnih krvnih žila). Krv ovih kapilara je normalno veoma zasićena kisikom i svijetlocrvene je boje. Zato su usne anemičnih (malokrvnih) osoba blijede, a plavkaste kod osoba čija je krv slabo zasićena kisikom ili čiji su kapilari, pod utjecajem hladnoće, veoma stisnuti.
Željezo je šesti najčešći element u svemiru, ali je najčešći element u sastavu naše planete. Smatra se da jedna trećina Zemljine ukupne mase otpada na željezo, a većina se nalazi u srcu planete, u njenoj jezgri.
Geodinamsko kretanje rastaljenog željeza u središtu Zemlje stvara električne struje koje induciraju magnetno polje oko naše planete, "magnetski štit" koji Zemlju štiti od veoma opasnih vidova štetnog zračenja iz svemira i solarnog vjetra.
Željeza ima i na drugim planetama – crvenkasta boja Marsa potiče od željezo-oksida, odnosno „zahrđale“ stjenovito-prašinaste površine ovog planeta.
Magnetit, mineral željeza, pronađen je u širokom rasponu raznih životinja – od pčela preko golubova do delfina. Ove životinje imaju tzv. šesto čulo i osjetljive su na Zemljino magnetno polje, što im omogućava fascinirajuće navigacijske sposobnosti.
Vodena bakterija Magnetospirillium magneticum ima sposobnost da aktivno konzumira željezo koje pretvara u magnetizirani magnetit, koji se opet nakuplja u organelama koje se nazivaju magnetosomi. Poredani duž osovine tijela bakterije i nalik kičmenom stubu, magnetosomi ovoj bakteriji omogućavaju brzo kretanje kroz vodu i orijentaciju paralelnu silnicama magnetskog polja.
Željezo je neophodno svim živim organizmima i zauzima centralno mjesto u nekim od najvažnijih životnih procesa.
Biljke sadrže željezo u hlorofilu, biljnom zelenilu, pigmentu koji omogućava fotosintezu – temeljni biološki proces pretvaranja neorganske u energijom bogatu organsku tvar uz stvaranje kisika. S druge strane, ljudi i životinje koriste željezo za prijenos kisika do svih ćelija tkiva kako bi se iskoristila energija oslobođena razlaganjem organske tvari koju naš organizam unosi kao hranu, a iskorištava kao gorivo.
Željezo je neophodno za normalan razvoj dječijeg mozga kao i za normalno funkcioniranje mozga odraslih osoba. Manjak željeza kod djece može dovesti do oštećene sposobnosti učenja.
Željezo je vjerovatno najpoznatije od svih metala i doživljavamo ga kao simbol čvrstoće, ali čisto elementarno željezo je sasvim mekano, veoma sjajno i bijelo. U tom obliku se pojavljuje samo na jednom mjestu na Zemlji.
Željezo se danas najčešće upotrebljava u proizvodnji čelika koji se smatra modernom legurom željeza i ugljika. Manje je poznato da, prema arheološkim nalazima iz Anadolije u današnjoj Turskoj, ljudi proizvode čelik najmanje 4000 godina.
Tehnike rudarenja i topljenja željezne rude razvile su se oko 3000 godina p.n.e. u Egiptu i Mezopotamiji, ali oružja i predmeti napravljeni od željeza postojali su čak i prije. Primjer su željezne perle, pronađene u staroegipatskim grobnicama iz bronzanog doba, oko 5000 godina p.n.e., za koje je dokazano da su meteoritskog porijekla.
Bronzano doba nije izgubilo primat od željeznog zato što su oružja od željeza bila superiornija (naprotiv, bronza je općenito tvrđa od željeza), već zato što je željezo bilo znatno dostupnije i lakše za obrađivanje.
Postoji morski puž, nazvan Cyrsomallon squamiferum, koji „oblači“ odijelo od željeza. To je jedina poznata životinja koja koristi željezo u sintezi svog skeletnog materijala.
Planina Magnitaja u Rusiji, u blizini grada Magnitogorska, sačinjena je gotovo potpuno od željezne rude.
Spartanci su koristili glomazne, nepraktične željezne štapove kao valutu – platežno sredstvo, sve kako bi obeshrabrili potragu za plemenitim metalima i bogatstvom.
Sjećate se crtanih filmova s Popajem, mornarom koji je popularizirao špinat kao zdravu hranu koja daje veliku snagu. Sve je rezultat jedne pogrešno izračunate decimale kada je izračunavan sadržaja željeza u hrani. Tada se smatralo da špinat sadržava 10x više željeza nego što je to zaista slučaj. Greška je kasnije ispravljena, ali Popaj nikada nije promijenio način prehrane.
U prastara vremena, ljudi nisu znali koliko je željezo česta ruda. Jedini poznati izvor željeza u to doba bilo je željezo meteorskog porijekla, pa je ovaj metal bio preskup za svakodnevnu upotrebu i koristio se samo u ceremonijalne svrhe. Iz asirskih zapisa saznajemo da je željezo tada bilo osam puta skuplje od zlata. Osim što je bilo rijetko, meteorsko željezo je bilo i veoma željeno jer je dolazilo s neba, kao Božiji dar. Stari egipćani su željezo nazivali „ba-ne-pe“, u značenju „metal s nebesa“, a smatrali su ga „kostima bogova“.
Zelene masline sazrijevanjem postaju crne. Ovaj proces se može „ubrzati“ – konzervirane crne masline koje kupujete zapravo su zelene masline tretirane hemikalijama poput soli željeza, što pomaže njihovu oksidaciju i ubrzava postizanje „atraktivnijeg“ crnog izgleda.
Zbog mnogobrojnih nuklearnih testiranja nakon Drugog svjetskog rata koja su radioaktivnošću kontaminirala modernu proizvodnju čelika, željezo koje se koristi u proizvodnji radioaktivno-senzitivnih instrumenata mora biti prikupljeno iz pomorskog parka brodova potopljenih prije Drugog svjetskog rata, odnosno eksplozija u Hirošimi i Nagasakiju. Takvih brodova, poput Titanika, sve je manje na raspolaganju. Razlog? Procenjuje se da će se u roku od 50 godina trup i struktura Titanika u potpunosti urušiti zbog rasta bakterija koje se hrane željezom.
U 2012. godini, jedan američki biznismen je ilegalno prosuo stotinjak tona željezo-sulfata uz sjevernoameričku obalu s namjerom da potakne rast planktona sposobnih da apsorbiraju ugljen-dioksid iz zraka. Pokrenut s namjerom da smanji efekte „staklene bašte“ i globalnog zagrijavanja, ovo do danas slovi za najznačajniji georeinžinjerijski projekat u svijetu.
Periodični gubitak željeza menstruacijom kod jedne trećine žena prouzrokuje pomanjkanje željeza bez razvoja simptomatske anemije. Jaki fizički napori povećavaju rizik manjka željeza. Osobe koje jedu malo mesa ili vegeterijanci također mogu razviti manjak željeza. U odnosu na muškarce, žene inače jedu količinski manje, uključujući i manje mesa. Čak i da unosite dovoljno mesa, neke tvari kao fitati (u vlaknastoj hrani biljnog porijekla i cjelovitim žitaricama), polifenoli (u kafi ili čaju), kalcij, ali i manjak vitamina C mogu otežavati apsorpciju željeza. Željezo iz biljne hrane i jaja apsorbira se dvostruko slabije od željeza iz mesa.
Kod postojanja umora i slabosti bez objektivnog razloga, a u slučaju sumnje na niske nivoe željeza u krvi, uvijek je dobro uraditi kontrolni laboratorijski nalaz.
U biologiji postoji hipoteza kojom se pokušava objasniti tzv. kambrijska eksplozija („eksplozija života“ i nagli razvoj kompleksnih organizama i bioraznovrsnosti na Zemlji prije otprilike 500 miliona godina) kao adaptacija jednostavnijih organizama na povećanu količinu kalcija i željeza koji su u okeane „iscurili“ iz erodiranih slojeva stijena.