Mineralien der Erdoberfläche

Geologen kennen Tausende verschiedener Mineralien, die in Gesteinen eingeschlossen sind. Wenn jedoch Gesteine ​​an der Erdoberfläche freigelegt werden und der Verwitterung zum Opfer fallen, bleiben nur eine Handvoll Mineralien übrig. Sie sind die Bestandteile von Sedimenten, die im Laufe der geologischen Zeit in Sedimentgestein zurückkehren.

Wohin die Mineralien gehen

Wenn die Berge zum Meer bröckeln, brechen all ihre Gesteine, ob magmatisch, sedimentär oder metamorph, zusammen. Physikalische oder mechanische Witterung reduziert die Gesteine ​​zu kleinen Partikeln. Diese werden durch chemische Verwitterung in Wasser und Sauerstoff weiter abgebaut. Nur wenige Mineralien können einer Verwitterung auf unbestimmte Zeit widerstehen: Zirkon ist eines und einheimisches Gold ist ein anderes. Quarz ist sehr lange beständig, weshalb Sand als nahezu reiner Quarz so hartnäckig ist. Bei ausreichender Zeit löst sich sogar Quarz in Kieselsäure, H₄SiO₄. Die meisten Silikatmineralien, aus denen Gesteine ​​bestehen, werden jedoch nach chemischer Bewitterung zu festen Rückständen. Diese Silikatreste bilden die Mineralien der Erdoberfläche.

Die Olivine, Pyroxene und Amphibole von magmatischen oder metamorphen Gesteinen reagieren mit Wasser und hinterlassen rostige Eisenoxide, hauptsächlich die Mineralien Goethit und Hämatit. Dies sind wichtige Bestandteile in Böden, aber sie sind weniger häufig als feste Mineralien. Sie verleihen Sedimentgesteinen auch braune und rote Farben.

Feldspat, die am häufigsten vorkommende Silikatmineralgruppe und der Hauptbestandteil von Aluminium in Mineralien, reagiert ebenfalls mit Wasser. Wasser entzieht Silizium und andere Kationen ("CAT-eye-ons") oder Ionen mit positiver Ladung, mit Ausnahme von Aluminium. Die Feldspatmineralien verwandeln sich somit in hydratisierte Aluminosilikate, die Tone sind.

Erstaunliche Tone

Tonmineralien sind nicht viel zu betrachten, aber das Leben auf der Erde hängt von ihnen ab. Auf mikroskopischer Ebene sind Tone winzige Flocken wie Glimmer, aber unendlich kleiner. Auf molekularer Ebene ist Ton ein Sandwich aus Siliciumdioxid - Tetraedern (SiO)₄) und Bleche aus Magnesium- oder Aluminiumhydroxid (Mg (OH)₂ und Al (OH)₃). Einige Tone sind ein richtiges dreischichtiges Sandwich, eine Mg / Al-Schicht zwischen zwei Silikaschichten, während andere Sandwiches mit offener Oberfläche aus zwei Schichten sind.

Was Tone für das Leben so wertvoll macht, ist, dass sie mit ihrer winzigen Partikelgröße und ihrer offenen Konstruktion sehr große Oberflächen haben und leicht viele Ersatzkationen für ihre Si, Al und Mg-Atome aufnehmen können. Sauerstoff und Wasserstoff sind im Überfluss vorhanden. Tonmineralien sind aus Sicht lebender Zellen wie Maschinenhallen voller Werkzeuge und Stromanschlüsse. Tatsächlich werden sogar die Bausteine ​​des Lebens - Aminosäuren und andere organische Moleküle - durch die energetische, katalytische Umgebung von Tonen belebt.

Die Entstehung klastischer Gesteine

Aber zurück zu Sedimenten. Mit der überwiegenden Mehrheit der Oberflächenmineralien, die aus Quarz, Eisenoxiden und Tonmineralien bestehen, haben wir die Inhaltsstoffe von Schlamm. Schlamm ist der geologische Name eines Sediments, das aus einer Mischung von Partikelgrößen besteht, die von Sandgröße (sichtbar) bis Tongröße (unsichtbar) reicht, und die Flüsse der Welt liefern dem Meer und großen Seen und Einzugsgebieten ständig Schlamm. Hier entstehen die klastischen Sedimentgesteine ​​Sandstein und Schlammstein und Schiefer in all ihrer Vielfalt.

Die chemischen Niederschläge

Wenn die Berge bröckeln, löst sich ein Großteil ihres Mineralgehalts auf. Dieses Material tritt anders als Ton in den Gesteinszyklus ein und fällt aus der Lösung aus, um andere Oberflächenmineralien zu bilden.

Calcium ist ein wichtiges Kation in magmatischen Gesteinsmineralien, spielt jedoch im Tonkreislauf nur eine geringe Rolle. Stattdessen verbleibt Kalzium im Wasser und bindet dort Carbonationen (CO₃). Wenn es sich in Meerwasser ausreichend konzentriert, kommt Calciumcarbonat als Calcit aus der Lösung. Lebende Organismen können es extrahieren, um ihre Kalzitschalen aufzubauen, die ebenfalls zu Sedimenten werden.

Wo Schwefel im Überfluss vorhanden ist, verbindet sich Kalzium mit ihm als mineralischer Gips. In anderen Umgebungen fängt Schwefel gelöstes Eisen ein und fällt als Pyrit aus.

Beim Abbau der Silikatmineralien bleibt auch Natrium übrig. Dies verweilt im Meer, bis die Sole zu einer hohen Konzentration austrocknet, wenn sich Natrium mit Chlorid verbindet und festes Salz oder Halit entsteht.

Und was ist mit der gelösten Kieselsäure? Auch das wird von lebenden Organismen extrahiert, um ihre mikroskopischen Kieselsäureskelette zu bilden. Diese regnen auf den Meeresboden und werden allmählich kalter. So findet jeder Teil der Berge einen neuen Platz auf der Erde.