Geologer vet om tusenvis av forskjellige mineraler som er låst i bergarter, men når bergarter blir utsatt på jordoverflaten og blir offer for forvitring, gjenstår bare en håndfull mineraler. De er ingrediensene i sediment, som over geologisk tid går tilbake til sedimentær bergart.
Når fjellene smuldrer mot havet, brytes alle bergartene deres, enten de er stødige, sedimentære eller metamorfe. Fysisk eller mekanisk forvitring reduserer bergartene til små partikler. Disse brytes videre av kjemisk forvitring i vann og oksygen. Bare noen få mineraler kan motstå forvitring på ubestemt tid: zirkon er ett og innfødt gull er et annet. Quartz motstår veldig lenge, og det er grunnen til at sand er nesten ren kvarts, er så vedvarende. Gitt nok tid oppløses til og med kvarts i kiselsyre, H4SiO4. Men det meste av silikatmineraler som komponerer bergarter blir til faste rester etter kjemisk forvitring. Disse silikatrestene er det som utgjør mineralene på jordens landoverflate.
Olivinen, pyroksener, og amfiboler av stollende eller
metamorfe bergarter reagerer med vann og etterlater rustne jernoksider, mest mineralene goethite og hematite. Dette er viktige ingredienser i jordsmonn, men de er mindre vanlige som faste mineraler. De tilfører også brune og røde farger til sedimentære bergarter.feltspat, den vanligste silikatmineralgruppen og det viktigste hjemmet til aluminium i mineraler, reagerer også med vann. Vann trekker frem silisium og andre kationer ("CAT-eye-ons"), eller ioner med positiv ladning, bortsett fra aluminium. Feltspatmineraler blir dermed til hydratiserte aluminosilikater som er leire.
Fantastiske Clays
Leirmineraler er det ikke mye å se på, men livet på jorden er avhengig av dem. På mikroskopisk nivå er leire små flak, som glimmer men uendelig mindre. På molekylært nivå er leire en sandwich laget av ark av silika tetrahedra (SiO4) og ark med magnesium eller aluminiumhydroksyd (Mg (OH))2 og Al (OH)3). Noen leire er en skikkelig trelags sandwich, et Mg / Al-lag mellom to silikasjikt, mens andre er åpne ansiktssandwicher med to lag.
Det som gjør leire så verdifullt for livet er at med deres bittesmå partikkelstørrelse og åpne ansikt, de har veldig store overflater og kan lett akseptere mange erstatningskationer for Si, Al og Mg atomer. Oksygen og hydrogen er tilgjengelige i overflod. Fra synet på levende celler er leirmineraler som maskinbutikker fulle av verktøy og strømtilkoblinger. Til og med livets byggesteiner blir livliggjort av leirens energiske, katalytiske miljø.
Makings of Clastic Rocks
Men tilbake til sedimenter. Med det overveldende flertallet av overflatemineraler som består av kvarts, jernoksider og leirmineraler, har vi ingrediensene til gjørme. Mud er det geologiske navnet på sediment som er en blanding av partikkelstørrelser som spenner fra sandstørrelse (synlig) til leirstørrelse (usynlig), og verdens elver leverer jevnlig gjørme til havet og til store innsjøer og innmark bassenger. Det er her den klastiske sedimentære bergarter er født, sandstein og gjørmstein og skifer i all sin variasjon.
The Chemical Precipitates
Når fjellene smuldrer opp, løses mye av mineralinnholdet opp. Dette materialet gir tilbake til bergsyklus på andre måter enn leire, utfelt ut av løsningen for å danne andre overflate mineraler.
Kalsium er et viktig kation i stollformede bergmineraler, men det spiller liten rolle i leiresyklusen. I stedet forblir kalsium i vannet, hvor det er tilknyttet karbonation (CO3). Når det blir konsentrert nok i sjøvann, kommer kalsiumkarbonat ut av løsningen som kalsitt. Levende organismer kan trekke den ut for å bygge sine kalsittskaller, som også blir sediment.
Der det er rikelig med svovel, kombineres kalsium med det som mineralgipset. I andre omgivelser fanger svovel opp løst jern og utfeller som pyritt.
Det er også natrium til overs fra nedbrytningen av silikatmineraler. Som blir liggende i sjøen til omstendighetene tørker opp saltlaken til en høy konsentrasjon når natrium blir klorid for å gi fast stoff salt eller halitt.
Og hva med den oppløste kiselsyren? Også det blir trukket ut av levende organismer for å danne deres mikroskopiske silikagelett. Disse regner ned på havbunnen og blir etter hvert chert. Dermed finner hver del av fjellene et nytt sted på jorden.