4 saker som definierar mineraler

Inom geologin kommer du ofta att höra olika termer, inklusive ordet "mineral". Vad är mineraler, exakt? De är alla ämnen som uppfyller dessa fyra specifika egenskaper:

1. Mineraler är naturliga: Dessa ämnen som bildas utan mänsklig hjälp.
2. Mineraler är solida: De tappar inte eller smälter eller förångas.
3. Mineraler är oorganisk: De är inte kolföreningar som de som finns i levande saker.
4. Mineraler är kristallina: De har ett distinkt recept och arrangemang av atomer.

Trots detta finns det fortfarande några undantag från dessa kriterier.

Fram till 1990-talet kunde mineralogister föreslå namn på kemiska föreningar som bildades under nedbrytningen av konstgjorda ämnen... saker som finns på platser som industriella slamgropar och rostande bilar. Det kryphålet är nu stängt, men det finns mineraler i böckerna som inte är riktigt naturliga.

Traditionellt och officiellt infödda kvicksilver betraktas som ett mineral, även om metallen är flytande vid rumstemperatur. Vid omkring -40 ° C stelnar den dock och bildar kristaller som andra metaller. Så det finns delar av Antarktis där kvicksilver oundvikligen är ett mineral.

För ett mindre extremt exempel, tänk på mineralen ikaite, ett hydratiserat kalciumkarbonat som endast bildas i kallt vatten. Det bryts ner till kalcit och vatten över 8 C. Det är betydelsefullt i de polära regionerna, havsbotten och andra kalla platser, men du kan inte ta med den in i labbet utom i en frys.

Is är ett mineral, även om det inte finns med i mineralfältets guide. När is samlas i tillräckligt stora kroppar flyter den i sitt fasta tillstånd - det är vad glaciärer är. Och salt (halit) uppför sig på liknande sätt, stiger under jord i stora kupoler och ibland smälter ut i salt glaciärer. I själva verket deformeras alla mineraler, och stenarna som de ingår i, sakta med tillräckligt med värme och tryck. Det är det som gör platta tektonik möjlig. Så på något sätt är inga mineraler riktigt fasta förutom kanske ruter.

Andra mineraler som inte är riktigt fasta är istället flexibla. De glimmermineraler är det mest kända exemplet, men molybdenit är en annan. Dess metalliska flingor kan skrynklas som aluminiumfolie. Asbestmineralen krysotil är tillräckligt strängt för att väva i trasa.

Regeln att mineraler måste vara oorganiska kan vara den strängaste. Ämnen som utgör koltill exempel är olika typer av kolväteföreningar härrörande från cellväggar, trä, pollen och så vidare. Dessa kallas macerals istället för mineraler. Om kol pressas hårt nog för tillräckligt länge kastar kolet alla dess andra element och blir grafit. Trots att det är av organiskt ursprung, är grafit ett verkligt mineral med kolatomer arrangerade i ark. Ruterlikaså är kolatomer anordnade i ett styvt ramverk. Efter cirka fyra miljarder år på jorden är det säkert att säga att alla världens diamanter och grafit är av organiskt ursprung även om de inte strikt talar organiska.

Några saker saknar kristallinitet, hårt när vi försöker. Många mineraler bildas kristaller som är för små för att se under mikroskopet. Men även dessa kan visas att vara kristallina vid nanoskala med hjälp av tekniken för Röntgenpulverdiffraktioneftersom röntgenstrålar är en superkortsvågstyp som kan bilda extremt små saker.

Att ha en kristallform betyder att ämnet har en kemisk formel. Det kan vara så enkelt som halit (NaCl) eller komplex som epidot (Ca₂al₂(Fe³⁺Al, (SiO₄)(Si₂O₇) O (OH)), men om du krymps till en atoms storlek, kan du berätta vilket mineral du såg med dess molekylära smink och arrangemang.

Några ämnen misslyckas med röntgenprovet. De är verkligen glasögon eller kolloider, med en helt slumpmässig struktur i atomskalan. De är amorfa, vetenskapliga latin för "formlösa." Dessa får hedersnamnet mineraloid. Mineraloider är en liten klubb med cirka åtta medlemmar, och det sträcker saker genom att inkludera vissa organiska ämnen (bryter mot kriterium 3 såväl som 4).