Геологам известно о тысячах различных минералов, заключенных в скалах, но когда камни выходят на поверхность Земли и становятся жертвами выветривания, остается лишь горстка минералов. Это ингредиенты осадка, который с течением геологического времени возвращается в осадочные породы.
Куда уходят минералы
Когда горы рушатся в море, все их породы, будь то вулканические, осадочные или метаморфические, разрушаются. Физическое или механическое выветривание превращает породу в мелкие частицы. Они разрушаются в результате химического выветривания в воде и кислороде. Лишь некоторые минералы могут бесконечно сопротивляться выветриванию: циркон – это одно, а самородное золото – другое. Кварц сопротивляется очень долго, поэтому песок, будучи почти чистым кварцем, настолько стойкий. Через некоторое время даже кварц растворяется в кремниевой кислоте, H 4 SiO 4 . Но большинство силикатных минералов, из которых состоят горные породы, после химического выветривания превращаются в твердые остатки. Эти силикатные остатки составляют минералы земной поверхности.
Оливин, пироксены и амфиболы магматических или метаморфических пород вступают в реакцию с водой и покидают ее. за ржавыми оксидами железа, в основном, минералы гетит и гематит. Это важные ингредиенты почвы, но они реже встречаются в виде твердых минералов. Они также добавляют коричневые и красные цвета осадочным породам.
Полевой шпат, наиболее распространенная группа силикатных минералов и главный источник алюминия в минералах, также вступает в реакцию с водой. . Вода вытягивает кремний и другие катионы («кошачьи глаза») или ионы с положительным зарядом, кроме алюминия. Таким образом, минералы полевого шпата превращаются в гидратированные алюмосиликаты, представляющие собой глины.
Amazing Clays
На глинистые минералы особо не стоит смотреть, но жизнь на Земле зависит от них. На микроскопическом уровне глины представляют собой крошечные хлопья, похожие на слюду, но бесконечно мельче. На молекулярном уровне глина представляет собой сэндвич, состоящий из листов тетраэдров кремнезема (SiO 4 ) и листов гидроксида магния или алюминия (Mg (OH) 2 и Al (OH) 3 ). Некоторые глины представляют собой настоящий трехслойный сэндвич, слой Mg/Al между двумя слоями кремнезема, в то время как другие представляют собой двухслойные сэндвичи с открытой поверхностью.
Что делает глины настолько ценными для жизни, что благодаря их крошечному размеру частиц и открытой конструкции они имеют очень большую площадь поверхности и могут легко принимать многие замещающие катионы вместо своих атомов Si, Al и Mg. Кислород и водород доступны в изобилии. С точки зрения живых клеток глинистые минералы похожи на механические цеха, заполненные инструментами и электрическими устройствами. В самом деле, даже строительные блоки жизни оживляются энергетической каталитической средой глин.
Возникновение обломочных пород
Но вернемся к отложениям. Поскольку подавляющее большинство поверхностных минералов состоит из кварца, оксидов железа и глинистых минералов, у нас есть ингредиенты грязи. Грязь – это геологическое название осадка, который представляет собой смесь размеров частиц от размера песка (видимый) до размера глины (невидимый), и реки мира неуклонно доставляют грязь в море, в большие озера и внутренние бассейны. Именно здесь рождаются обломочные осадочные породы – песчаник, аргиллит и сланец во всем их разнообразии.
Химические осадки
Когда горы рушатся, большая часть их минералов растворяется. Этот материал повторно входит в круговорот горных пород не только глиной, но и осаждается из раствора с образованием других поверхностных минералов.
Кальций является важным катионом в минералах изверженных горных пород, но он играет небольшую роль в круговороте глины. Вместо этого кальций остается в воде, где он присоединяется к карбонат-иону (CO 3 ). Когда он становится достаточно концентрированным в морской воде, карбонат кальция выходит из раствора в виде кальцита. Живые организмы могут извлекать ее для создания своих кальцитовых панцирей, которые также становятся осадками.
Там, где сера много, кальций соединяется с ней в виде минерального гипса. В других условиях сера захватывает растворенное железо и выпадает в осадок в виде пирита.
Существует также натрий, оставшийся от разложения силикатных минералов. Это сохраняется в море до тех пор, пока обстоятельства не высыхают рассол до высокой концентрации, когда натрий присоединяется к хлориду, образуя твердую соль или галит.
А что насчет растворенного кремния кислота? Это тоже извлекается живыми организмами, чтобы сформировать их микроскопические кремнеземные скелеты. Они падают на морское дно и постепенно превращаются в сланец. Таким образом, каждая часть гор находит новое место на Земле.