Mineral dolomit, koji se sastoji od strukturiranih slojeva kalcijevog i magnezijevog karbonata, igra ključnu ulogu u stvaranju poznatih geoloških znamenitosti kao što su Dolomite u Italiji, Niagara Escarpment u Sjevernoj Americi i Bijele litice Dovera u Ujedinjenom Kraljevstvu . Znanstvenici su se pitali kako nastaje dolomit godinama. Napokon su ga uspjeli otkriti.
U ovom ćemo vam članku dati sve pojedinosti o tome kako dolomit nastaje i koje su studije dovele do otkrića navedene formacije.
Glavne osobine
Dolomit je mineral koji pripada skupini karbonata, a njegov osnovni kemijski sastav čine kalcijev i magnezijev karbonat (CaMg(CO3)2). Ovaj kamen, koji se u prirodi često nalazi u obliku sedimentnih stijena, odlikuje se nekoliko značajnih karakteristika.
Prvi Dolomit pokazuje tvrdoću koja varira između 3,5 i 4 na Mohsovoj ljestvici, što ga stavlja u srednji položaj u pogledu otpornosti na abraziju. Njegov izgled može varirati od bezbojnog do bijelog, preko sivih, ružičastih, zelenih ili smeđih tonova, što mu daje raznolikost boja što ga čini cijenjenim u ukrasnim i građevinskim primjenama.
Posebnost dolomita je njegova sposobnost da reagira sa slabim kiselinama, poput limunske kiseline ili razrijeđene klorovodične kiseline, oslobađajući pritom ugljični dioksid. Ovo svojstvo, poznato kao pjenušavost, praktičan je način za prepoznavanje prisutnosti dolomita u uzorku.
Dolomit je poznat po svojoj geološkoj povezanosti sa sedimentnim stijenama, posebno u formacijama bogatim kalcijem i magnezijem. Njihov nastanak događa se u morskom, jezerskom i dijagenetskom okolišu, često kao rezultat kemijske izmjene već postojećih minerala kalcijevog karbonata.
Kako nastaje dolomit
Tijekom posljednja dva stoljeća znanstvenici su bili zbunjeni rasprostranjenom prisutnošću ove supstance na brojnim lokacijama, unatoč njenoj praktičkoj odsutnosti u nedavnim formacijama i nemogućnosti da se replicira u kontroliranom laboratoriju. Međutim, proboj je na pomolu.
"Problem dolomita" proizlazi iz zabrinjavajuće kontradikcije između obilne prisutnosti dolomita u drevnim naslagama i njegove nemogućnosti da se formira u sadašnjim okruženjima, kako u prirodnom okruženju tako i u kontroliranim laboratorijskim uvjetima.
Izvorno vjerovanje u vezi s nastankom dolomita bilo je da je do njega došlo kao rezultat isparavanja slane vode, koja je proizvela koncentriranu otopinu koja je sadržavala kalcijev i magnezijev karbonat. Međutim, ova hipoteza je opovrgnuta kada su pokušaji ponovnog stvaranja ovog procesa u laboratoriju propali.
Nova hipoteza o tome kako nastaje dolomit
Znanstvenici sa Sveučilišta Michigan i Sveučilišta Hokkaido predložili su novu teoriju za razotkrivanje misterija formiranja planina pomoću dolomita. Prema ovoj teoriji, Ključ je u periodičnom otapanju dolomita.
Unatoč brojnim pokušajima znanstvenika od njegove početne identifikacije 1791. godine od strane Déodat de Dolomieua, ovaj mineral izbjegao je uspješnom uzgoju u laboratorijskim okruženjima koja oponašaju njegove navodne prirodne uvjete formiranja.
U procesu stvaranja minerala u vodi, Atomi su obično raspoređeni sustavno duž šireće granice kristala. U slučaju dolomita, ovu granicu čine izmjenični redovi kalcija i magnezija. Međutim, postoje slučajevi u kojima se ti redovi ne poravnaju na organiziran način, što rezultira nesavršenostima unutar kristalne strukture. Ove nesavršenosti sprječavaju rast dolomita ometajući stvaranje sljedećih slojeva.
U slučaju da okolina u kojoj je ovaj određeni mineral stvoren trpi promjene temperature ili slanosti, poput onih koje se događaju u obalnim područjima ili lagunama, proces naručivanja se znatno ubrzava. Ove fluktuacije igraju ključnu ulogu u poravnanju redova kalcija i magnezija na periferiji kristala dolomita.
Razlog tome je što te varijacije modificiraju sposobnost vode da otapa ione kalcija i magnezija. Kad se topljivost iona poveća, on postaje topljiviji u vodi, dok kad se smanji, ima veću tendenciju taloženja u staklu.
Ubrzani razvoj slojeva dolomita pospješuje se čestim pranjem. Voda, poput kiše ili ciklusa plime i oseke, odnosi ione kalcija i magnezija koji su pomaknuti unutar kristalne strukture.
Tijekom godina, stalno čišćenje ovih nesavršenosti rezultira stvaranjem sloja dolomita koji, tijekom geološkog vremena, pridonosi formiranju planina. Trenutačno se stvaranje dolomita događa u ograničenom broju područja koja doživljavaju povremene poplave nakon kojih slijedi isušivanje. Ovo je u skladu s hipotezom da su fluktuacije temperature ili saliniteta bitne za razvoj dolomita.
Eksperimentirajte u kontroliranom laboratorijskom okruženju
Kako bi potvrdili hipotezu, znanstvenici su uspješno uzgajali dolomit u kontroliranom laboratorijskom okruženju. Uvodeći mali kristal dolomita kao katalizator za stvaranje dodatnih kristala, uronili su ga u otopinu kalcija i magnezija. Koristeći snop elektrona, Simulirali su cikličke uvjete izlažući staklo približno 4.000 udaraca u razdoblju od dva sata.
Prilikom korištenja grede otopina se cijepa, što rezultira stvaranjem kiseline koja uklanja lomljive mrlje i štiti one jače. Prazna mjesta unutar kristalne strukture brzo zauzimaju atomi magnezija i kalcija, koji se talože iz otopine i organiziraju u bitne redove atoma potrebne za stvaranje dolomita.
U kristalu dolomita došlo je do značajnog povećanja od oko 100 nanometara, približno 250.000 XNUMX puta manji od veličine novčića. Do sada je u laboratorijskom okruženju postignuto samo najviše pet slojeva dolomita, što stvaranje približno 300 slojeva čini doista izvanrednim.
Realizacija približno 300 slojeva dolomita u laboratorijskim okruženjima daleko premašuje prethodno ograničenje od samo pet slojeva. Ovo predloženo rješenje zagonetke ne samo da pruža novu perspektivu, već Također predstavlja inovativnu metodu za inženjering i proizvodnju kristalnih tvari. Ove tvari imaju veliku korist u suvremenim područjima kao što su poluvodiči, solarni paneli, baterije i druga tehnološka područja.
Nadam se da ćete uz ove informacije saznati više o tome kako nastaje dolomit i njegovim karakteristikama.