4 Dinge, die Mineralien definieren

Auf dem Gebiet der Geologie werden Sie häufig eine Vielzahl von Begriffen hören, einschließlich des Wortes "Mineral". Was sind Mineralien, genau? Sie sind jede Substanz, die diese vier spezifischen Eigenschaften erfüllt:

1. Mineralien sind natürlich: Diese Substanzen bilden sich ohne menschliche Hilfe.
2. Mineralien sind fest: Sie hängen nicht herab, schmelzen nicht und verdampfen nicht.
3. Mineralien sind anorganisch: Sie sind keine Kohlenstoffverbindungen wie in Lebewesen.
4. Mineralien sind kristallin: Sie haben ein bestimmtes Rezept und eine unterschiedliche Anordnung der Atome.

Trotzdem gibt es noch einige Ausnahmen von diesen Kriterien.

Bis in die 1990er Jahre konnten Mineralogisten Namen für chemische Verbindungen vorschlagen, die beim Abbau künstlicher Substanzen entstanden sind... Dinge, die an Orten wie industriellen Schlammgruben und rosten Autos. Diese Lücke ist jetzt geschlossen, aber es gibt Mineralien in den Büchern, die nicht wirklich natürlich sind.

Traditionell und offiziell einheimisch Merkur wird als Mineral angesehen, obwohl das Metall bei Raumtemperatur flüssig ist. Bei etwa -40 ° C verfestigt es sich jedoch und bildet wie andere Metalle Kristalle. Es gibt also Teile der Antarktis, in denen Quecksilber ein unanfechtbares Mineral ist.

Betrachten Sie für ein weniger extremes Beispiel das Mineral Ikaite, ein hydratisiertes Calciumcarbonat, das sich nur in kaltem Wasser bildet. Es wird oberhalb von 8 ° C zu Calcit und Wasser abgebaut. Es ist in den Polarregionen, auf dem Meeresboden und an anderen kalten Orten von Bedeutung, aber Sie können es nur in einem Gefrierschrank ins Labor bringen.

Eis ist ein Mineral, obwohl es nicht im Mineralfeldführer aufgeführt ist. Wenn sich Eis in ausreichend großen Körpern sammelt, fließt es in festem Zustand - das ist was Gletscher sind. Und Salz- (Halit) verhält sich ähnlich, steigt in breiten Kuppeln unter der Erde auf und ergießt sich manchmal in Salzgletschern. In der Tat verformen sich alle Mineralien und die Gesteine, zu denen sie gehören, langsam, wenn genügend Wärme und Druck vorhanden sind. Das macht aus Plattentektonik möglich. In gewissem Sinne sind also keine Mineralien wirklich fest, außer vielleicht Diamanten.

Andere Mineralien, die nicht ganz fest sind, sind stattdessen flexibel. Das Glimmermineralien sind das bekannteste Beispiel, aber Molybdänit ist ein anderer. Seine Metallflocken können wie Aluminiumfolie zerknittert werden. Das Asbestmineral Chrysotil ist fadenziehend genug, um sich in Stoff zu weben.

Die Regel, dass Mineralien anorganisch sein müssen, kann die strengste sein. Die Substanzen, aus denen sich zusammensetzt KohleBeispielsweise handelt es sich um verschiedene Arten von Kohlenwasserstoffverbindungen, die von Zellwänden, Holz, Pollen usw. abgeleitet sind. Diese werden Mazerale anstelle von Mineralien genannt. Wenn Kohle lange genug hart genug gepresst wird, wirft der Kohlenstoff alle anderen Elemente ab und wird zu Graphit. Obwohl es organischen Ursprungs ist, ist Graphit ein echtes Mineral mit Kohlenstoffatomen, die in Schichten angeordnet sind. DiamantenIn ähnlicher Weise sind Kohlenstoffatome in einem starren Gerüst angeordnet. Nach rund vier Milliarden Jahren Leben auf der Erde kann man mit Sicherheit sagen, dass alle Diamanten und Graphite der Welt organischen Ursprungs sind, auch wenn sie streng genommen nicht organisch sind.

Ein paar Dinge fehlen in der Kristallinität, so sehr wir es versuchen. Viele Mineralien bilden sich Kristalle das sind zu klein, um unter dem Mikroskop zu sehen. Aber auch diese können mit der Technik von im Nanobereich als kristallin gezeigt werden RöntgenpulverbeugungDies liegt jedoch daran, dass Röntgenstrahlen eine superkurzwellige Lichtart sind, die extrem kleine Dinge abbilden kann.

Eine Kristallform bedeutet, dass die Substanz eine chemische Formel hat. Es könnte so einfach wie Halit (NaCl) oder komplex wie Epidot (Ca.₂Al₂(Fe³⁺Al) (SiO₄) (Si₂Ö₇) O (OH)), aber wenn Sie auf die Größe eines Atoms geschrumpft wären, könnten Sie anhand seiner molekularen Zusammensetzung und Anordnung erkennen, welches Mineral Sie gesehen haben.

Einige Substanzen bestehen den Röntgentest nicht. Sie sind wirklich Brillen oder Kolloidemit einer vollständig zufälligen Struktur auf atomarer Ebene. Sie sind amorphes, wissenschaftliches Latein für "formlos". Diese erhalten den Ehrennamen Mineraloid. Mineraloide sind ein kleiner Club mit ungefähr acht Mitgliedern, und das dehnt die Dinge aus, indem einige organische Substanzen aufgenommen werden (was gegen Kriterium 3 und 4 verstößt).