Meridianit - Meridianiite

Meridianit
Kryształy Meridianitu.jpg
Kryształy merydianitowe wykazujące blokowe, trójskośne, krystaliczne formy.
Generał
Kategoria Minerały siarczanowe
Formuła
(powtarzająca się jednostka) 		Magnezu, siarczan 11 hydrat MgSO 4 · 11 H 2 O
Klasyfikacja Strunza 7.CB.90
Kryształowy system Trójklinika
Klasa kryształu Pinakoidalny ( 1 )
(ten sam symbol HM )
Grupa kosmiczna P 1
Komórka elementarna a = 6,7459 Å
b = 6,8173 Å
c = 17,299 Å;
α = 88,137°, β = 89,481°, γ = 62,719°
Z = 2
Identyfikacja
Masa formuły 318,55 g/mol
Kolor Bezbarwny lub biały
Kryształowy zwyczaj W kształcie igły do ​​szerokich płaskich kryształów
Wytrwałość Kruchy
Połysk Ciało szkliste – matowe
Smuga Biały
Przezroczystość Przezroczysty
Środek ciężkości 1,512
Temperatura topnienia W temperaturach powyżej 2 °C
Rozpuszczalność Wysoce rozpuszczalny w wodzie
Bibliografia

Meridianit to minerał składający się z undekahydratu siarczanu magnezu , MgSO
4·11H
2O . Jest to bezbarwna, przezroczysta sól krystaliczna, która wytrąca się z roztworów nasyconych jonami Mg 2+ i SO 4 2− w temperaturach poniżej 2°C. Syntetyczny związek był wcześniej znany jako sól Fritzschego .

Meridianit to naturalnie występujący gatunek mineralny występujący na Ziemi w różnych środowiskach, w tym w lodzie morskim, skorupach i wykwitach w kopalniach węgla/metalu, systemach jaskiń, strefach utlenionych złóż siarczków, słonych jeziorach/playach i antarktycznych rdzeniach lodowych. Jest powszechnie kojarzony z innymi minerałami ewaporatowymi, takimi jak epsomit , mirabilit , halogenki i inne siarczany sodu i magnezu. Istnieją pewne dowody na to, że był on kiedyś obecny na powierzchni Marsa i może występować w kilku ciałach Układu Słonecznego . Od 2012 roku był to jedyny znany siarczan undekahydratu.

Nieruchomości

Meridianit należy do trójskośnego układu kryształów , o parametrach komórki a = 6,7459 Å, b = 6,8173 Å, c = 17,299 Å, a gęstość = 1,512 g/cm 3 , piki dyfrakcji rentgenowskiej w odstępach d = 5,73, 5,62, 5,41 , 4,91, 4,85, 2,988, 2,958 (najwyższa intensywność) i 2,940 i jest aktywny w podczerwieni. Wytwarza kryształy od igieł do szerokich, płaskich, które są przezroczyste do bezbarwnej bieli.

Meridianit rozkłada się niekongruentnie powyżej 2 °C, tworząc epsomit (MgSO 4 · 7 H 2 O) i wodę . Meridaniite i wody mają eutektycznego punktu w -3,9 ° C do 17,3% (masa) MgSO 4 .

Meridianit może zawierać duże ilości innych kationów dwuwartościowych (których siarczany same w sobie nie wydają się tworzyć undekahydratu) w postaci roztworu stałego, bez zmiany jego struktury. Należą do nich nikiel (do ok. 27% zastępowanych kationów), cynk (do ok. 27%), kobalt (do ok. 67%), mangan(II) (ok. 62%), miedź (ok. 8%), oraz żelazo(II) (około 8%).

Pod ciśnieniem około 0,9 GPa i przy 240 K meridianit rozkłada się na mieszaninę lodu VI i enneahydratu MgSO
4·9H
2O ,

Odkrycie

W 1837 roku CJ Fritzsche opisał to, co zinterpretował jako dodekahydrat siarczanu magnezu, w oparciu o utratę wagi podczas odwodnienia do bezwodnej soli. Substancję określano jako „sól Fritzschego” i nie nadano jej formalnej nazwy mineralnej ani oznaczenia.

Struktura kryształu została później rozwiązana przez Petersona i Wanga w 2006 roku, ujawniając, że należała ona do trójskośnego układu kryształów, a każda jednostka formuły zawierała 11 cząsteczek wody, a nie 12.

Nazwa „meridianiite” pochodzi od Meridiani Planum , miejsca na Marsie, gdzie uważa się, że istniało ono w przeszłości. Gatunek i nazwa minerału zostały zatwierdzone przez Komisję ds. Nowych Nazw Mineralnych i Nomenklatury Mineralnej Międzynarodowego Stowarzyszenia Mineralogicznego w listopadzie 2007 r.

Występowanie na Ziemi

Odkryto, że meridianit występuje na powierzchni lodowej warstwy utworzonej zimą nad stawami znanymi jako Baskijskie Jeziora w Kanadzie . Woda w tych stawach ma wysokie stężenie siarczanu magnezu i innych soli. Woda przesączająca się przez warstwę lodu odparowuje na powierzchni pozostawiając osad krystalicznego meridianitu.

Meridianit wykryto również w lodzie morskim zbieranym zimą z solnego jeziora Saroma w Japonii, a także w rdzeniach lodowych ze stacji Dome Fuji na Antarktydzie , w pobliżu szczytu wschodniego płaskowyżu Dronning Maud Land .

Zjawisko pozaziemskie

Zdjęcia ogromnych złóż siarczanów odesłanych przez NASA Opportunity Rover w Meridiani Planum pokazują liczne puste przestrzenie w kształcie igły w całym złożu. Teraz puste kanciaste otwory są interpretowane jako wnęki wypełnione niegdyś wysoce rozpuszczalnym minerałem, najprawdopodobniej siarczanem magnezu. Zaobserwowano, że wnęki te ściśle pasują do pokroju kryształów merydianitu i zostały zaproponowane jako miejsca, w których znajdowały się kryształy merydianitu, które następnie rozpuszczały się, gdy warunki środowiskowe powodowały, że kryształ był niestabilny. Ze względu na rozkład merydianitu do 70% epsomitu i 30% wody zaproponowano, że meridianit może stanowić okresowy zbiornik wodny w pobliżu powierzchni Marsa. W cieplejszych okresach historii Marsa możliwe jest, że wywołane topnienie tego minerału może pomóc wyjaśnić występowanie niektórych chaotycznych i krótkotrwałych epizodów wód powierzchniowych w całej historii Marsa.

Zdalnego wykrywania innych ciał niebieskich również wykazało obecność wielu gatunków uwodnionych mineralnych, w tym siarczanów , w pobliżu różnych powierzchni planetarnych, którego przykład stanowią Jupiter jest księżyca Europa . Stosunkowo gładka i bardzo młoda powierzchnia Europy została zinterpretowana jako dowód na domniemany ocean pod lodową powierzchnią księżyca i dlatego sugeruje płynną solankę na głębokości. Ze względu na warunki kriosferyczne panujące na Europie prawdopodobne jest, że wszelkie minerały siarczanu magnezu obecne i w kontakcie z ciekłą wodą z natury występują jako meridianit, a zatem mogą stanowić ważną fazę mineralną i zbiornik wody w stanie ciekłym na głębokości.

Galeria

  • Rysunek 1. (a, b, d) Obrazy optyczne meridianitu, MgSO 4 •11H 2 O. Dzięki uprzejmości Genceli et al. 2007.

  • Rysunek 2. Pobieranie próbek meridianitu z drewnianego słupka. Dzięki uprzejmości R. Petersona 2010.

  • Rysunek 3. Typ występowania meridianitu w Jeziorze Baskijskim nr 1. Dzięki uprzejmości R. Peterson 2010.

  • Rysunek 4. Stanowisko typu minerału meridianitu; Jezioro Baskijskie nr 1 widziane zimą 2007 roku. Dzięki uprzejmości R. Peterson 2010.

  • Rysunek 5. Długie puste przestrzenie w kształcie igły w kształcie kryształów obserwowane przez NASA Opportunity Rover w Meridiani Planum na Marsie. Zdjęcie dzięki uprzejmości R. Petersona 2010 i NASA.

  • Figura 6. Temperatura masy w porównaniu% MgSO 4 przedstawia schemat ukazujący zakresy stabilności różnych czysty siarczan magnezu, uwodnione sole. Dzięki uprzejmości R. Petersona 2010.

  • Rysunek 7. Dane z dyfrakcji rentgenowskiej uzyskane przy użyciu źródła kobaltu dla hydratu siarczanu magnezu, Meridianiite. Linia przerywana reprezentuje idealną intensywność i wzór widmowy meridianitu. Dzięki uprzejmości R. Petersona 2010.

  • Rysunek 8. Absorpcja merydianitu w podczerwieni. Dzięki uprzejmości R. Petersona 2010.

Bibliografia

  1. ^ a b Mindat.org
  2. ^ Webmineral.com
  3. ^ B c d e f g h R.C. Peterson, Nelson W., B. Madu i HF Shurvell (2007): "Meridianiite: nowe gatunki minerałów obserwowane na Ziemi przewidywane istnieć Mars". American Mineralog , tom 92, wydanie 10, strony 1756-1759. doi : 10.2138/am.2007.2668
  4. ^ FE Genceli, M. Lutz, AL Spek i GJ. Witkamp (2007): "krystalizacji i charakterystyki nowego hydrat siarczanu magnezu MgSO 4 • 11H 2 O." Crystal Growth & Design , 7, strony 2460–2466.
  5. ^ B c d e F.E. Genceli S. Horikawa Y. Iizuka Toshimitsu, S., T., T. Hondoh Kawamura, GJ. Witkamp (2009): „Meridianit wykryty w lodzie”. Journal of Glacjologia stron, tom 55, issue 189, 117-122.DOI: https://doi.org/ doi : 10,3189 / 002214309788608921
  6. ^ a b c A. Dominic Fortes, Frank Browning i Ian G. Wood (2012): „Podstawienie kationów w syntetycznym meridianycie (MgSO4 · 11H2O) I: analiza dyfrakcji proszkowej promieniowania rentgenowskiego hartowanych agregatów polikrystalicznych”. Physics and Chemistry of Minerals , tom 39, wydanie, strony 419–441. Doi : 10.1007/s00269-012-0497-9
  7. ^ AD Fortes, IG Wood i KS Knight (2008). „Struktura krystaliczna i tensor rozszerzalności cieplnej MgSO 4 •11D 2 O (meridianit) wyznaczony metodą proszkowej dyfrakcji neutronów”. Physics and Chemistry of Minerals , 35, strony 207-221.
  8. ^ A. Dominic Fortes, Kevin S. Knight i Ian G. Wood (2017): „Struktura, rozszerzalność cieplna i nieściśliwość MgSO4·9H2O, jego związek z meridianitem (MgSO4·11H2O) i możliwe zjawiska naturalne”. Acta Crystallographica Sekcja B: Strukturalne Nauki, Inżynieria Kryształów i Materiałów , tom 73, część 1, strony 47-64. doi : 10.1107/S2052520616018266
  9. ^ CJ Fritzsche (1837): „Ueber eine neue Verbindung der schwefelsauren Talkerde mit Wasser”. Annalen Der Physik Und Chemie Poggendorffa , obecnie Annalen Der Physik , tom 118, wydanie 12, strony 577–580. doi : 10.1002/andp.18371181211
  10. ^ RC Peterson i R. Wang (2006): „Crystal formy na Marsie: Topienie możliwych nowych gatunków mineralnych w celu stworzenia marsjańskiego terenu chaotycznego”. Geologia , 34, strony 957–960.
  11. ^ JB Dalton (2003): „Zachowanie spektralne uwodnionych soli siarczanowych: Implikacje dla projektu spektrometru misji Europa”. Astrobiologia , 3, strony 771–784.