Minerallerin Oluşumu
Mineraller, atomlar kristal bir düzende birbirine bağlandığında oluşur. Bunun doğada gerçekleşmesinin üç ana yolu vardır: 1) sıcaklık değişimiyle sulu (su) bir çözeltiden doğrudan çökelme, 2) sıcaklık değişimiyle bir magmadan kristalleşme ve 3) organizmaların etkisiyle biyolojik çökelme.
Sulu Çözeltiden Çöktürme
Çözeltiler, çözünen madde olarak bilinen ve bir ortam veya çözücü içinde çözünmüş iyon veya moleküllerden oluşur. Doğada bu çözücü genellikle sudur. Sodyum klorür, NaCl bileşimine sahip halit veya sofra tuzu gibi birçok mineral suda çözünebilir. Na+1 ve Cl-1 iyonları ayrılır ve çözelti içinde dağılır.
Çökelme, çözeltideki iyonların katı mineraller oluşturmak üzere bir araya geldiği ters bir süreçtir. Çökelme, çözeltideki iyon konsantrasyonuna ve sıcaklık ve basınç gibi diğer faktörlere bağlıdır. Bir çözücünün daha fazla çözünen madde tutamadığı noktaya doygunluk denir. Çökelme, çözeltinin sıcaklığı düştüğünde, çözünen madde buharlaştığında veya çözeltideki kimyasal koşullar değiştiğinde meydana gelebilir. Evlerimizdeki çökelmeye örnek olarak suyun buharlaşarak musluklarda, duş başlıklarında ve bardaklarda mineral kabukları bırakması verilebilir.
Doğada, çevresel koşullardaki değişiklikler suda çözünmüş minerallerin bağlar oluşturmasına ve kristaller halinde büyümesine veya tortu tanelerini birbirine yapıştırmasına neden olabilir. Utah'ta, buzul çağındaki Bonneville Gölü'nde ortaya çıkan mineral bakımından zengin kaynaklardan tufa birikintileri oluşmuştur. Şimdi kuru vadilerde açığa çıkan bu gözenekli tüf, ilk yerleşimciler tarafından evlerini inşa etmek için kullanılan doğal bir yalıtımdı ve yaz sıcağı ile kış soğuğuna karşı doğal bir koruma sağlıyordu. Yellowstone Park'taki Mammoth Hot Springs'te bulunan traverten terasları, sığ kaynak beslemeli göletlerin kenarlarında kalsit çökelmesiyle oluşan bir başka örnektir.
Bir başka çökelme örneği, sodyum klorür ve diğer tuzların konsantrasyonunun dünya okyanuslarından yaklaşık sekiz kat daha fazla olduğu Utah'taki Büyük Tuz Gölü'nde meydana gelmektedir. Akarsular çevredeki dağlardan göle tuz iyonları taşır. Başka bir çıkışı olmayan göldeki su buharlaşır ve tuz konsantrasyonu doygunluğa ulaşana ve mineraller tortu olarak çökelene kadar artar. Benzer tuz yatakları halit ve diğer çökeltileri içerir ve Kaliforniya'daki Mono Gölü ve Ölü Deniz gibi diğer göllerde de görülür.
Magmadan Kristalleşme
Isı, maddelerdeki atomların titreşmesine neden olan enerjidir. Sıcaklık, titreşimin yoğunluğunun bir ölçüsüdür. Titreşimler yeterince şiddetliyse, kimyasal bağlar kırılır ve kristaller eriyerek iyonları eriyiğin içine bırakır. Magma, serbestçe hareket eden iyonlar içeren erimiş kayadır. Magma derinlikte yerleştirildiğinde veya yüzeye çıkarıldığında (o zaman lav olarak adlandırılır), soğumaya başlar ve mineral kristalleri oluşabilir.
Organizmalar Tarafından Çökeltme
Birçok organizma, sudan iyonlar çıkararak ve mineralleri biyolojik olarak çöktürerek kemikler, kabuklar ve vücut kaplamaları oluşturur. Organizmalar tarafından çökeltilen en yaygın mineral kalsit veya kalsiyum karbonattır (CaCO3). Kalsit genellikle organizmalar tarafından aragonit adı verilen bir polimorf olarak çökeltilir. Polimorflar, aynı kimyasal formüle ancak farklı kristal yapılara sahip kristallerdir. Mercanlar ve istiridyeler gibi deniz omurgasızları kabukları ve yapıları için aragonit veya kalsit çökeltmektedir. Öldükten sonra sert kısımları okyanus tabanında tortu olarak birikir ve sonunda tortul kayaç kireçtaşına dönüşebilir. Kireçtaşı inorganik olarak oluşabilse de, büyük çoğunluğu bu biyolojik süreçle oluşur. Bir başka örnek de, mikroskobik dış kabukları için silika çökelten zooplanktonlar olan radiolaria adı verilen deniz organizmalarıdır. Organizmalar öldüğünde, kabuklar okyanus tabanında birikir ve tortul kaya çörtünü oluşturabilir. Omurgalı dünyasından biyolojik çökelmeye bir örnek, çoğunlukla fosfat grubunda bir mineral olan bir tür apatitten oluşan kemiktir. Kemiklerde bulunan apatit, yapısında kalsiyum ve su içerir ve hidroksikarbonat apatit, Ca5(PO4)3(OH) olarak adlandırılır. Yukarıda da belirtildiği gibi, organizma ölene ve bu sert parçalar fosil haline gelene kadar bu tür maddeler teknik olarak mineral değildir.
Önceki Ders: Minerallerin Kimyası
Sonraki Ders: Silikat Mineralleri
Yorumlar
Yorum Gönder