Minerali che vivono sulla superficie terrestre

I geologi conoscono migliaia di diversi minerali bloccati nelle rocce, ma quando le rocce sono esposte sulla superficie terrestre e cadono vittime agenti atmosferici, rimangono solo una manciata di minerali. Sono gli ingredienti dei sedimenti, che finiscono tempo geologico ritorna a roccia sedimentaria.

Quando le montagne si sbriciolano verso il mare, tutte le loro rocce, sia ignee, sedimentarie o metamorfiche, si rompono. Fisico o agenti atmosferici meccanici riduce le rocce a piccole particelle. Questi si rompono ulteriormente agenti atmosferici chimici in acqua e ossigeno. Solo pochi minerali possono resistere all'infinito agli agenti atmosferici: lo zircone è uno e l'oro nativo è un altro. Quarzo resiste a lungo, motivo per cui la sabbia, essendo quasi quarzo puro, è così persistente. Dato abbastanza tempo anche il quarzo si dissolve in acido silicico, H₄SiO₄. Ma la maggior parte del minerali di silicato che compongono le rocce si trasformano in residui solidi dopo l'erosione chimica. Questi residui di silicato sono ciò che compongono i minerali della superficie terrestre.

L'olivina, pirossenie anfiboli di igneo o rocce metamorfiche reagisce con l'acqua e lascia dietro di sé ossidi di ferro arrugginiti, principalmente minerali goethite ed ematite. Questi sono ingredienti importanti nei suoli, ma sono meno comuni come minerali solidi. Aggiungono anche i colori marrone e rosso alle rocce sedimentarie.

Feldspato, il gruppo minerale di silicato più comune e la casa principale dell'alluminio nei minerali, reagisce anche con l'acqua. L'acqua estrae silicio e altri cationi ("CAT-eye-ons"), o ioni di carica positiva, ad eccezione dell'alluminio. I minerali di feldspato si trasformano così in alluminosilicati idratati che sono argille.

I minerali di argilla non sono molto da guardare, ma la vita sulla Terra dipende da loro. A livello microscopico, le argille sono piccoli fiocchi, come mica ma infinitamente più piccolo. A livello molecolare, l'argilla è un panino fatto di fogli di tetraedri di silice (SiO₄) e fogli di magnesio o idrossido di alluminio (Mg (OH)₂ e Al (OH)₃). Alcune argille sono un vero e proprio sandwich a tre strati, uno strato di Mg / Al tra due strati di silice, mentre altri sono sandwich di due strati a faccia aperta.

Ciò che rende le argille così preziose per la vita è che con le loro dimensioni minuscole delle particelle e la costruzione a faccia aperta, hanno una superficie molto ampia e possono accettare prontamente molti cationi sostitutivi per Si, Al e Mg atomi. L'ossigeno e l'idrogeno sono disponibili in abbondanza. Dal punto di vista delle cellule viventi, i minerali di argilla sono come officine piene di strumenti e collegamenti elettrici. In effetti, anche i mattoni della vita sono animati dall'energico ambiente catalitico delle argille.

Ma torniamo ai sedimenti. Con la stragrande maggioranza dei minerali di superficie costituiti da quarzo, ossidi di ferro e minerali di argilla, abbiamo gli ingredienti del fango. Fango è il nome geologico di sedimento che è una miscela di dimensioni delle particelle che vanno dalla dimensione della sabbia (visibile) a la dimensione dell'argilla (invisibile) e i fiumi del mondo forniscono costantemente fango al mare e ai grandi laghi e nell'entroterra bacini. Questo è dove il clastico sedimentario nascono le rocce, arenaria e fango e scisto in tutta la loro varietà.

Quando le montagne si sgretolano, gran parte del loro contenuto minerale si dissolve. Questo materiale rientra nel ciclo di roccia in modo diverso dall'argilla, precipitando fuori soluzione per formare altri minerali di superficie.

Il calcio è un catione importante nei minerali di roccia ignea, ma svolge un ruolo secondario nel ciclo dell'argilla. Invece, il calcio rimane nell'acqua, dove si lega allo ione carbonato (CO₃). Quando si concentra abbastanza nell'acqua di mare, il carbonato di calcio esce dalla soluzione come calcite. Gli organismi viventi possono estrarlo per costruire i loro gusci di calcite, che diventano anche sedimenti.

Dove lo zolfo è abbondante, il calcio si combina con esso come gesso minerale. In altre impostazioni, lo zolfo cattura il ferro disciolto e precipita come pirite.

C'è anche del sodio rimasto dalla rottura dei minerali di silicato. Ciò permane nel mare fino a quando le circostanze non seccano la salamoia ad alta concentrazione quando il sodio si unisce al cloruro per dare solido sale o halite.

E che dire dell'acido silicico disciolto? Anche questo viene estratto dagli organismi viventi per formare i loro microscopici scheletri di silice. Questi piovono sul fondo del mare e gradualmente diventano Chert. Così ogni parte delle montagne trova un nuovo posto sulla Terra.