Minerālajam dolomītam, kas sastāv no strukturētiem kalcija un magnija karbonāta slāņiem, ir izšķiroša nozīme tādu zināmu ģeoloģisko orientieru veidošanā kā Dolomītu kalni Itālijā, Niagāras escarpment Ziemeļamerikā un Baltās Doveras klintis Apvienotajā Karalistē. . Zinātnieki jautāja kā veidojas dolomīts daudzus gadus. Viņiem beidzot ir izdevies to atklāt.
Šajā rakstā mēs jums sniegsim visu informāciju par to, kā veidojas dolomīts un kādi pētījumi ir ļāvuši atklāt šo veidojumu.
galvenās iezīmes
Dolomīts ir minerāls, kas pieder pie karbonātu grupas, un tā ķīmiskais pamatsastāvs sastāv no kalcija un magnija karbonāta (CaMg(CO3)2). Šis akmens, kas dabā bieži sastopams nogulumiežu veidā, izceļas ar vairākām ievērojamām īpašībām.
Pirmkārt, Dolomīta cietība svārstās no 3,5 līdz 4 pēc Mosa skalas, kas novieto to starpstāvoklī nodilumizturības ziņā. Tās izskats var atšķirties no bezkrāsaina līdz baltam, līdz pat pelēkiem, rozā, zaļiem vai brūniem toņiem, kas piešķir tai krāsu daudzveidību, kas padara to novērtētu dekoratīvos un būvniecības lietojumos.
Atšķirīga dolomīta iezīme ir tā spēja reaģēt ar vājām skābēm, piemēram, citronskābe vai atšķaidīta sālsskābe, kas procesā izdala oglekļa dioksīdu. Šī īpašība, kas pazīstama kā putošanās, ir praktisks veids, kā noteikt dolomīta klātbūtni paraugā.
Dolomīts ir pazīstams ar tā ģeoloģisko saistību ar nogulumiežiem, īpaši veidojumos, kas bagāti ar kalciju un magniju. To veidošanās notiek jūras, ezera un diagenētiskā vidē, bieži vien jau esošo kalcija karbonāta minerālvielu ķīmisko izmaiņu rezultātā.
Kā veidojas dolomīts
Pēdējo divu gadsimtu laikā zinātniekus ir mulsinājusi šīs vielas plašā klātbūtne daudzās vietās, neskatoties uz to, ka tās praktiski nav sastopamas nesenajos veidojumos un nespēja to atkārtot kontrolētā laboratorijā. Tomēr izrāviens ir pie apvāršņa.
"Dolomīta problēma" rodas no satraucošās pretrunas starp bagātīgo dolomīta klātbūtni senās atradnēs un tā nespēju veidoties pašreizējā vidē, gan dabiskā vidē, gan kontrolētos laboratorijas apstākļos.
Sākotnējais dolomīta veidošanās uzskats bija tāds, ka tas notika sālsūdens iztvaikošanas rezultātā, kas radīja koncentrētu šķīdumu, kas satur kalcija un magnija karbonātu. Tomēr šī hipotēze tika atspēkota, kad mēģinājumi atjaunot šo procesu laboratorijā cieta neveiksmi.
Jauna hipotēze par dolomīta veidošanos
Zinātnieki no Mičiganas universitātes un Hokaido universitātes ir ierosinājuši jaunu teoriju, lai atklātu kalnu veidošanās noslēpumu, izmantojot dolomītu. Saskaņā ar šo teoriju, Galvenais ir dolomīta periodiskā šķīdināšana.
Neskatoties uz daudzajiem zinātnieku mēģinājumiem kopš tā sākotnējās identifikācijas 1791. gadā, ko veica Déodat de Dolomieu, šis minerāls ir izvairījies no veiksmīgas kultivēšanas laboratorijas vidē, kas atdarina tā iespējamos dabiskos veidošanās apstākļus.
Minerālu veidošanās procesā ūdenī, Atomi parasti ir sistemātiski izvietoti gar kristāla paplašināšanās robežu. Dolomīta gadījumā šo robežu veido mainīgas kalcija un magnija rindas. Tomēr ir gadījumi, kad šīs rindas nesakrīt organizētā veidā, kā rezultātā kristāla struktūrā rodas nepilnības. Šīs nepilnības kavē dolomīta augšanu, kavējot turpmāko slāņu veidošanos.
Gadījumā, ja vide, kurā šis konkrētais minerāls tiek radīts, cieš no temperatūras vai sāļuma izmaiņām, piemēram, piekrastes zonās vai lagūnās, pasūtīšanas process tiek ievērojami paātrināts. Šīm svārstībām ir izšķiroša nozīme kalcija un magnija rindu izlīdzināšanā dolomīta kristāla perifērijā.
Iemesls tam ir tas, ka šīs variācijas maina ūdens spēju izšķīdināt kalcija un magnija jonus. Palielinoties jonu šķīdībai, tas vairāk šķīst ūdenī, savukārt, samazinoties, tam ir lielāka tendence izgulsnēties stiklā.
Dolomīta slāņu paātrinātu attīstību veicina bieža mazgāšana. Ūdens, tāpat kā lietus vai paisuma cikli, aiznes kalcija un magnija jonus, kas ir pārvietoti kristāliskajā struktūrā.
Gadu gaitā šo nepilnību atkārtotas tīrīšanas rezultātā veidojas dolomīta slānis, kas ģeoloģiskā laika gaitā veicina kalnu veidošanos. Pašlaik dolomīta veidošanās notiek ierobežotā skaitā apgabalu, kur notiek periodiski plūdi, kam seko izžūšana. Tas saskan ar hipotēzi, ka temperatūras vai sāļuma svārstības ir būtiskas dolomīta attīstībai.
Eksperimentējiet kontrolētā laboratorijas vidē
Lai apstiprinātu hipotēzi, zinātnieki veiksmīgi audzēja dolomītu kontrolētā laboratorijas vidē. Ieviešot nelielu dolomīta kristālu kā katalizatoru papildu kristālu veidošanai, viņi to iegremdēja kalcija un magnija šķīdumā. Izmantojot elektronu staru, Viņi simulēja cikliskus apstākļus, pakļaujot stiklu aptuveni 4.000 triecieniem divu stundu laikā.
Lietojot staru, šķīdums sadalās, kā rezultātā veidojas skābe, kas noņem trauslos plankumus un aizsargā stiprākus. Brīvās vietas kristāla struktūrā ātri aizņem magnija un kalcija atomi, kas izgulsnējas no šķīduma un sakārtojas būtiskās atomu rindās, kas nepieciešamas dolomīta veidošanai.
Dolomīta kristālā bija ievērojams pieaugums par aptuveni 100 nanometriem, aptuveni 250.000 XNUMX reižu mazāks par monētas izmēru. Līdz šim laboratorijas vidē bija sasniegti tikai maksimāli pieci dolomīta slāņi, kas aptuveni 300 slāņu izveidi padara patiesi neparastu.
Aptuveni 300 dolomīta slāņu realizācija laboratorijas vidē ievērojami pārsniedz iepriekšējo tikai piecu slāņu ierobežojumu. Šis piedāvātais mīklas risinājums ne tikai sniedz jaunu skatījumu, bet Tas arī piedāvā novatorisku metodi kristālisku vielu projektēšanai un ražošanai. Šīs vielas ir ļoti noderīgas mūsdienu jomās, piemēram, pusvadītāju, saules paneļu, bateriju un citās tehnoloģiju jomās.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par dolomīta veidošanos un tā īpašībām.