Barnsteen of amber is 'n deursigtige, deurskynende of ondeursigtige, meestal goudgeel tot geelbruin edelsteen wat uit die verharde, gefossileerde hars van prehistoriese naaldbome gevorm is.
Barnsteen het tussen 50 en 260 miljoen jare gelede uit die taai vloeiende hars van bome ontstaan waarvan die bas gewond en daarna met hars verseël is om dit teen skadelike mikro-organismes te beskerm. Die hars het geleidelik tot 'n vaste, amorfe (dit wil sê nie-kristalliene) materiaal ontwikkel. Alhoewel barnsteen geen mineraal of gesteente is nie (dit is van organiese oorsprong en brandbaar), word dit nogtans as edelsteen beskou waaruit reeds in die vroeë geskiedenis van die mensheid sierade of kunswerke vervaardig is. Sommige van die oudste voorwerpe uit barnsteen, wat in Egipte ontdek is, is meer as 6 000 jaar oud.
Die mees befaamde pronkstuk uit barnsteen was die sogenaamde Barnsteenkamer in die Katharina-paleis naby Sint Petersburg wat uit die goudgeel Baltiese barnsteen vervaardig is en waarna dikwels as die Agste Wonder van die Wêreld verwys word. Dit het gedurende die Tweede Wêreldoorlog spoorloos verdwyn, maar kon tussen 1979 en 2003 deur Russiese deskundiges met behulp van geskiedkundige foto's uit Baltiese barnsteen gerekonstrueer word.
Terwyl barnsteen vroeër ook vir geneeskundige doeleindes gebruik is, het dit veral vir paleontoloë wetenskaplike betekenis aangesien klein diere en plantstukkies dikwels in vloeibare boomhars vasgevang en gefossileer is. Hulle is oor 'n tydperk van miljoene jare in barnsteenklontjies gepreserveer.
Deskundiges klassifiseer die meer as 250 verskillende soorte barnsteen volgens hulle vindplek, ouderdom en veral volgens die plante wat dit geproduseer het.
Etimologie Die Afrikaanse benaming barnsteen is afgelei van die Laat-Middelnederlandse bernsteen, 'n ontlening aan Middelnederduits waar bârnsteen of bêrnsteen na die brandbaarheid van fossiele hars verwys het. Steen beteken hier edelsteen.J. de Vries/F. de Tollenaere: Waar komen onze woorden vandaan? Dertiende druk. Utrecht/Antwerpen: Aula/Het Spectrum 1983, bl. 60
Die Oud-Griekse term vir barnsteen is ḗlektron (ἤλεκτρον) en kan met "helder goud" of "wit goud" ('n 4:1 mengsel van goud en silwer) vertaal word. Die wortel van die Griekse woord élektron gaan terug op 'n vroeë Indo-Europese term wat "helder, glansend, stralend" beteken. Meer welvarende antieke huishoudings het dikwels 'n groot barnsteen as klereborsel ingespan – by wrywing met tekstiele word barnsteen elektries gelaai sodat stof op klere daarmee bygekom kan word. Die feit dat barnsteen statiese elektrisiteit opbou wanneer dit teen bepaalde materiale gevryf word, was reeds aan Thales van Miletus bekend. Uiteindelik het die term vir barnsteen ook die moderne naamgewer vir die elektron as subatomiese partikel en elektrisiteit geword. Die elektrostatiese eienskappe van barnsteen het daarnaas 'n beduidende rol by vroeë eksperimente rondom elektrisiteit gespeel.
Die antieke Romeine het na barnsteen as electrum ('n vreemde woord wat aan Grieks ontleen is) of succinum verwys. Succinum is blykbaar afgelei van sucus "dik vloeistof of sap". Die litologiese vakterm vir Baltiese barnsteen, succiniet, het sy oorsprong eweneens in hierdie Latynse woord. Die Germane het barnsteen glaes of glasaz genoem – 'n term waarvan ons huidige woord "glas" afgelei is.
Daarnaas het barnsteen in die klassieke oudheid ook as lyncirium (Latyn), lyngurion (Grieks) of lynx-urine bekend gestaan – daar is aangeneem dat barnsteen uit die urine van losse sou ontstaan wat deur sonstraling opgewarm en verhard word. Die Afrikaanse sinoniem amber is – net soos die Engelse term amber en die Franse ambre - uit 'n soortgelyke misverstand gebore. Aangesien ook amber, 'n welriekende substansie uit die derm van potvisse wat vir die vervaardiging van parfuum gebruik word, soms op strande gespoel word, is dit met barnsteen verwar.Scinexx – das Wissensmagazin: Vom Börnstein zur Elektrizität – Kleine Etymologie des Bernsteins. Besoek op 30 Desember 2009
Eienskappe duimnael|regs|250px|Barnsteen, Ø 12 cm duimnael|regs|250px|'n Spinnekop wat miljoene jare gelede in barnsteen vasgevang is
Alhoewel barnsteen gewoonlik lig- tot goudgeel of geelbruin is, kom 'n groot aantal variëteite voor waarvan die kleurskakerings van kleurloos of wit tot oranje, rooi en bruin kan strek. Afhangende van die soort en hoeveelheid plantmateriaal wat in 'n barnsteenklont gepreserveer is, is daar ook groenerige en selfs diepswart barnstene. Troebel barnstene bevat baie klein borreltjies lug wat selfs met 'n ligmikroskoop nie gesien kan word nie – hulle grootte wissel tussen 0,0002 en 0,0008 millimeter, en hul aantal kan tot by 900 000 per kubieke millimeter beloop. Skitterende blou barnstene is skaars en word veral in die Dominikaanse Republiek ontgin. Die buitengewone kleureffek word waarskynlik deur 'n besondere ligbreking veroorsaak.
In teenstelling met namaaksels, wat van kunshars vervaardig word, is barnsteen maklik ontvlambaar en brand met 'n helder vlam wat baie roet afgee tot 'n swart, bros materiaal wat weer verhard. Tydens die verbranding van sy vlugtige bestanddele – waaronder eteriese olies – word 'n aromatiese geur vrygestel sodat barnsteen byvoorbeeld in Indië ook in plaas van wierook vir godsdienstige rituele gebruik word.
Fisiese eienskappe Met 'n absolute hardheid van tussen 2 en 2,5 op Mohs se hardheidskaal is barnsteen 'n relatief sagte materiaal – 'n kopermunt is voldoende om 'n kepie in die oppervlak van 'n barnsteenklont te sny.
Barnsteen is effentjies digter as water – vanweë sy lae digtheid (omstreeks 1,07 g·cm−3) sink dit in vars water, maar dryf op soutwater (soos byvoorbeeld 'n versadigde soutoplossing wat ook gebruik kan word om die egtheid van 'n barnsteenklont te bevestig).
Barnsteen het geen presiese smeltpunt nie – teen temperature van tussen 170 en 200 °C word dit sag en vormbaar. Eers teen temperature van meer as 300 °C begin dit smelt en ontbind. Ná afkoeling ontstaan 'n materiaal wat baie soos kolofonium – 'n bros boomhars – lyk.
Barnsteen het 'n baie hoë elektriese weerstand en 'n baie lae permittiwiteit van respektiewelik 2,9 (natuurlike barnsteen) en 2,74 (geperste barnsteen). In 'n droë omgewing kan dit deur wrywing met tekstielmateriaal soos katoen, sy of wol elektrostaties gelaai word. Hierby verkry barnsteen 'n negatiewe lading, dit wil sê dit neem elektrone op. Die wrywingsmateriaal kry daarenteen 'n positiewe lading (dit gee elektrone af). Hierdie lading staan ook as wrywingselektrisiteit bekend.
Hierdie eienskap speel 'n rol by egtheidstoetse aangesien barnsteen hierdeur nie negatief geraak word nie, alhoewel die toets op kleiner barnsteenklontjies nie maklik toegepas kan word nie. Elektries gelaaide barnsteen trek klein stukkies papier, tekstiel- of wolvesels aan – 'n effek wat reeds in die antieke oudheid bekend was en wat deur die werke van Plinius die Ouere tot in die laat Middeleeue oorgelewer is. Die Engelse natuurvorser William Gilbert (1544–1603) het in sy werk De magnete magneticisque corporibus, wat in 1600 verskyn het, 'n eie hoofstuk daaraan gewy en dit van magnetisme onderskei. Gilbert het ook die wetenskaplike term elektrisiteit, 'n afleiding van die Griekse woord vir barnsteen, ingevoer.
In UV-straling (met 'n golflengte van tussen 320 en 380 nanometer) skitter onverweerde of vars geslypte barnsteen blou, in 'n verweerde toestand het dit 'n mat olyfgroen kleur. Dit glans wanneer dit vogtig, vettig of geslyp is aangesien dit met 'n geslote oppervlak 'n hoë ligbreking het. X-strale kan lae met 'n dikte van tot 10 millimeter byna sonder verlies deurdring.
Chemiese eienskappe duimnael|regs|250px|Geslypte en gepoleerde Borneo-barnsteen uit Sabah, Maleisië – 'n baie harde variëteit
Barnsteen bestaan hoofsaaklik uit koolstof (tussen 67 en 81 persent) en daarnaas uit waterstof en suurstof, soms ook uit klein hoeveelhede swael (1 persent). Indien mineraliese bestanddele ingesluit is, kan ook ander elemente in barnsteen voorkom. Barnsteen is 'n mengsel van verskillende stowwe en hul oksidasieprodukte wat in lang polimere aan mekaar gebind is. Bestanddele, wat in barnsteen gevind word, sluit byvoorbeeld abiëtiensuur, isopimaarsuur, agathendisuur asook sandraracopimarsuur in. Barnsteen se onoplosbare bestanddeel, 'n ester, word succinien (of reseen, sucinoreseen) genoem. Tot dusver is meer as 70 organiese verbindings gevind wat by die vorming van Baltiese barnsteen (succiniet) betrokke is.
Barnsteen is haas nie in organiese oplosmiddels oplosbaar nie. Nogtans verweer dit, veral wanneer dit aan die suurstof in die lug of aan UV-straling blootgestel word. Sy buitenste lae word dan donker. In droë omstandighede begin op sy oppervlak en in holle ruimtes klein, byna ronde skeure vorm, die sogenaamde sonflinte, wat barnsteen mettertyd 'n broos en ru oppervlak gee. Fossiele, wat moontlik in amberstukke aanwesig is, word hierdeur vernietig.
Natuurlike barnsteen reageer net aan sy oppervlak met eter, asetoon en swaelsuur. Indien hierdie soort stowwe oor 'n langer tyd daarop inwerk, word die oppervlak mat. Geperste barnsteen is minder bestand teen hierdie soort inwerking. Indien dit langer in aanraking met die bogenoemde stowwe kom, word dit deegagtig en sag. Dieselfde geld in prinsipe ook vir kopal en kunshars, alhoewel hier al 'n baie korter aanraking voldoende is.
Verspreiding Oossee- en Baltiese gebied duimnael|regs|250px|Hierdie blou barnsteen behoort tot 'n variëteit wat tussen 25 en 40 miljoen jaar gelede in die gebied van die huidige Dominikaanse Republiek ontstaan het
Die belangrikste voorkomste van barnsteen in Europa is oor die hele Oosseegebied verspreid en word hier veral in Samland, tussen die Wisla-haf en die Koerse Haf in die Kaliningradse Gebied ('n eksklawe van die Russiese Federasie tussen Pole en Litaue), in Pole en in Litaue aangetref. Hierdie Baltiese barnsteen (succiniet) het tussen 40 en 50 miljoen jaar gelede ontstaan, en die heersende opvatting is dat dit op 'n boomspesies teruggaan wat nou verwant aan die huidige goudlariks is.
Vanweë sekere ooreenkomstige eienskappe, wat onder meer met behulp van analitiese tegnieke soos massaspektrometrie bepaal is, neem wetenskaplikes aan dat ook 'n uitgestorwe verwant van die Agathis-spesies (Araucariaceae), waarby ook die Nieu-Seelandse kauriboom (Agathis australis) gereken word, as moontlike harsprodusent vir Baltiese barnsteen beskou moet word.
Baltiese barnsteen neem 'n besondere plek in die kultuurgeskiedenis in – geen ander ambersoort is beter geskik vir die vervaardiging van sierade as hierdie variant nie, en geen ander soort word in vergelykbare hoeveelhede en gehalte aangetref nie. Die barnsteen-voorkomste in die Oosseegebied het reeds in die antieke 'n beduidende ekonomiese rol gespeel – die Romeinse skrywer Tacitus verwys na die Aesti, 'n volk wat met barnsteen handel gedryf het.
Ander Europese vindplekke Barnsteen word eweneens in die oostelike Sentraal-Europa (Tsjeggië, Hongarye, Roemenië, Bulgarye en Oekraïne) aangetref. Die bekendste soorte is die Morawiese barnsteen, die Roemeense barnsteen (roemeniet) en die Oekraïense barnsteen wat almal omstreeks 100 miljoen jaar oud is.
Barnsteen kan ná hewige storms ook langs die Nederlandse, Duitse en Deense Noordseekus, in die Deense Jutland, op die Deense eilande asook langs die Sweedse kus deur strandwandelaars gevind word. Daarnaas word binnelandse voorkomste in die Duitse deelstaat Brandenburg (byvoorbeeld in die Natuurpark Barnim tussen Berlyn en Eberswalde), in Switserland, Oostenryk, Frankryk en Spanje asook op die Italiaanse eiland Sisilië aangetref.
Barnsteen uit die Switserse Alpe is tussen 55 en 200 miljoen jaar oud, barnsteen uit Golling tussen 225 en 231 miljoen jaar. Die bekende Sisiliaanse barnsteen (simetiet) het daarenteen eers tussen tien en twintig miljoen jaar ontstaan.
Afrika