Da li ste znali? | Željezo

Svaki atom u našem organizmu stvoren je u svemiru prije nekoliko milijardi godina. Takav je slučaj i sa atomima gvožđa, elementa „iskovanog“ u užarenim srcima zvezdanih divova, pri gotovo neopisivo velikim gravitacijskim pritiscima i temperaturama višim od tri milijarde ᵒC. Većina elemenata koji u periodnom sistemu elemenata prethode gvožđu stvoreni su na sličan način - spajanjem jezgri lakših elemenata, uz oslobađanje silne energije i svetlosti zvezda. Većina ostalih elemenata, težih od gvožđa, nastaje tokom supernova, spektakularnih nebeskih eksplozija. Upamtite, sačinjeni ste od najskupocjenije zvezdane prašine.

Gvožđe je element sa najstabilnijim jezgrom u svemiru. Jaka nuklearna sila, najmoćnija poznata prirodna sila, upravo u jezgru najčešćeg izotopa gvožđe-56 dostiže svoj energetski maksimum (po nukleusu) vezujući na jednom mestu svih njegovih 26 protona i 30 neutrona. Nuklearna energija vezanja je zapravo rad potreban da se atomsko jezgro rastavi na svoje sastavne delove, protone i neutrone, identičan onom radu koji je izvršen pri zbližavanju nukleusu u postupku stvaranja atomskog jezgra. To praktično znači da je jezgro atoma gvožđa nemoguće razoriti, rastaviti, promeniti, jer je nemoguće ponoviti uslove koji su vladali tokom njegovog stvaranja. Zbog stabilnosti karakteristika, gvožđe se često koristi za poređenja i kalibracije.

Znate li da vaše telo sadrži dovoljno gvožđa 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 gvožđem – koji krvi daje njenu crvenu boju. Gvožđe prenosi kiseonik, ali ne utiče na boju krvi koja je, sama po sebi, zapravo bezbojna. Što je krv bogatija kiseonikom, oblik porfirina se menja u smislu da boja krvi postaje sve življa i svetlija.

Crvenkastu boju usana dugujemo gustoj mreži kapilara (sitnih krvnih sudova). Krv ovih kapilara je normalno veoma zasićena kiseonikom i svetlocrvene je boje. Zato su usne anemičnih (malokrvnih) osoba blede, a plavkaste kod osoba čija je krv slabo zasićena kiseonikom ili čiji su kapilari, pod uticajem hladnoće, veoma stisnuti.

Gvožđe je šesti najčešći element u svemiru, ali je najčešći element u sastavu naše planete. Smatra se da jedna trećina Zemljine ukupne mase otpada na gvožđe, a većina se nalazi u srcu planete, u njenom jezgru.
Geodinamsko kretanje rastaljenog gvožđa u središtu Zemlje stvara električne struje koje indukuju magnetno polje oko naše planete, "magnetski štit" koji Zemlju štiti od veoma opasnih vidova štetnog zračenja iz svemira i solarnog vetra.
Gvožđa ima i na drugim planetama – crvenkasta boja Marsa potiče od gvožđe-oksida, odnosno „zarđale“ stenovito-prašinaste površine ove planete.

Magnetit, mineral gvožđa, pronađen je u širokom rasponu raznih životinja – od pčela preko golubova do delfina. Ove životinje imaju tzv. šesto čulo i osetljive su na Zemljino magnetno polje, što im omogućava fascinirajuće navigacijske sposobnosti.
Vodena bakterija Magnetospirillium magneticum ima sposobnost da aktivno konzumira gvožđe koje pretvara u magnetisani magnetit, koji se opet nakuplja u organelama koje se nazivaju magnetosomi. Poređani duž osovine tela bakterije i nalik kičmenom stubu, magnetosomi ovoj bakteriji omogućavaju brzo kretanje kroz vodu i orijentaciju paralelnu silnicama magnetskog polja.

Gvožđe je neophodno svim živim organizmima i zauzima centralno mesto u nekim od najvažnijih životnih procesa.
Biljke sadrže gvožđe u hlorofilu, biljnom zelenilu, pigmentu koji omogućava fotosintezu – temeljni biološki proces pretvaranja neorganske u energijom bogatu organsku materiju uz stvaranje kiseonika. S druge strane, ljudi i životinje koriste gvožđe za prenos kiseonika do svih ćelija tkiva kako bi se iskoristila energija oslobođena razlaganjem organske materije koju naš organizam unosi kao hranu, a iskorišćava kao gorivo.

Gvožđe je neophodno za normalan razvoj dečijeg mozga kao i za normalno funkcionisanje mozga odraslih osoba. Manjak gvožđa kod dece može dovesti do oštećene sposobnosti učenja.

Gvožđe je verovatno najpoznatije od svih metala i doživljavamo ga kao simbol čvrstoće, ali čisto elementarno gvožđe je sasvim mekano, veoma sjajno i belo. U tom obliku se pojavljuje samo na jednom mestu na Zemlji.
Gvožđe se danas najčešće upotrebljava u proizvodnji čelika koji se smatra modernom legurom gvožđa i ugljenika. Manje je poznato da, prema arheološkim nalazima iz Anadolije u današnjoj Turskoj, ljudi proizvode čelik najmanje 4000 godina.
Tehnike rudarenja i topljenja gvozdene rude razvile su se oko 3000 godina p.n.e. u Egiptu i Mesopotamiji, ali oružja i predmeti napravljeni od gvožđa postojali su čak i pre. Primer su gvozdene perle, pronađene u staroegipatskim grobnicama iz bronzanog doba, oko 5000 godina p.n.e., za koje je dokazano da su meteoritskog porekla.
Bronzano doba nije izgubilo primat od gvozdenog zato što su oružja od gvožđa bila superiornija (naprotiv, bronza je tvrđa od gvožđa), već zato što je gvožđe bilo znatno dostupnije i lakše za obrađivanje.

Postoji morski puž, nazvan Cyrsomallon squamiferum, koji „oblači“ odelo od gvožđa. To je jedina poznata životinja koja koristi gvožđe u sintezi svog skeletnog materijala.

Planina Magnitaja u Rusiji, u blizini grada Magnitogorska, sačinjena je gotovo potpuno od gvozdene rude.

Spartanci su koristili glomazne, nepraktične gvozdene štapove kao valutu – platežno sredstvo, sve kako bi obeshrabrili potragu za plemenitim metalima i bogatstvom.

Sećate se crtanih filmova s Popajem, mornarom koji je popularizovao spanać kao zdravu hranu koja daje veliku snagu. Sve je rezultat jedne pogrešno izračunate decimale kada je izračunavan sadržaja gvožđa u hrani. Tada se smatralo da spanać sadrži 10 x više gvožđa nego što je to zaista slučaj. Greška je kasnije ispravljena, ali Popaj nikada nije promenio način ishrane.

U prastara vremena, ljudi nisu znali koliko je gvožđe česta ruda. Jedini poznati izvor gvožđa u to doba bilo je gvožđe meteorskog porekla, pa je ovaj metal bio preskup za svakodnevnu upotrebu i koristio se samo u ceremonijalne svrhe. Iz asirskih zapisa saznajemo da je gvožđe tada bilo osam puta skuplje od zlata. Osim što je bilo retko, meteorsko gvožđe je bilo i veoma željeno jer je dolazilo s neba, kao Božiji dar. Stari Egipćani su gvožđe nazivali „ba-ne-pe“, u značenju „metal s nebesa“, a smatrali su ga „kostima bogova“.

Zelene masline sazrevanjem postaju crne. Ovaj proces se može „ubrzati“ – konzervirane crne masline koje kupujete zapravo su zelene masline tretirane hemikalijama poput soli gvožđa, što pomaže njihovu oksidaciju i ubrzava postizanje „atraktivnijeg“ crnog izgleda.

Zbog mnogobrojnih nuklearnih testiranja nakon Drugog svetskog rata koja su radioaktivnošću kontaminirala modernu proizvodnju čelika, gvožđe koje se koristi u proizvodnji radioaktivno-senzitivnih instrumenata mora biti prikupljeno iz pomorskog parka brodova potopljenih pre Drugog svetskog 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 gvožđem.

U 2012. godini, jedan američki biznismen je ilegalno prosuo stotinjak tona gvožđe-sulfata uz severnoameričku obalu s namerom da podstakne rast planktona sposobnih da apsorbuju ugljen-dioksid iz vazduha. Pokrenut s namerom da smanji efekte „staklene bašte“ i globalnog zagrevanja, ovo do danas važi za najznačajniji georeinžinjerijski projekat u svetu.

Periodični gubitak gvožđa menstruacijom kod jedne trećine žena prouzrokuje manjak gvožđa bez razvoja simptomatske anemije. Jaki fizički napori povećavaju rizik manjka gvožđa. Osobe koje jedu malo mesa ili vegeterijanci takođe mogu razviti manjak gvožđa. U odnosu na muškarce, žene inače jedu količinski manje, uključujući i manje mesa. Čak i da unosite dovoljno mesa, neke materije kao fitati (u vlaknastoj hrani biljnog porekla i celovitim žitaricama), polifenoli (u kafi ili čaju), kalcijum, ali i manjak vitamina C mogu otežavati apsorpciju gvožđa. Gvožđe iz biljne hrane i jaja apsorbuje se dvostruko slabije od gvožđa iz mesa.
Kod postojanja umora i slabosti bez objektivnog razloga, a u slučaju sumnje na niske nivoe gvožđa u krvi, uvek 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 pre otprilike 500 miliona godina) kao adaptacija jednostavnijih organizama na povećanu količinu kalcijuma i gvožđa koji su u okeane „iscurili“ iz erodiranih slojeva stena.