Az ásványi dolomit, amely kalcium- és magnézium-karbonát strukturált rétegeiből áll, döntő szerepet játszik az olyan ismert geológiai tereptárgyak létrehozásában, mint az olaszországi Dolomit-hegység, az észak-amerikai Niagara-lejtő és a fehér doveri sziklák az Egyesült Királyságban. . A tudósok megkérdezték hogyan keletkezik a dolomit sok éven. Végre sikerült felfedezniük.
Ebben a cikkben minden részletet megadunk arról, hogyan keletkezik a dolomit, és milyen tanulmányok vezettek az említett képződés felfedezéséhez.
Főbb jellemzők
A dolomit a karbonátok csoportjába tartozó ásvány, alapvető kémiai összetétele kalcium- és magnézium-karbonátból (CaMg(CO3)2) áll. Ez a kő, amely gyakran előfordul a természetben üledékes kőzetek formájában, számos figyelemre méltó tulajdonsággal rendelkezik.
Először is, A dolomit keménysége a Mohs-skála szerint 3,5 és 4 között változik, ami a kopásállóság szempontjából köztes helyzetbe helyezi. Megjelenése a színtelentől a fehérig, a szürke, rózsaszín, zöld vagy barna tónusokig változhat, ami sokféle színt ad, ami miatt dísz- és építőipari alkalmazásokban is elismertté válik.
A dolomit megkülönböztető jellemzője az gyenge savakkal való reakcióképessége, mint például a citromsav vagy a hígított sósav, amelyek során szén-dioxid szabadul fel. Ez a pezsgésnek nevezett tulajdonság egy praktikus módszer a dolomit jelenlétének azonosítására a mintában.
A dolomit az üledékes kőzetekkel való geológiai kapcsolatáról ismert, különösen a kalciumban és magnéziumban gazdag képződményekben. Képződésük tengeri, tavi és diagenetikus környezetben történik, gyakran a már meglévő kalcium-karbonát ásványi anyagok kémiai megváltoztatásának eredményeként.
Hogyan keletkezik a dolomit
Az elmúlt két évszázadban a tudósokat megzavarta ennek az anyagnak a széles körben elterjedt jelenléte számos helyen, annak ellenére, hogy gyakorlatilag hiányzik a közelmúltban kialakult képződményekből, és nem volt képes ellenőrzött laboratóriumban reprodukálni. Áttörés azonban a láthatáron.
A "dolomit-probléma" a zavarba ejtő ellentmondásból adódik a dolomit ősi lerakódásokban való bőséges jelenléte és a jelenlegi környezetben való képtelensége között, mind természetes környezetben, mind ellenőrzött laboratóriumi körülmények között.
A dolomit képződése körül az eredeti hiedelem szerint a sós víz elpárolgása következtében keletkezett kalcium- és magnézium-karbonátot tartalmazó koncentrált oldat. Ezt a hipotézist azonban megcáfolták, amikor a folyamat laboratóriumi újrateremtésére tett kísérletek kudarcot vallottak.
Új hipotézis a dolomit kialakulásáról
A Michigan Egyetem és a Hokkaido Egyetem tudósai új elméletet javasoltak a dolomit felhasználásával kialakuló hegyek kialakulásának titkának megfejtésére. Ezen elmélet szerint A kulcs a dolomit időszakos feloldódásában rejlik.
A tudósok számos próbálkozása ellenére, amióta Déodat de Dolomieu 1791-ben azonosította, ez az ásvány elkerülte a sikeres termesztést olyan laboratóriumi környezetben, amely utánozza feltételezett természetes kialakulásának körülményeit.
A vízben az ásványi anyagok képződése során, Az atomok rendszerint szisztematikusan helyezkednek el a kristály táguló határa mentén. A dolomit esetében ez a határ a kalcium és a magnézium váltakozó soraiból áll. Vannak azonban olyan esetek, amikor ezek a sorok nem illeszkednek szervezett módon, ami a kristályszerkezeten belüli tökéletlenségeket eredményez. Ezek a hiányosságok megakadályozzák a dolomit növekedését azáltal, hogy akadályozzák a következő rétegek kialakulását.
Abban az esetben, ha a környezet, amelyben ez az ásvány keletkezik, hőmérséklet- vagy sótartalom-változásokat szenved, például a tengerparti területeken vagy a lagúnákban, a rendelési folyamat nagymértékben felgyorsul. Ezek az ingadozások döntő szerepet játszanak a dolomitkristály perifériáján a kalcium és magnézium sorok egymáshoz igazításában.
Ennek az az oka, hogy ezek a változatok módosítják a víz azon képességét, hogy oldja a kalcium- és magnéziumionokat. Ha egy ion oldhatósága nő, akkor vízben jobban oldódik, míg ha csökken, akkor hajlamosabb az üvegben való kiválásra.
A dolomitrétegek felgyorsult fejlődését a gyakori mosás segíti elő. A víz, akárcsak az eső vagy az árapály ciklus, magával viszi a kristályszerkezetben kiszorított kalcium- és magnéziumionokat.
Az évek során e hiányosságok ismételt eltávolítása egy dolomitréteg kialakulását eredményezi, amely a geológiai idők során hozzájárul a hegység kialakulásához. Jelenleg a dolomitképződés korlátozott számú területen fordul elő, ahol időszakos áradások következnek be, majd kiszáradás következik be. Ez összhangban van azzal a hipotézissel, hogy a hőmérséklet vagy a sótartalom ingadozása elengedhetetlen a dolomit fejlődéséhez.
Kísérletezzen ellenőrzött laboratóriumi környezetben
A hipotézis igazolására a tudósok sikeresen termesztettek dolomitot ellenőrzött laboratóriumi környezetben. A további kristályok képződésének katalizátoraként egy kis dolomitkristályt bevezetve kalcium-magnézium-oldatba merítették. Elektronnyaláb segítségével, Ciklikus körülményeket szimuláltak úgy, hogy az üveget körülbelül 4.000 ütésnek tették ki két óra alatt.
Gerenda használatakor az oldat felhasad, ami sav keletkezik, amely eltávolítja a rideg foltokat és megvédi az erősebbeket. A kristályszerkezeten belüli üresedéseket gyorsan elfoglalják a magnézium- és kalciumatomok, amelyek az oldatból kicsapódnak, és a dolomitképződéshez szükséges lényeges atomsorokba rendeződnek.
A dolomitkristályban jelentős, körülbelül 100 nanométeres növekedés volt megfigyelhető, körülbelül 250.000 XNUMX-szer kisebb, mint egy érme. Eddig csak maximum öt réteg dolomitot sikerült elérni a laboratóriumi környezetben, ami valóban rendkívülivé teszi a mintegy 300 réteg létrehozását.
Körülbelül 300 réteg dolomit megvalósítása laboratóriumi környezetben messze meghaladja a korábbi, mindössze öt rétegre vonatkozó korlátozást. A rejtvénynek ez a javasolt megoldása nemcsak új perspektívát ad, hanem Ezenkívül egy innovatív módszert mutat be a kristályos anyagok tervezésére és gyártására. Ezeket az anyagokat nagymértékben hasznosítják a mai területeken, például a félvezetők, napelemek, akkumulátorok és más technológiai területeken.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat a dolomit keletkezéséről és jellemzőiről.