Mineralen van het aardoppervlak
BA Sætrenes / Getty Images
Geologen kennen duizenden verschillende mineralen die in gesteenten zijn opgesloten, maar wanneer gesteenten aan het aardoppervlak bloot komen te liggen en het slachtoffer worden van verwering , blijft er slechts een handvol mineralen over. Het zijn de ingrediënten van sediment, die over geologische tijd keert terug naar sedimentair gesteente .
Waar de mineralen gaan
Wanneer de bergen afbrokkelen naar de zee, breken al hun rotsen, of ze nu stollingsachtig, sedimentair of metamorf zijn, af. fysiek of mechanische verwering reduceert de rotsen tot kleine deeltjes. Deze worden verder afgebroken door chemische verwering in water en zuurstof. Slechts een paar mineralen kunnen voor onbepaalde tijd weerstaan: zirkoon is er een en inheems goud is een andere. Kwarts is zeer lang bestand tegen zand, daarom is het bijna puur kwarts , is zo hardnekkig. Bij voldoende tijd lost zelfs kwarts op in kiezelzuur, H4Het is niet4. Maar de meeste silicaat mineralen waaruit gesteenten bestaan, veranderen na chemische verwering in vaste resten. Deze silicaatresiduen vormen de mineralen van het aardoppervlak.
de olivijn, pyroxenen , en amfibolen van stollings- of metamorfe gesteenten reageren met water en laten roestige ijzeroxiden achter, meestal de mineralen goethiet en hematiet. Dit zijn belangrijke ingrediënten in de bodem, maar ze komen minder vaak voor als vaste mineralen. Ze voegen ook bruine en rode kleuren toe aan sedimentaire gesteenten.
Veldspaat , de meest voorkomende silicaatmineraalgroep en de belangrijkste thuisbasis van aluminium in mineralen, reageert ook met water. Water trekt silicium en andere kationen naar buiten ('CAT-eye-ons'), of ionen met een positieve lading, behalve aluminium. De veldspaatmineralen veranderen dus in gehydrateerde aluminosilicaten die klei zijn.
Geweldige klei
Kleimineralen zijn niet veel om naar te kijken, maar het leven op aarde hangt ervan af. Op microscopisch niveau zijn kleien kleine vlokken, zoals mica- maar oneindig kleiner. Op moleculair niveau is klei een sandwich gemaakt van platen van silica tetraëders (SiO4) en vellen magnesium- of aluminiumhydroxide (Mg(OH)tweeen Al(OH)3). Sommige kleisoorten zijn een echte drielaagse sandwich, een Mg/Al-laag tussen twee silicalagen, terwijl andere open-face sandwiches van twee lagen zijn.
Wat klei zo waardevol maakt voor het leven, is dat ze met hun kleine deeltjesgrootte en open constructie een zeer groot oppervlak hebben en gemakkelijk veel vervangende kationen voor hun Si-, Al- en Mg-atomen kunnen accepteren. Zuurstof en waterstof zijn volop aanwezig. Vanuit het oogpunt van levende cellen zijn kleimineralen als machinewerkplaatsen vol gereedschappen en stroomaansluitingen. Zelfs de bouwstenen van het leven worden verlevendigd door de energetische, katalytische omgeving van klei.
Het ontstaan van Clastic Rocks
Maar terug naar sedimenten. Met de overgrote meerderheid van oppervlaktemineralen bestaande uit kwarts, ijzeroxiden en kleimineralen, hebben we de ingrediënten van modder. Modder is de geologische naam van sediment dat een mengsel is van deeltjesgroottes variërend van zandgrootte (zichtbaar) tot kleigrootte (onzichtbaar), en de rivieren van de wereld leveren gestaag modder aan de zee en aan grote meren en binnenbekkens. Dat is waar de klastische sedimentair rotsen worden geboren, zandsteen en moddersteen en schalie in al hun verscheidenheid.
De chemische neerslagen
Wanneer de bergen afbrokkelen, lost veel van hun mineraalgehalte op. Dit materiaal komt opnieuw in de rotscyclus op andere manieren dan klei, neerslaan uit de oplossing om andere oppervlaktemineralen te vormen.
Calcium is een belangrijk kation in stollingsgesteentemineralen, maar het speelt een kleine rol in de kleicyclus. In plaats daarvan blijft calcium in het water, waar het zich verbindt met carbonaationen (CO3). Wanneer het voldoende geconcentreerd wordt in zeewater, komt calciumcarbonaat uit de oplossing als calciet. Levende organismen kunnen het extraheren om hun calcietschelpen te bouwen, die ook sediment worden.
Waar zwavel overvloedig aanwezig is, combineert calcium ermee als het minerale gips. In andere omgevingen vangt zwavel opgelost ijzer op en slaat het neer als pyriet.
Er blijft ook natrium over door de afbraak van de silicaatmineralen. Dat blijft in de zee hangen totdat de omstandigheden de pekel opdrogen tot een hoge concentratie wanneer natrium zich bij chloride voegt om vaste stoffen op te leveren zout of haliet.
En hoe zit het met het opgeloste kiezelzuur? Ook dat wordt door levende organismen geëxtraheerd om hun microscopisch kleine silicaskeletten te vormen. Deze regenen neer op de zeebodem en worden geleidelijk chert . Zo vindt elk deel van de bergen een nieuwe plek op aarde.