Minerálny dolomit, ktorý sa skladá zo štruktúrovaných vrstiev uhličitanu vápenatého a horečnatého, hrá kľúčovú úlohu pri vytváraní známych geologických pamiatok, ako sú Dolomitské hory v Taliansku, Niagarský zráz v Severnej Amerike a White Cliffs of Dover v Spojenom kráľovstve. . Vedci sa pýtali ako vzniká dolomit veľa rokov. Konečne sa im ho podarilo objaviť.
V tomto článku vám poskytneme všetky podrobnosti o tom, ako vzniká dolomit a aké štúdie viedli k objavu uvedeného formovania.
kľúčové vlastnosti
Dolomit je minerál, ktorý patrí do skupiny uhličitanov a jeho základné chemické zloženie tvorí uhličitan vápenatý a horečnatý (CaMg(CO3)2). Tento kameň, ktorý sa v prírode často vyskytuje vo forme sedimentárnych hornín, sa vyznačuje niekoľkými pozoruhodnými vlastnosťami.
Po prvé, Dolomit vykazuje tvrdosť, ktorá sa pohybuje medzi 3,5 a 4 na Mohsovej stupnici, čím sa umiestňuje do medzipolohy z hľadiska oderuvzdornosti. Jeho vzhľad sa môže meniť od bezfarebnej po bielu, cez sivé, ružové, zelené alebo hnedé tóny, čo mu dáva rôznorodosť farieb, vďaka ktorým je oceňovaný v okrasných a stavebných aplikáciách.
Charakteristickým znakom dolomitu je jeho schopnosť reagovať so slabými kyselinamiako je kyselina citrónová alebo zriedená kyselina chlorovodíková, pričom sa v procese uvoľňuje oxid uhličitý. Táto vlastnosť, známa ako šumenie, je praktický spôsob, ako identifikovať prítomnosť dolomitu vo vzorke.
Dolomit je známy pre svoje geologické spojenie so sedimentárnymi horninami, najmä v útvaroch bohatých na vápnik a horčík. K ich tvorbe dochádza v morskom, jazernom a diagenetickom prostredí, často ako výsledok chemickej zmeny už existujúcich minerálov uhličitanu vápenatého.
Ako vzniká dolomit
Posledné dve storočia boli vedci zmätení rozšírenou prítomnosťou tejto látky na mnohých miestach, napriek jej virtuálnej absencii v nedávnych formáciách a neschopnosti replikovať ju v kontrolovanom laboratóriu. Na obzore je však prielom.
„Problém dolomitov“ vyplýva zo znepokojujúceho rozporu medzi hojnou prítomnosťou dolomitu v starovekých ložiskách a jeho neschopnosťou tvoriť sa v súčasnom prostredív prírodnom prostredí aj v kontrolovaných laboratórnych podmienkach.
Pôvodná viera okolo vzniku dolomitu bola, že k nemu došlo v dôsledku odparovania slanej vody, ktorá vytvorila koncentrovaný roztok obsahujúci uhličitan vápenatý a horečnatý. Táto hypotéza však bola vyvrátená, keď pokusy o obnovenie tohto procesu v laboratóriu zlyhali.
Nová hypotéza o vzniku dolomitu
Vedci z University of Michigan a Hokkaido University navrhli novú teóriu na odhalenie záhady horskej formácie pomocou dolomitu. Podľa tejto teórie, Kľúč je v periodickom rozpúšťaní dolomitu.
Napriek početným pokusom vedcov od jeho počiatočnej identifikácie v roku 1791 Déodatom de Dolomieu, tento minerál unikol úspešnej kultivácii v laboratórnych prostrediach, ktoré napodobňujú jeho predpokladané podmienky prirodzeného vzniku.
V procese tvorby minerálov vo vode, Atómy sú zvyčajne usporiadané systematicky pozdĺž rozširujúcej sa hranice kryštálu. V prípade dolomitu je táto hranica tvorená striedajúcimi sa radmi vápnika a horčíka. Existujú však prípady, keď tieto riadky nie sú usporiadané zarovnané, čo vedie k nedokonalostiam v kryštálovej štruktúre. Tieto nedokonalosti bránia rastu dolomitu tým, že bránia tvorbe ďalších vrstiev.
V prípade, že prostredie, v ktorom je tento konkrétny minerál vytvorený, trpí zmenami teploty alebo slanosti, aké sa vyskytujú napríklad v pobrežných oblastiach alebo lagúnach, proces objednávania sa značne urýchli. Tieto výkyvy zohrávajú kľúčovú úlohu pri usporiadaní radov vápnika a horčíka na okraji kryštálu dolomitu.
Dôvodom je, že tieto variácie modifikujú schopnosť vody rozpúšťať ióny vápnika a horčíka. Keď sa rozpustnosť iónu zvyšuje, stáva sa rozpustnejším vo vode, zatiaľ čo keď klesá, má väčšiu tendenciu zrážať sa v skle.
Zrýchlený vývoj vrstiev dolomitu je uľahčený častým umývaním. Voda, podobne ako dážď alebo prílivové cykly, odnáša ióny vápnika a horčíka, ktoré boli vytlačené v kryštalickej štruktúre.
V priebehu rokov opakované odstraňovanie týchto nedokonalostí vedie k vytvoreniu vrstvy dolomitu, ktorá v priebehu geologického času prispieva k formovaniu hôr. V súčasnosti dochádza k tvorbe dolomitov v obmedzenom počte oblastí, kde dochádza k občasným záplavám, po ktorých nasleduje vysychanie. To je v súlade s hypotézou, že kolísanie teploty alebo slanosti je nevyhnutné pre vývoj dolomitu.
Experimentujte v kontrolovanom laboratórnom prostredí
Na potvrdenie hypotézy vedci úspešne pestovali dolomit v kontrolovanom laboratórnom prostredí. Zaviedli malý kryštál dolomitu ako katalyzátor na tvorbu ďalších kryštálov a ponorili ho do roztoku vápnika a horčíka. Pomocou zväzku elektrónov, Simulovali cyklické podmienky vystavením skla približne 4.000 XNUMX nárazom počas dvoch hodín.
Pri použití lúča sa roztok štiepi, čím vzniká kyselina, ktorá odstraňuje krehké miesta a chráni silnejšie. Voľné miesta v kryštálovej štruktúre sú rýchlo obsadené atómami horčíka a vápnika, ktoré sa vyzrážajú z roztoku a organizujú sa do základných radov atómov potrebných na tvorbu dolomitu.
V kryštáli dolomitu došlo k výraznému nárastu asi o 100 nanometrov, približne 250.000 XNUMX-krát menšia ako veľkosť mince. Doteraz sa v laboratórnom prostredí podarilo dosiahnuť len maximálne päť vrstiev dolomitu, čím je vytvorenie približne 300 vrstiev skutočne výnimočné.
Realizácia približne 300 vrstiev dolomitu v laboratórnom prostredí ďaleko presahuje doterajšie obmedzenie iba piatich vrstiev. Toto navrhované riešenie hádanky poskytuje nielen nový pohľad, ale Predstavuje tiež inovatívnu metódu inžinierstva a výroby kryštalických látok. Tieto látky majú veľké využitie v súčasných oblastiach, ako sú polovodiče, solárne panely, batérie a iné technologické oblasti.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o tom, ako vzniká dolomit a aké sú jeho vlastnosti.