Was sind Mineralien?

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

1. Mineralien sind natürlich: Diese Stoffe entstehen ohne menschliche Hilfe.
2. Mineralien sind fest: Sie fallen nicht herab, schmelzen nicht und verdunsten nicht.
3. Mineralien sind anorganisch: Sie sind keine Kohlenstoffverbindungen, wie sie in Lebewesen vorkommen.
4. Mineralien sind kristallin: Sie haben ein bestimmtes Rezept und eine bestimmte Anordnung der Atome.

Trotzdem gibt es noch einige Ausnahmen zu diesen Kriterien.

Unnatürliche Mineralien

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 rostenden Autos zu finden waren. Diese Lücke ist jetzt geschlossen, aber es gibt Mineralien in den Büchern, die nicht wirklich natürlich sind.

Weiche Mineralien

Ursprünglich und offiziell wird Quecksilber als Mineral betrachtet, obwohl das Metall bei Raumtemperatur flüssig ist. Bei etwa -40 ° C erstarrt es jedoch und bildet wie andere Metalle Kristalle. So gibt es Teile der Antarktis, in denen Quecksilber ein Mineral ist.

Ein weniger extremes Beispiel ist das Mineral Ikait, ein hydratisiertes Calciumcarbonat, das sich nur in kaltem Wasser bildet. Es wird oberhalb von 8 ° C zu Kalzit 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 ansammelt, fließt es in festem Zustand - das sind Gletscher. Und Salz (Halit) verhält sich ähnlich, steigt unter der Erde in breiten Kuppeln auf und ergießt sich manchmal in Salzgletschern. In der Tat verformen sich alle Mineralien und die Gesteine, zu denen sie gehören, bei ausreichender Hitze und Druck langsam. Das macht Plattentektonik möglich. In gewissem Sinne sind also keine Mineralien wirklich fest, außer vielleicht Diamanten.

Andere Mineralien, die nicht ganz fest sind, sind stattdessen flexibel. Die Glimmermineralien sind das bekannteste Beispiel, aber Molybdänit ist ein anderes. Seine metallischen Flocken können wie Aluminiumfolie zerknittert werden. Das Asbestmineral Chrysotil ist fadenförmig genug, um zu Stoff verwoben zu werden.

Organische Mineralien

Die Regel, dass Mineralien anorganisch sein müssen, kann die strengste sein. Die Substanzen, aus denen beispielsweise Kohle besteht, sind verschiedene Arten von Kohlenwasserstoffverbindungen, die aus Zellwänden, Holz, Pollen usw. gewonnen werden. Diese werden als Mazerale anstelle von Mineralien bezeichnet. 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 in Schichten angeordneten Kohlenstoffatomen. Diamanten sind ebenfalls Kohlenstoffatome, die in einem starren Gerüst angeordnet sind. 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 biologisch sind.

Amorphe Mineralien

Ein paar Dinge fehlen in der Kristallinität, schwer wie wir versuchen. Viele Mineralien bilden Kristalle, die zu klein sind, um unter dem Mikroskop gesehen zu werden. Aber auch diese können mithilfe der Röntgenpulverbeugungstechnik im Nanobereich als kristallin nachgewiesen werden, da Röntgenstrahlen eine super-kurzwellige Lichtart sind, die extrem kleine Dinge abbilden kann.

Eine Kristallform bedeutet, dass die Substanz eine chemische Formel hat. Es könnte so einfach wie das von Halit (NaCl) oder komplex wie das von Epidot (Ca₂Al₂(Fe³⁺, Al) (SiO₄) (Si₂Ö₇) O (OH)), aber wenn Sie auf die Größe eines Atoms geschrumpft wären, könnten Sie anhand seines molekularen Aufbaus und seiner Anordnung erkennen, welches Mineral Sie gesehen haben.

Einige Substanzen bestehen den Röntgentest nicht. Sie sind echte Gläser oder Kolloide mit einer völlig zufälligen Struktur auf atomarer Ebene. Sie sind amorphes, wissenschaftliches Latein für "formlos". Diese erhalten den Ehrennamen Mineraloid. Mineraloide sind ein kleiner Verein mit ungefähr acht Mitgliedern, und das spannt die Dinge durch die Einbeziehung einiger organischer Substanzen (Verstoß gegen die Kriterien 3 und 4)..