Mineralet dolomitt, som er sammensatt av strukturerte lag av kalsium- og magnesiumkarbonat, spiller en avgjørende rolle for å skape kjente geologiske landemerker som Dolomittfjellene i Italia, Niagara-escarpment i Nord-Amerika og White Cliffs of Dover i Storbritannia . Forskere har spurt hvordan dolomitt dannes i mange år. De har endelig klart å oppdage det.
I denne artikkelen skal vi gi deg alle detaljene om hvordan dolomitt dannes og hvilke studier som har ført til oppdagelsen av denne formasjonen.
Hovedkarakteristikker
Dolomitt er et mineral som tilhører gruppen karbonater, og dets grunnleggende kjemiske sammensetning består av kalsium- og magnesiumkarbonat (CaMg(CO3)2). Denne steinen, som ofte finnes i naturen i form av sedimentære bergarter, er preget av flere bemerkelsesverdige egenskaper.
Først, Dolomitt har en hardhet som varierer mellom 3,5 og 4 på Mohs-skalaen, som plasserer den i en mellomposisjon når det gjelder slitestyrke. Utseendet kan variere fra fargeløst til hvitt, gjennom grå, rosa, grønne eller brune toner, noe som gir den et mangfold av farger som gjør den verdsatt i pryd- og konstruksjonsapplikasjoner.
Et særtrekk ved dolomitt er dens evne til å reagere med svake syrer, slik som sitronsyre eller fortynnet saltsyre, frigjør karbondioksid i prosessen. Denne egenskapen, kjent som brusing, er en praktisk måte å identifisere tilstedeværelsen av dolomitt i en prøve.
Dolomitt er anerkjent for sin geologiske tilknytning til sedimentære bergarter, spesielt i formasjoner rike på kalsium og magnesium. Deres dannelse skjer i marine, lakustrine og diagenetiske miljøer, ofte som et resultat av kjemisk endring av allerede eksisterende kalsiumkarbonatmineraler.
Hvordan dolomitt dannes
I løpet av de siste to århundrene har forskere vært forvirret over den utbredte tilstedeværelsen av dette stoffet på mange steder, til tross for dets praktiske fravær i nyere formasjoner og manglende evne til å replikere det i et kontrollert laboratorium. Imidlertid er et gjennombrudd i horisonten.
"Dolomittproblemet" oppstår fra den foruroligende motsetningen mellom den rikelige tilstedeværelsen av dolomitt i gamle forekomster og dens manglende evne til å dannes i nåværende miljøer, både i naturlige miljøer og under kontrollerte laboratorieforhold.
Den opprinnelige troen rundt dannelsen av dolomitt var at den skjedde som et resultat av fordampning av saltvann, som ga en konsentrert løsning som inneholdt kalsium og magnesiumkarbonat. Imidlertid ble denne hypotesen tilbakevist da forsøk på å gjenskape denne prosessen i et laboratorium mislyktes.
Ny hypotese om hvordan dolomitt dannes
Forskere fra University of Michigan og Hokkaido University har foreslått en ny teori for å avdekke mysteriet med fjellformasjon ved hjelp av dolomitt. I følge denne teorien, Nøkkelen er i den periodiske oppløsningen av dolomitten.
Til tross for mange forsøk fra forskere siden dets første identifisering i 1791 av Déodat de Dolomieu, har dette mineralet unngått vellykket dyrking i laboratoriemiljøer som etterligner dets antatte naturlige formasjonsforhold.
I prosessen med mineraldannelse i vann, Atomer er vanligvis arrangert systematisk langs den ekspanderende grensen til krystallen. Når det gjelder dolomitt, er denne grensen bygd opp av vekslende rader med kalsium og magnesium. Imidlertid er det tilfeller der disse radene ikke justeres på en organisert måte, noe som resulterer i ufullkommenhet i krystallstrukturen. Disse ufullkommenhetene forhindrer veksten av dolomitt ved å hindre dannelsen av påfølgende lag.
I tilfelle miljøet der dette bestemte mineralet er skapt, lider av endringer i temperatur eller saltholdighet, slik som de som forekommer i kystområder eller laguner, akselereres bestillingsprosessen kraftig. Disse svingningene spiller en avgjørende rolle i justeringen av kalsium- og magnesiumradene i periferien av dolomittkrystallen.
Grunnen til dette er at disse variasjonene modifiserer vannets evne til å løse opp kalsium- og magnesiumioner. Når løseligheten til et ion øker, blir det mer løselig i vann, mens når det avtar, har det større tendens til å felle ut i glass.
Den akselererte utviklingen av dolomittlag forenkles ved hyppig vask. Vann, som regn eller tidevannssykluser, fører bort kalsium- og magnesiumioner som har blitt fortrengt i den krystallinske strukturen.
Gjennom årene resulterer gjentatt fjerning av disse ufullkommenhetene i dannelsen av et lag av dolomitt som over geologisk tid bidrar til fjelldannelse. For tiden skjer dolomittdannelse i et begrenset antall områder som opplever periodisk flom etterfulgt av uttørking. Dette stemmer overens med hypotesen om at temperatur- eller saltholdighetssvingninger er avgjørende for utvikling av dolomitt.
Eksperimenter i et kontrollert laboratoriemiljø
For å validere hypotesen, dyrket forskerne dolomitt i et kontrollert laboratoriemiljø. Ved å introdusere en liten dolomittkrystall som en katalysator for dannelse av ytterligere krystaller, senket de den ned i en løsning av kalsium og magnesium. Ved å bruke en elektronstråle, De simulerte sykliske forhold ved å utsette glasset for omtrent 4.000 støt over en to-timers periode.
Når du bruker en bjelke, deler løsningen seg, noe som resulterer i dannelsen av en syre som fjerner sprø flekker og beskytter sterkere. Ledige plasser i krystallstrukturen blir raskt okkupert av magnesium- og kalsiumatomer, som utfelles fra løsningen og organiserer seg i de essensielle radene med atomer som er nødvendige for dannelsen av dolomitt.
I dolomittkrystallen var det en merkbar økning på rundt 100 nanometer, omtrent 250.000 XNUMX ganger mindre enn størrelsen på en mynt. Til nå var det kun oppnådd maksimalt fem lag med dolomitt i laboratoriemiljøet, noe som gjør opprettelsen av omtrent 300 lag virkelig ekstraordinært.
Realiseringen av omtrent 300 lag med dolomitt i laboratoriemiljøer overgår langt den tidligere begrensningen på bare fem lag. Denne foreslåtte løsningen på puslespillet gir ikke bare et nytt perspektiv, men Den presenterer også en innovativ metode for engineering og produksjon av krystallinske stoffer. Disse stoffene har stor nytte i moderne felt som halvledere, solcellepaneler, batterier og andre teknologiske domener.
Jeg håper at du med denne informasjonen kan lære mer om hvordan dolomitt dannes og dets egenskaper.