همه چیز در باره نمک خوراکی (هالیت)

نمک خوراکی (هالیت) یکی از کانی‌هایی است که انسان پیش از دوره‌ی شهرنشینی آن را شناخته و به کار برده است. هر نفر ، سالانه پنج تا هفت کیلوگرم نمک باید مصرف کند. امروزه در 80 ماده از 140 ماده‌ی شیمیایی پرکاربرد در صنعت، بهره‌گیری از نمک خوراکی ضروری است و از این روست که مقدار نمک مصرفی یک کشور را نشانگر درجه‌ی صنعتی بودن آن می‌دانند. در نمک طعام یون سدیم به قدری زیاد است که باید با شش یون کلر در میان گرفته شود تا از دیگر یون‌های مثبت به دور بماند. این ساختمان باعث می‌شود که بلور نمک خوراکی در سه جهت عمود بر هم رخ کامل داشته باشد

  تاریخچه

  نمک خوراکی (هالیت) یکی از کانی‌هایی است که انسان پیش از دوره‌ی شهرنشینی آن را شناخته و به کار برده است. در ایران شاید نمک از شش هزار سال پیش از میلاد استفاده می‌شد. در دوره‌ی هخامنشی معادن نمک از دارایی‌های شاه به شمار می‌رفت و از آن مالیات دریافت نمی‌شد، ولی در دوره‌ی سلوکی‌ها (جانشینان اسکندر) به نمک مالیات بسته شد. در دوره‌ی اسلامی از نمک مالیات نمی‌‌گرفتند، چون برپایه‌ی قانون‌های اسلامی این نوع معادن، به مانند آب، برای افراد مسلمان مباح‌اند و هرکسی که به آن‌ها دست یابد از آن‌ها بهره می‌برد. با وجود این، در سال 1328 خورشیدی، قانونی از مجلس گذشت که استخراج و فروش نمک را به دولت منحصر می‌کرد. اما به‌زودی لغو شد.

  نمک از جمله موادی است که در گذشته نقش مهمی در سیاست کشورها داشته و گاهی باعث بروز اعتصاب‌‌ها، شورش‌ها و جنگ‌های فراوان شده است. در سده‌ی نخست میلادی، امپراتور روم برای دسترسی به منابع نمک، بحرالمیت را اشغال کرد. در سده‌ی چهارم میلادی، رومی‌ها بخشی از انگلستان را برای دستیابی به نمک اشغال کردند و پس از بهره‌برداری و کاهش این منابع در اواخر این سده، از این کشور عقب‌نشینی کردند. در دوره‌ی خلیفه‌های عباسی برده‌هایی که برای تهیه‌ی نمک در اطراف بصره به کار واداشته بودند، شورش بزرگی برپا کردند و این شورش چند سال طول کشید. سرخ پوستان امریکایی بارها برای بهره‌گیری از نمک پیرامون چشمه‌های شوره در کالیفرنیا با هم جنگ و ستیز داشته‌اند. در فرانسه خراج نمک موجب ناخشنودی عمومی گردیدکه در شعله‌ورشدن انقلاب فرانسه اثرگذار بود. پس از انقلاب اعلام شد که معادن از آن ملت است. در دوره‌ی استعمار انگلستان در هند، مالیات نمک باعث اعتصاب‌ها و زد و خوردهای زیادی شد(معادن مورد نظر اکنون در کشور پاکستان است). در ایران به علت وجود معادن زیاد نمک وقایعی مانند سایر کشورها رخ نداده است. از این نمونه‌ها درمی‌یابیم که درگیری و کشمکش‌هایی که بر سر نمک بین دولت‌ها و ملت‌ها رخ داده، نسبت به دیگر مواد معدنی (غیر از نفت) کم‌سابقه بوده است.

  ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی

  نمک طعام یکی از کانی‌هایی است که به پژوهش‌های بسیاری درباره‌ی آن انجام شده و ساختمان اتمی و خواص آن به خوبی شناخته شده است. در نمک طعام یون سدیم به قدری زیاد است که باید با شش یون کلر در میان گرفته شود تا از دیگر یون‌های مثبت به دور بماند. هر یون کلر را نیز شش یون سدیم در میان گرفته است. ساختمان حاصل مکعبی است با اتم‌های مشابه در گوشه‌های مکعب و در مرکز هر یک از شش سطح ردیف‌هایی از یون‌های سدیم و کلر به طور متناوب در راستای سه محوربلور وجود دارند.

  این ساختمان بلوری باعث می‌شود که نمک خوراکی در سه جهت عمود بر هم رخ کامل داشته باشد؛ یعنی با وارد کردن ضربه به بلور یون‌های هم نام در کنار هم جای می‌گیرند و نیروی دافعه‌ی اتم‌ها باعث شکستن بلور در سه جهت عمود بر هم می‌شود. این بلورها اغلب سفید ولی به رنگ‌های دیگری چون خاکستری دارای ناخالصی خاک رس قرمز یا زرد با همراه داشتن مقداری آهن و تیره در صورت داشتن مواد آلی و حتی آبی یا ارغوانی هم دیده می‌شود. خط اثرش سفید و جلای شیشه‌ای دارد، سختی آن 5/2 و جرم حجمی آن بین 1/2 تا 6/2 گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

  نمک طعام به شدت رطوبت جذب می‌کند و در محیط‌های مرطوب آب جذب می‌کند. نخست، حل می‌شود و سپس بلورهای ریزی از آن تشکیل می‌گردد. در تجارت و حمل نمک اغلب آن را با ترکیبات ید مخلوط می‌کنند، چرا که ید بسیار رطوبت‌پسند است. نمک خوراکی روی شعله آتش با صدا می‌ترکد. بهترین راه شناسایی آن مزه‌ی مشخص آن است، به همین جهت در خوش‌مزه‌کردن ساختن غذا بسیار به کار می‌رود.

  چگونگی پدیدآمدن

  از هنگامی که گودال‌های بزرگ زمین به وجود آمد‌ند، مقدار بسیار زیادی از انواع یون‌های مختلف، از جمله یون کلر(^- Cl ) و یون سدیم( Na ⁺ )، از آتشفشان‌های دریایی و سپس از آتشفشان‌های خشکی همراه آب رودخانه‌ها و چشمه‌های شور، وارد این گودال‌ها شدند که همان اقیانوس‌های امروزی هستند و هر روزه بر مقدار آن‌ها افزوده ‌شد. امروزه به طور میانگین هر لیتر آب دریا نزدیک 35 گرم انواع یون‌ها را در خود دارد که از این مقدار نزدیک 27 گرم مربوط به نمک خوراکی است. این مقدار در جاهای مختلف با توجه به میزان تبخیر و بارندگی و عوامل دیگری، کم یا زیاد می‌شود. برای مثال، آب خلیج فارس یکی از شورترین آب های آزاد جهان است.

  آب‌های اعماق دریاها نمی‌توانند مقدار زیادی نمک در خود نگه دارند، زیرا از نمک‌ها به همراه دیگر نهشته‌ها، رسوب می‌کند. راه دیگر، رسوب نمک در دریا زمانی رخ می‌دهدکه بخشی از دریا از دریای آزاد جدا می‌ماند و تبخیر آب موجب انباشت نمک شده و در نتیجه نمک به صورت لایه‌های ضخیم رسوب می‌کند. این پدیده را می‌توان در خلیج قره‌بغاز در کناره‌ی شرقی دریای خزر به خوبی مشاهده کرد. در این خلیج علاوه بر نمک رسوبات تبخیری دیگری چون سولفات سدیم که بزرگ‌ترین منبع شناخته شده‌ی این ماده‌ی معدنی در جهان است، ته‌نشین می‌شود.

  در گذشته فرایند ته‌نشینی نمک در مناطق مختلف زمین بارها رخ داده و باعث تشکیل لایه‌های ضخیم نمک در بین دیگر لایه‌های رسوبی شده است. در دریاچه‌ها هم پس از مدتی درجه‌ی شوری بالا می‌رود و با گذشت زمان میزان نمک آن‌ها به اندازه‌ای می‌رسد که با تبخیر آب، نمک رسوب می‌کند. امروزه در دریاچه‌ی ارومیه و دریاچه‌ی مهارلو نزدیک شیراز، بدین صورت نمک ته‌نشین می‌شود. در گذشته نیز رسوب‌های نمکی فراوانی از این گونه دریاچه‌ها و محیط‌های برجای مانده است. برای مثال، در ایران با شکل‌گرفتن ارتفاعات در محیط‌های بسته‌ی ایران مرکزی، رسوب‌های تبخیری ازجمله نمک همراه با رس و مارن، ته‌نشین شده است که امروزه هم این ته‌نشینی ادامه دارد. این سرزمین‌ها را امروزه کویر می‌نامیم، مانند کویر بزرگ نمک، کویر بجستان و کویر دامغان.

  گنبدهای نمکی

  لایه‌های نمکی که به این صورت در دریاهای آزاد یا دریاچه‌ها تشکیل می‌شوند ممکن است بعدها به صورت گنبدهای نمکی پدیدار شوند. گنبد نمکی یک ساختمان زمین‌شناسی بسیار جالب است که هسته‌ی مرکزی آن از نمک و پیرامون آن از سنگ‌های رسوبی درست شده است.گنبد نمکی نتیجه‌ی تزریق پلاستیکی نمک در سنگ‌های رسوبی اطراف است. ولی چگونگی عمل و حرکت نمک به سمت بالا و خلاف جهت نیروی گرانش به درستی روشن نیست و نظریه‌های گوناگونی در باره‌ی آن پیشنهاد شده است. برخی از زمین‌شناسان عقیده دارند که نیروهای تکتونیکی عامل اصلی حرکت گنبدهای نمکی است. برخی دیگر از زمین‌شناسان عامل بالا آمدن نمک را تفاوت چگالی نسبی نمک و سنگ‌ها اطراف می‌دانند(چگالی نسبی هالیت 1/2 تا 6/2 و چگالی نسبی ماسه و خاک رس نزدیک 5/2 است). زمینشناسان دیگری هم هستند که عقیده دارند نمک ثابت بوده و رسوب‌های مجاور به طرف پایین حرکت کرده‌اند و در نتیجه نمک نسبت به طبقه‌های مجاور بالاتر قرار گرفته است.

  عامل حرکت گنبدی نمکی ممکن است ناشی از همه‌ی عوامل یاد شده باشد و در یک منطقه یکی از آن‌ها اهمیت بیشتری دارد. برای مثال، اطلاعات به دست آمده از ماهواره‌ی لندست نشان می‌دهد که نیروهای تکتونیکی عامل حرکت در گنبدهای نمکی جنوب ایران هستند( 75 گنبد نمکی از 111 گنبد نمکی شناخته‌شده در خشکی، کنار گسل‌ها قرار دارند که به خوبی این ارتباط را نشان می‌دهد).

  گنبدهای نمکی از نظر شکل خارجی شبیه نیستند. بزرگی آن‌ها بسیار متفاوت است و قطر برخی از آن‌ها تا چندکیلومتر می‌رسد. برخی از گنبدهای نمکی سالانه نزدیک یک سانتی‌متر بالا می‌آیند. رشد گنبدهای نمکی گاهی بسیار واضح است و با نشانه‌هایی که روی این گنبدها گذاشته می‌شود رشد آن‌ها پی‌گیری شده است.

  این گنبدها از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارند، چون در بیشتر موارد با مخازن نفتی و هم چنین سولفور و پتاس همراه‌اند. مواد آلی در نمک‌ها دگرگون می‌شوند و نفت را به وجود می‌آورند. نفت به طور معمول در پهلوها یا زیر بخش برجسته‌ی گنبد حرکت می‌کنند و در آن جا انباشته می‌شوند، ولی نمی‌تواند از نمک بگذرند مگر این که گسلی ساختار گنبد را متلاشی کند. از این رو، با وجود همه‌ی مشکلات نسبی که در تکتونیک مربوط به گنبدهای نمکی وجود دارد، مطالعه‌ی گنبدهای نمکی از نظر علمی اهمیت زیادی دارد.

  گنبدهای نمکی در تکزاس و لویزیانا در امریکا، منطقه‌ی شمال دریای خزر در خاک روسیه و در بیشتر جاهای ایران، مانند حاشیه و داخل کویر نمک، جنوب قزوین، قم، شمال غرب زنجان، آوج، سمنان، دامغان، شرق تبریز و نیشابور و در حاشیه‌ی خلیج فارس در استاهای فارس و استان ساحلی و جزیره‌های خلیج فارس چون تنب، ابوموسی و قشم ، دیده می‌شوند.

  هسته‌ی بعضی از جزایر خلیج فارس مانند هرمز و تنب بزرگ و کوچک سنگ نمک است که به صورت گنبد بالا آمده‌اند. این نمک‌ها، از دوران پرکامبرین بوده و پس از آن که در زیر رسوب‌ها قرار گیرند، خود باعث بروز عدم تعادلی در پوسته‌ی زمین می‌شوند، زیرا وزن حجمی این نمک‌ها کم و در حدود 2/2 است(وزن حجمی سنگ‌های رسوبی به طور معمول 5/2 تا 7/2 است). همان‌طور که لایه‌ی روغن نمی‌تواند زیر آب قرار گیرد و برای رسیدن به حالت تعادل به هر ترتیب خود را به سطح آب می‌رساند، لایه‌های نمک نیز تنها برای رسیدن به حالت تعادل و هنگامی که در فشار لایه‌های فوقانی قرار گیرند، مانند روغن در آب، از خلال آن ها می‌گذرند و خود را به سطح زمین می‌رسانند و به این ترتیب برآمدگی گنبدی شکلی به وجود می‌آید. حال ممکن است از خود بپرسید چرا این جزایر تاکنون در آب حل نشده و از بین نرفته‌اند. پاسخ این است که لایه‌های نمک در زیر قشر محافظی قرار دارند(در بیشتر موارد رس و مارن) و از دسترس آب دریا به دور هستند.

  برداشت نمک

  منابع بزرگ نمک امروزه در کشورهایی چون کشورهای آسیای میانه، اتریش، آلمان غربی، لهستان، انگلستان، سویس، فرانسه، ایتالیا، اسپانیا، افریقای جنوبی، هندوستان، پاکستان، الجزیره، اتیوپی، چین، پرو، کلمبیا، آمریکا و ایران، بهره‌برداری می‌شود. در برخی از کشورها منابع نمک وجود ندارد و باید سالیانه مقداری از کشورهای دیگر وارد کنند. در ایران منابع نمک خوراکی فراوان است و از سال‌های دور از کالاهای صادراتی کشور به شمار می‌آید. برای مثال، در دوره‌ی قاجار سالیانه 25 تا 30 هزار تن نمک از معدن نمکدان جزیره‌ی قشم به خارج صادر می شد.

  امروزه برداشت نمک خوراکی به روش‌های گوناگون انجام می‌شود:

  1 . برداشت از لایه‌های سنگی نمک که به صورت نهشته‌های رسوبی از گذشته به جا مانده است، مانند معادن پیرامون قم و کویرهای داخلی ایران.

  2 . بهره‌برداری از گنبدهای نمکی، مانند گنبدهای نمکی جزیره‌های خلیج فارس(از جمله معدن جزیره‌ی هرمز و قشم) و گنبد نمکی پرامون قم.

  3 . جدا کردن بخشی از آب دریاها و دریاچه‌ها به صورت حوضچه و جمع‌آوری نمک آن‌ها پس از تبخیر، مانند برداشت نمک در دریای مدیترانه، اطراف خلیج قره‌بغاز در آسیای میانه، بحرالمیت در اردن و غرب دریاچه‌ی ارومیه

  4 . بهره‌برداری از آب چشمه‌هایی که مقدار زیادی نمک حل‌شده دارند، مانند چشمه‌های رودبار الموت، بستان، جرقویه در اصفهان، بیجار کردستان، اطراف خرم آباد، شورآب شهرکرد، اطراف اشتهارد کرج و بسیاری جاهای دیگر.

  چگونگی به وجود آمدن این گونه چشمه‌ها به این صورت است که وقتی آب‌های جاری یا زیرزمینی از مناطق نمک‌دار عبور می‌کنند، مقداری نمک را در خود حل می‌کنند و همراه می‌برند. رودهایی مانند تلخه‌رود و رودشور از جمله آب‌های جاری هستند که مقداری نمک را با خود جابه‌جا می‌کنند. چشمه‌های یاد شده هم از جمله آب‌های زیرزمینی نمک‌داری هستند که به سطح زمین راه پیدا کرده‌اند و نمک آن‌ها برداشت می‌شود.

  کاربردهای گوناگون

  از نخستین کشف‌های دنیای پزشکی، این بوده که تن آدمی به نمک بسیار نیازمند است. هر نفر ، سالانه پنج تا هفت کیلوگرم نمک باید مصرف کند. از زمان‌های بسیار کهن و دور، مقدار نمکی که تولید می‌شد، همگام با رشد جمعیت، بیشتر و گسترده‌تر شده است. از سال 1791 که زمانه‌ی صنعت آغاز شد، نیاز به نمک نیز به سرعت افزایش یافت به طوری که امروزه در 80 ماده از 140 ماده‌ی شیمیایی پرکاربرد در صنعت، بهره‌گیری از نمک خوراکی یا هالیت بسیار اساسی است. تولید روزافزون مواد صنعتی شیمیایی و کودهای شیمیایی، نیاز به نمک را ناگزیر بسیار افزایش داده است. امروزه پیوند بین نمک و فراورده‌های صنعتی شیمیایی به گونه‌ای است که مقدار نمک مصرفی یک کشور را نشانگر درجه‌ی صنعتی بودن آن می‌دانند.

  مقدار نمک مورد نیاز برای تولید یک کیلوگرم از ماده‌ی شیمیایی را که در نوشتارهای گردهمایی هامبورگ( 1978 میلادی /1356 خورشیدی) بازتاب یافت، در ادامه می‌آید: پودرهای سفیدکننده، 147/1 کیلوگرم؛ کربنات سدیم، 517/1 کیلوگرم؛ سدیم، 158/3 کیلوگرم؛ پنتول، 09/4 کیلوگرم؛ بتانفتول، 618/4 کیلوگرم ؛ د.د.ت، 127/4 کیلوگرم؛ کلروکمورم، 453/6 کیلوگرم؛ بر، 4/224 کیلوگرم؛ یدورپتاسیم، 24/342 کیلوگرم؛ ید، 7/407 کیلوگرم

  یکی دیگر از کاربردهای نمک : استفاده از گنبدهای نمکی برای انبار کردن نفت ( یا باطله های رادیو اکتیو) در آن‌ها است که پروژه‌های زیادی در این مورد در کشورهای آمریکایی و اروپایی به اجرا درآمده است. فن انبارکردن هیدروکربورها در لایه های نمکی زیرزمینی نیز بسیار پیشرفت کرده است. علت اصلی آن در حقیقت این است که روزنگی (تخلخل) سنگ نمکی خیلی کم است و ماده انبار شده در آن هم‌چنان گرفتار خواهد ماند. از سوی دیگر، حفاری نمک با روش حل‌کردن آن در آب بسیار ساده و کم هزینه است.

  نخستین‌بار در کانادا، در استان رونتاریو، برای انبارکردن هیدروکربورها در یک لایه‌ی ضخیم نمک که در ژرفای 660 متری است، گمانه‌زنی را آغاز کردند. با به کارگرفتن دو لوله در این گمانه، آب را به درون چاه فرستادند و نماب را بیرون کشیدند. به این ترتیب، حدود 5/1 میلیون لیتر آب را به کار بردند و 5/10 میلیون کیلوگرم نمک را حل کرده بالا آوردند. در نتیجه یک انبار زیرزمینی و طبیعی با گنجایش 30 هزار بشکه ساخته شد که به زودی آن را تا 50 هزار بشکه گسترش دادند. این گمانه را نزدیک پالایشگاه نفت سارنیا آزمایش کردند و چاه دیگری هم نزدیک آن با گنجایش 40 هزار بشکه به وجود آوردند. آن گاه بوتان و پروپان را در این چاه‌ها پمپ کردند و برای مصرف آینده، انبار کردند. نتیجه آزمایش بسیار مثبت بود. در سال 1958 در آمریکای شمالی با همین روش، بیش از یک میلیون بشکه نفت را در نمک، انبار کردند.

  انگلیسی‌ها برپایه تجربه‌ی کانادایی‌ها و فرانسویان که برای انبارکردن گاز در معادن قدیمی معدن نمک پیشگام بودند، یک پروژه بزرگ را در سال 1974 آغاز کردند. در زیر دریا، دور از کناره‌ی یورکشایر، نزدیک روستای اتویک، پس از بررسی های زمین شناسی در کف دریا، کارهای انبارسازی در لایه‌ی نمکی که در 1650 متری زیر سطح دریا واقع است، آغاز گردید. شش جفت چاه برای حل کردن 28 میلیون متر مکعب نمک در نظر گرفته شد و از تابستان آن سال کارها را به مرحله اجرا رسید تا یک پروژه بزرگ 6 ساله را سامان داده شود.

  هنر و نمک

  یکی از معدن‌های بسیار نامی که تحول هزارساله از فن بهره‌برداری از نمک را به خوبی نشان می‌دهد، در نزدیک شهر وی‌الیسکا در 15 کیلومتری جنوب خاوری کراکوی در لهستان است که از عهد نوسنگی تاکنون بهره‌برداری می‌شود. در این معدن نمک که تا ژرفای 327 متری زیرزمین کار شده است، روی هم بیش از 300 کیلومتر گالری، تونل، چاه ، میله و چند کلیسای کوچک وجود دارد که آن‌ها را با آویزها و لوسترهای زیبایی از بلورهای نمک ساخته‌اند.

  در یکی از زیباترین کلیساها به نام سن‌کینگا لوسترهای نمکین را برای دیدارکنندگان روشن می‌کنند. این کلیسا در سده‌ی شانزدهم میلادی ساخته شده است. در سال‌های بسیار دور، کسانی که تکه‌های نمک را از ستون‌های نگهدارنده‌ی سقف می‌دزدیدند، به شدت تنبیه می‌کردند و گاهی بازوان آن‌ها را می‌بریدند! این معدن به علت داشتن گذشته‌ای آشکار که فن معدن‌کاوی و تحول آن را نشان می‌دهد، در سال 1978 از سوی سازمان یونسکو به عنوان میراث جهانی معرفی شد.

  یکی از معدن‌های زیرزمینی نمک در کشور پاکستان، در کوه‌های سالت‌رنج قرار دارد که می‌گویند، اسکندر مقدونی برای دست یابی به آن، سخت کوشیده و کشتارها کرده است. در تونل‌های زیرزمینی و به علت نفوذ آب در سنگ‌های نمکی، آرام آرام قسمت‌هایی حل شده و شورابه‌ها به صورت آبچکانه فرو می‌چکد و پدیده‌ی زیبایی درست همانند استالاکتیت به وجود می‌آید که کارگران معدن از اردو و پشتو زبان آن‌ها را نامگذاری کرده‌اند: شورابه‌ای که از سقف تونل فرو می‌چکد و آویزوار شکل می‌گیرد به نام "اشک نمک"، شورابه‌ای که فرو ریخته و در کف تونل ستونک و برجستگی ساخته است به نام "آه‌نمک" و هر جا که نمک‌های سقف و کف، یعنی اشک و آه به هم رسیده‌اند، از آن به نام "وصال‌نمک" یاد می‌کنند.