Minerały powierzchni Ziemi

licencjat Sætrenes / Getty Images

Geolodzy wiedzą o tysiącach różnych minerałów zamkniętych w skałach, ale kiedy skały są odsłonięte na powierzchni Ziemi i padają ofiarą zwietrzenie , pozostaje tylko garść minerałów. Są składnikami osadów, które ponad czas geologiczny wraca do skała osadowa .

Gdzie idą minerały

Kiedy góry zapadają się w morze, wszystkie ich skały, zarówno magmowe, osadowe, jak i metamorficzne, załamują się. Fizyczny lub wietrzenie mechaniczne redukuje skały do ​​małych cząstek. Te rozkładają się dalej przez wietrzenie chemiczne w wodzie i tlenie. Tylko kilka minerałów może opierać się wietrzeniu w nieskończoność: cyrkon to jedno, a rodzime złoto to drugie. Kwarc opiera się bardzo długo, dlatego piasek, będąc prawie czysty kwarc , jest tak uporczywy. Po wystarczającym czasie nawet kwarc rozpuszcza się w kwas krzemowy, H₄To nie jest₄. Ale większość minerały krzemianowe które składają się na skały zamieniają się w stałe pozostałości po chemicznym wietrzeniu. Te pozostałości krzemianów składają się na minerały powierzchni lądowej Ziemi.

oliwin, pirokseny , i amfibole magmowe lub Skały metamorficzne reagują z wodą i pozostawiają zardzewiałe tlenki żelaza, głównie minerały getyt i hematyt. Są to ważne składniki w glebie, ale rzadziej występują jako minerały stałe. Dodają również brązowy i czerwony kolor skałom osadowym.

Skaleń , najczęstsza grupa minerałów krzemianowych i główna siedziba glinu w minerałach, również reaguje z wodą. Woda wyciąga krzem i inne kationy („kocie oczy”), czyli jony o ładunku dodatnim, z wyjątkiem aluminium. W ten sposób minerały skalenia zamieniają się w uwodnione glinokrzemiany, które są glinami.

Niesamowite gliny

Minerały ilaste nie są zbyt interesujące, ale życie na Ziemi zależy od nich. Na poziomie mikroskopijnym glinki są maleńkimi płatkami, takimi jak mika ale nieskończenie mniejsze. Na poziomie molekularnym glina jest kanapką wykonaną z arkuszy czworościan krzemionkowy (SiO₄) oraz arkusze wodorotlenku magnezu lub glinu (Mg(OH)_dwai Al(OH)₃). Niektóre glinki to właściwa trójwarstwowa kanapka, warstwa Mg/Al pomiędzy dwiema warstwami krzemionki, podczas gdy inne są otwartymi dwuwarstwowymi kanapkami.

Tym, co sprawia, że ​​glinki są tak cenne dla życia, jest to, że dzięki ich małym rozmiarom cząstek i otwartej budowie mają bardzo duże pola powierzchni i mogą z łatwością przyjmować wiele kationów zastępczych dla ich atomów Si, Al i Mg. Tlen i wodór są dostępne w obfitości. Z punktu widzenia żywych komórek minerały ilaste są jak warsztaty mechaniczne pełne narzędzi i przyłączy energetycznych. Rzeczywiście, nawet cegiełki życia są ożywiane przez energetyczne, katalityczne środowisko glin.

Zadatki z klastycznych skał

Wróćmy jednak do osadów. Przy przeważającej większości minerałów powierzchniowych składających się z kwarcu, tlenków żelaza i minerałów ilastych mamy składniki błota. Błoto to geologiczna nazwa osadu, który jest mieszaniną rozmiarów cząstek od rozmiaru piasku (widoczne) do rozmiaru gliny (niewidoczne), a rzeki na świecie stale dostarczają muł do morza oraz dużych jezior i basenów śródlądowych. To tam clastic osadowy rodzą się skały, piaskowce i mułowce i łupki we wszystkich ich odmianach.

Osad chemiczny

Kiedy góry się kruszą, większość ich minerałów rozpuszcza się. Ten materiał powraca do Cykl rockowy w inny sposób niż glina, wytrącając się z roztworu, tworząc inne minerały powierzchniowe.

Wapń jest ważnym kationem w skałach magmowych, ale odgrywa niewielką rolę w obiegu gliny. Zamiast tego wapń pozostaje w wodzie, gdzie wiąże się z jonem węglanowym (CO₃). Gdy zostanie wystarczająco stężony w wodzie morskiej, węglan wapnia wychodzi z roztworu jako kalcyt. Żywe organizmy mogą go wydobywać w celu budowy muszli kalcytowych, które również stają się osadami.

Tam, gdzie występuje dużo siarki, wapń łączy się z nią jako gips mineralny. W innych warunkach siarka wychwytuje rozpuszczone żelazo i wytrąca się w postaci pirytu.

Pozostaje również sód po rozpadzie minerałów krzemianowych. To utrzymuje się w morzu, dopóki okoliczności nie wyschną solanki do wysokiego stężenia, gdy sód łączy się z chlorkiem, tworząc ciało stałe Sól lub halit.

A co z rozpuszczonym kwasem krzemowym? To również jest wydobywane przez żywe organizmy, aby utworzyć ich mikroskopijne szkielety krzemionkowe. Te deszcze spadają na dno morskie i stopniowo stają się rogowiec . W ten sposób każda część gór znajduje nowe miejsce na Ziemi.