Mineraaldolomiit, mis koosneb kaltsium- ja magneesiumkarbonaadi struktureeritud kihtidest, mängib olulist rolli tuntud geoloogiliste vaatamisväärsuste loomisel, nagu Dolomiidi mäed Itaalias, Niagara astang Põhja-Ameerikas ja Doveri valged kaljud Ühendkuningriigis. . Teadlased on küsinud kuidas dolomiit tekib aastaid. Lõpuks on neil õnnestunud see avastada.
Selles artiklis anname teile kõik üksikasjad selle kohta, kuidas dolomiit moodustub ja millised uuringud on viinud selle moodustumise avastamiseni.
põhijooned
Dolomiit on karbonaatide rühma kuuluv mineraal, mille põhiline keemiline koostis koosneb kaltsium- ja magneesiumkarbonaadist (CaMg(CO3)2). Seda kivi, mida looduses sageli leidub settekivimite kujul, eristavad mitmed märkimisväärsed omadused.
Esiteks Dolomiidi kõvadus varieerub Mohsi skaala järgi vahemikus 3,5–4, mis asetab selle kulumiskindluse mõttes vahepealsesse asendisse. Selle välimus võib varieeruda värvitust valgeni kuni hallide, roosade, roheliste või pruunide toonideni, mis annab sellele värvide mitmekesisuse, mis muudab selle hinnatud dekoratiiv- ja ehitusrakendustes.
Dolomiidi eripäraks on selle võime reageerida nõrkade hapetega, nagu sidrunhape või lahjendatud vesinikkloriidhape, mis vabastab protsessi käigus süsinikdioksiidi. See omadus, mida tuntakse kihisemisena, on praktiline viis dolomiidi esinemise tuvastamiseks proovis.
Dolomiit on tuntud oma geoloogilise seose poolest settekivimitega, eriti kaltsiumi- ja magneesiumirikastes moodustistes. Nende moodustumine toimub mere-, järve- ja diageneetilises keskkonnas, sageli juba olemasolevate kaltsiumkarbonaadi mineraalide keemilise muutumise tulemusena.
Kuidas dolomiit tekib
Viimase kahe sajandi jooksul on teadlasi hämmingus selle aine laialdane esinemine paljudes kohtades, vaatamata selle praktiliselt puudumisele hiljutistes moodustistes ja võimetusest seda kontrollitud laboris paljundada. Läbimurre on aga silmapiiril.
"Dolomiidi probleem" tuleneb segadust tekitavast vastuolust dolomiidi rohke esinemise iidsetes maardlates ja selle võimetuse vahel tekkida praegustes keskkondades, nii looduslikus keskkonnas kui ka kontrollitud laboritingimustes.
Algselt arvati dolomiidi teket, et see tekkis soolase vee aurustumisel, mille tulemusena tekkis kaltsium- ja magneesiumkarbonaati sisaldav kontsentreeritud lahus. See hüpotees lükati aga ümber, kui katsed seda protsessi laboris uuesti luua ebaõnnestusid.
Uus hüpotees dolomiidi tekke kohta
Michigani ülikooli ja Hokkaido ülikooli teadlased on välja pakkunud uue teooria mägede moodustumise saladuse lahti mõtestamiseks dolomiidi abil. Selle teooria kohaselt Võti on dolomiidi perioodilises lahustumises.
Vaatamata teadlaste arvukatele katsetele pärast selle esmast tuvastamist 1791. aastal Déodat de Dolomieu poolt, on see mineraal õnnestunud kasvatada laborikeskkondades, mis jäljendavad selle oletatavaid looduslikke tekketingimusi.
Mineraalide moodustumise protsessis vees, Aatomid on tavaliselt paigutatud süstemaatiliselt piki kristalli laienevat piiri. Dolomiidi puhul koosneb see piir kaltsiumi ja magneesiumi vahelduvatest ridadest. Siiski on juhtumeid, kus need read ei joondu organiseeritult, mille tulemuseks on kristallstruktuuri puudused. Need puudused takistavad dolomiidi kasvu, takistades järgnevate kihtide teket.
Juhul, kui keskkond, kus see konkreetne mineraal on loodud, kannatab temperatuuri või soolsuse muutuste all, näiteks rannikualadel või laguunides, kiireneb tellimisprotsess oluliselt. Need kõikumised mängivad olulist rolli kaltsiumi ja magneesiumi ridade joondamisel dolomiidikristalli perifeerias.
Selle põhjuseks on asjaolu, et need variatsioonid muudavad vee võimet lahustada kaltsiumi ja magneesiumi ioone. Kui iooni lahustuvus suureneb, lahustub see vees paremini, samas kui see väheneb, on sellel suurem kalduvus klaasis sadestuda.
Dolomiidikihtide kiirenenud arengut soodustab sage pesemine. Vesi, nagu vihm või loodete tsüklid, kannab kaltsiumi ja magneesiumi ioone, mis on kristallistruktuuri sees välja tõrjutud.
Aastate jooksul tekib nende puuduste korduv puhastamine dolomiidikihist, mis geoloogilise aja jooksul aitab kaasa mägede moodustumisele. Praegu moodustub dolomiit piiratud arvul aladel, kus esineb vahelduvaid üleujutusi, millele järgneb kuivamine. See on kooskõlas hüpoteesiga, et temperatuuri või soolsuse kõikumine on dolomiidi arenguks hädavajalik.
Katsetage kontrollitud laborikeskkonnas
Hüpoteesi kinnitamiseks kasvatasid teadlased edukalt dolomiiti kontrollitud laborikeskkonnas. Võttes kasutusele väikese dolomiidikristalli täiendavate kristallide moodustumise katalüsaatorina, sukeldasid nad selle kaltsiumi ja magneesiumi lahusesse. Kasutades elektronkiirt, Nad simuleerisid tsüklilisi tingimusi, allutades klaasile kahe tunni jooksul ligikaudu 4.000 lööki.
Tala kasutamisel lahus lõheneb, mille tulemusena tekib hape, mis eemaldab haprad kohad ja kaitseb tugevamaid. Kristallstruktuuris olevad vabad kohad hõivavad kiiresti magneesiumi- ja kaltsiumiaatomid, mis lahusest sadestuvad ja organiseeruvad olulisteks aatomiridadeks, mis on vajalikud dolomiidi tekkeks.
Dolomiidikristallid suurenesid märgatavalt umbes 100 nanomeetri võrra, umbes 250.000 XNUMX korda väiksem kui mündi suurus. Seni oli laborikeskkonnas saavutatud vaid maksimaalselt viis dolomiidikihti, mis teeb ligikaudu 300 kihi loomise tõeliselt erakordseks.
Ligikaudu 300 dolomiidikihi realiseerimine laborikeskkondades ületab tunduvalt varasemat, vaid viie kihi piirangut. See mõistatuse pakutud lahendus ei anna mitte ainult uut perspektiivi, vaid Samuti esitletakse uuenduslikku meetodit kristalsete ainete projekteerimiseks ja valmistamiseks. Need ained on väga kasulikud tänapäevastes valdkondades, nagu pooljuhid, päikesepaneelid, patareid ja muud tehnoloogiavaldkonnad.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada dolomiidi moodustumise ja selle omaduste kohta.