Choceňské železo stále záhadou

V srpnu roku 1844 došlo při hloubení železničního tunelu u Chocně ve východních Čechách k nálezu unikátních úlomků ryzího železa. Zaujaly i pana guberniálního radu K. A. Neumanna, který zde byl na inspekční návštěvě. Jednalo se o úlomky vyvezené z tunelu v odvalovém materiálu. Při pátrání odkud železo pochází, zjistil zvídavý gubernální rada, že úlomky železa vypadly z polohy plastičtějšího slínovce. Tato poloha uložená mezi masivními opukami (spongility) je součástí křídových sedimentů, kterými tunel prochází. Schematizovaný geologicky řez choceňským tunelem je na připojeném obrázku. Objeveno bylo celkem šestnáct úlomků, z nichž největší vážil kolem 100 gramů (6,5 lotu). Všechny pocházely z úseku, v němž protínala štola tunelu polohu slínovce. Bylo to v hloubce asi 34 až 38 metrů pod úrovní současného terénu. Okolo jednotlivých úlomků byla vždy vytvořena silná vrstva hydrátů železa. Železo samo bylo kujné a jednotlivé úlomky měly rozdílnou hutnost.

Česká geologická obec dlouhou dobu diskutovala o tomto nálezu. Pochybnosti kolem okolností nálezu shrnul geolog Jan Krejčí: Viděl jsem ty kusy před několika lety, avšak nedůvěřuje v to, že by okolnosti v nichž to ryzí železo nalezeno bylo, zevrubně byly prozkoumány, domníval jsem se že snad nějakou náhodou do škuliny opuky zapadly a tam časem zrezivěly. Po prověření přímo v terénu ale uznal, a ve své zprávě to i uvedl, že železo nemohlo být do slínovce vneseno později, než kdy se vytvářela samotná hornina.

Prověřování poměrů v terénu a dlouhé diskuse byly důvodem, proč byla nálezová zpráva K. A. Neumannem publikována až s velikým zpožděním v roce 1857. Současně byla uvedena i chemická analýza železa provedená synem pana rady inženýrem J. G. Neumanem. Rozbor byl proveden klasickou mokrou cestou a byla jím prokázána vysoká ryzost železa (98,33%), arsenu bylo zjištěno 0,32% a uhlíku a karbidu železa 0,74%.

Jeden z úlomků železa analyzoval současné také badatel A. E. Reuss. Jeho výsledky byly obdobné. Uvedl však ve své zprávě zajímavou teorii o vzniku ryzího železa v přírodních podmínkách. Předpokládal, že redukcí pyritové, nebo markazitové konkrece (jedná se o přírodní shluky sirníku železa) v karbonátovém prostředí za spolupůsobení organických substancí mohlo dojít až ke vzniku ryzího železa. Uvedená představa se objevuje i ve všech dalších zprávách (nejnověji pak v Kratochvílově Topografické mineralogii Čech) i přes to že český geolog Jan Krejčí upozornil již při publikování nálezové zprávy, na možnost, že jde o atypický železný meteorit. Karel Tuček ve své monografii o meteoritech z roku 1981 řadí choceňské železo mezi pseudometeority a kromě Reussovy představy o původu cituje i názor, že by snad mohlo jít i o čepel mykénské dýky.

Díky laskavosti Dr. Jiřího Kouřimského z Národního muzea v Praze jsem obdržel v roce 1981 k výzkumu malý kousek choceňského železa z úštěpků uchovávaných v depozitáři. Z úlomku byla udělána optická emisní spektrální analýza. Železo bylo odjiskřeno na dvou různých pracovištích a to přímo jako elektroda a pak běžným způsobem v grafitové elektrodě. Výsledky potvrzují vysokou ryzost železa. Rozdíly jsou podmíněny tím, že při použití železa jako elektrody excituje pouze kovová fáze, zatímco při odjiskření v grafitu jsou indikovány i nekovové složky.

Část materiálu byla tehdy předána na instrumentální neutronovou aktivační analýzu (jeden vzorek do londýnského ústavu pro korozi materiálu, druhý do laboratoří n. p. Geoindustria v Černošicích). Výsledky opět potvrzují vysokou ryzost železa. Provedené rozbory charakterizuji hlavní kovovou substanci.

Na rozdíl od teoretické měrné hmotnosti vykazuje choceňské železo jen 7,08 g·cm-3 (ryzí železo 7,7 g·cm-3). V nábrusu při odraženém světle je vidět v železe množství nekovových inkluzí (uzavřenin), které mají tyčinkovitý tvar. Kromě grafitu a karbidů jsou zde zastoupeny i silikátové složky, které však vzhledem k nepatrným rozměrům nelze identifikovat.

Shrneme-li výsledky nového laboratorního výzkumu, vyplývá z nich, že jde o kovové železo vysoké ryzosti, ve kterém jsou četné uzavřeniny mikroskopických až submikroskopických rozměrů, které snižují měrnou hmotnost. Běžně vyráběnému železu se nepodobá ani svou vnitřní stavbou, ani chemickým složením. Nelze je však ani srovnávat s železnými meteority, protože neobsahují nikl. Dosud přejímaný názor o vzniku redukcí v přírodních podmínkách je neudržitelný. Na tomto místě nemá smysl rozebírat termodynamické podmínky. Stačí jen uvést, že by neměly být přítomny karbidy; a že inkluze by musely zachovávat koncentrickou stavbu charakteristickou pro konkréce.

Choceňské železo zůstává tedy i nadále záhadou. Prokázáno zatím bylo pouze to, že nemohlo vzniknout redukcí v přírodních podmínkách, jak si to představoval pan Reuss. Dokázat jde-li o materiál pozemský, nebo kosmický bude možno teprve za předpokladu, že se objeví další podobné materiály, které bude možno studovat i s prostředím ve kterém budou uloženy.

Schematizovaný profil choceňského tunelu
Upraveno podle K. A. Neumanna (1857)
Schematizovaný profil choceňského tunelu Legenda:
  1. železniční trať
  2. choceňský tunel
  3. masivní sponglity
  4. plastický slínovec
  5. navážka (železniční násep)
  6. místo nálezu ryzího železa

RNDr. Ivan Turnovec