Mineraalit: The Building Blocks
Nesteen, lämmön ja paineen synnyttämät mineraalit häikäisevät meitä henkeäsalpaavilla väreillään ja muodoillaan ja hämmästyttävät meitä hyödyllisyydellään. Ne taotaan maan alla, jossa miljardeja vuosia toimineet voimat tuottavat yhä uusia mineraaleja. Mineraali on luonnossa esiintyvä epäorgaaninen (eloton) kiinteä aine, jolla on erityinen kemiallinen koostumus.
Kun oppilaat etsivät mineraaleja omasta ympäristöstään, he saattavat löytää yksittäisen mineraalinäytteen, kuten marmorin, joka on puhdasta kalsiittia. Todennäköisesti he kuitenkin löytävät kiviä, jotka ovat kahden tai useamman mineraalin seoksia. Esimerkiksi graniitti, jossa on pieniä monivärisiä jyviä, koostuu kvartsista, maasälvästä ja kiilteestä.
Kiteet: Muoto
Useimmat mineraalit esiintyvät luonnossa kiteinä. Jokaisella kiteellä on järjestyksessä oleva, sisäinen atomikuvio, jolla on ominainen tapa lukita uusia atomeja tähän kuvioon toistamaan sitä yhä uudelleen. Syntyvän kiteen muoto – esimerkiksi kuutio (kuten suola) tai kuusisivuinen muoto (kuten lumihiutale) – heijastaa atomien sisäistä järjestystä. Kiteiden kasvaessa lämpötilan ja kemiallisen koostumuksen erot aiheuttavat kiehtovia vaihteluita. Oppilaat löytävät kuitenkin harvoin takapihaltaan täydellisen muotoisia mineraalikiteitä, joita he näkevät museossa. Tämä johtuu siitä, että kiteet tarvitsevat ihanteelliset kasvuolosuhteet ja tilaa kasvaa, jotta niiden geometrinen muoto ja tasainen pinta näkyisivät helposti. Kun monet erilaiset kiteet kasvavat lähellä toisiaan, ne nivoutuvat yhteen muodostaen konglomeraattimassan. Näin on useimmissa kivilajeissa, kuten edellä mainitussa graniitissa, joka koostuu monista pienistä mineraalikiteistä. Tässä kuvissa esitetyt museolaatuiset näytteet kasvoivat tilavissa ympäristöissä, jotka antoivat geometristen muotojen muodostua esteettä.
Atomien sisäinen järjestys määrää kaikki mineraalien kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet, myös värin. Valo vuorovaikuttaa eri atomien kanssa luoden erilaisia värejä. Monet mineraalit ovat puhtaassa tilassaan värittömiä, mutta atomirakenteen epäpuhtaudet aiheuttavat väriä. Esimerkiksi kvartsi on normaalisti väritöntä, mutta sitä esiintyy eri väreissä vaaleanpunaisesta ruskeaan ja ametistin syvään violettiin, riippuen sen rakenteessa olevien epäpuhtauksien määrästä ja tyypistä. Värittömässä tilassaan kvartsi muistuttaa jäätä. Itse asiassa sanan kristalli juuri tulee kreikan sanasta krystallos – jää – koska muinaiset kreikkalaiset uskoivat, että kirkas kvartsi oli jäätä, joka oli jäätynyt niin kovaksi, ettei se voinut sulaa.
Tiedemiehet kuvaavat tyypillisesti kiteitä ”kasvaviksi”, vaikka ne eivät olekaan eläviä. Maanalaisissa puutarhoissa ne haarautuvat ja harsivat, kun triljoonat atomit yhdistyvät säännöllisiksi kolmiulotteisiksi kuvioiksi. Jokainen kristalli alkaa pienenä ja kasvaa, kun atomeja lisätään. Monet niistä kasvavat vedestä, jossa on runsaasti liuenneita mineraaleja, mutta ne kasvavat myös sulaneesta kivestä ja jopa höyrystä. Eri lämpötilojen ja paineiden vaikutuksesta atomit yhdistyvät hämmästyttävän monenlaisiksi kiteiksi. Juuri tämä muodon ja symmetrian moninaisuus ja täydellisyys on jo pitkään houkutellut tutkijoita tutkimaan mineraaleja.Symmetria on osien säännöllinen, toistuva kuvio. Symmetriaa on kaikkialla luonnossa – perhosen siipipareissa, auringonkukan kierteissä ja terälehdissä, lumihiutaleen kuviossa, hämähäkin jaloissa – eivätkä mineraalit ole poikkeus. Kiteissä nämä toistuvat kuviot esiintyvät atomin perusrakenteessa ja heijastavat kiteen pintakuviota. Voit usein nähdä mineraalikiteen luonteenomaisen symmetrian paljain silmin, mutta jos kristalli on pieni, saatat joutua tarkastelemaan sitä suurennuslasilla tai mikroskoopilla (kuten oppitunnilla 2 osoitetaan). Kiteiden symmetristen kuvioiden tunnistaminen voi olla aluksi vaikeaa, mutta kokemus auttaa: mitä useampia näytteitä tarkastelet, sitä enemmän symmetriaa – ja kiteitä – tunnistat. Joissakin näytteissä ei kuitenkaan ole hyvin muodostuneita kiteitä, ja jopa asiantuntijoiden on vaikea luokitella niitä.
Localizador
Blog Network
