Meridianiit - Meridianiite

Meridianiit
Meridianiite Crystals.jpg
Krystaly meridianiitu zobrazující hranaté, triklinické krystalické formy.
Všeobecné
KategorieSíranové minerály
Vzorec
(opakující se jednotka)		Hořčík síran 11 hydrát MgSO4· 11H2Ó
Strunzova klasifikace7. CB.90
Krystalový systémTriclinic
Křišťálová třídaPinacoidní (1)
(stejný Symbol HM )
Vesmírná skupinaP1
Jednotková buňkaa = 6,7459 Á
b = 6,8173 Å
c = 17 299 Á;
a = 88,137 °, p = 89,481 °, y = 62,719 °
Z = 2
Identifikace
Hmotnost vzorce318,55 g / mol
BarvaBezbarvý nebo bílý
Krystalický zvykJehlovité až široké ploché krystaly
HouževnatostKřehký
LeskSklovec - nudný
PruhBílý
DiaphaneityPrůhledný
Specifická gravitace1.512
Bod táníPři teplotách nad 2 ° C
RozpustnostVysoce rozpustný ve vodě
Reference[1][2]

Meridianiit je minerální skládající se z Síran hořečnatý undecahydrát, MgSO
4· 11H
2Ó. Je to bezbarvá transparentní krystalická sůl, která se vysráží z roztoků nasycených Mg2+ a SO42− ionty při teplotách nižších než 2 ° C.[3] Syntetická sloučenina byla dříve známá jako Fritzscheho sůl.[3]

Meridianiit je přirozeně se vyskytující minerální druhy nalezené na Země v různých prostředích, včetně mořského ledu, krust a výkvětů v dolech na uhlí / kov, jeskynních systémů, oxidovaných zón sulfidových ložisek, solných jezer / vod a antarktických ledových jader.[4][3] Běžně je spojován s jinými odpařit minerály jako např epsomit, mirabilit, halogenidy a další sírany sodno-hořečnatého. Existují určité důkazy, že byl kdysi přítomen na povrchu Mars, a mohou se vyskytovat v několika orgánech Sluneční Soustava.[3] Od roku 2012 to byl jediný známý undecahydrát sulfát.[5]

Vlastnosti

Meridianiite patří do triclinic krystalový systém, s parametry buňky a = 6,7459 Å, b = 6,8173 Å, c = 17,299 Å, a hustota = 1,512 g / cm3, vrcholy rentgenové difrakce ve vzdálenostech d = 5,73, 5,62, 5,41, 4,91, 4,85, 2,988, 2,958 (nejvyšší intenzita) a 2,940 a je IR aktivní. Produkuje jehlovité až široké ploché krystaly, které jsou čiré až bezbarvé bílé.[4]

Meridianiit se při produkci rozkládá nepřiměřeně nad 2 ° C epsomit (MgSO4· 7H2O) a voda.[3] Meridaniite a voda mají eutektický bod při -3,9 ° C a 17,3% (hmotn.) MgSO4.[4][5]

Meridianiit může obsahovat velké množství dalších dvojmocných kationtů (jejichž sulfáty samy o sobě zřejmě nevytvářejí undehydrát) jako pevný roztok, aniž by došlo ke změnám jeho struktury. Tyto zahrnují nikl (až asi 27% nahrazených kationů), zinek (až asi 27%), kobalt (až asi 67%), mangan (II) (asi 62%), měď (přibližně 8%) a železo (II) (přibližně 8%).[5]

Při tlacích kolem 0,9GPa a na 240K., meridianiit se rozkládá na směs led VI a enneahydrát MgSO
4· 9H
2Ó,[6]

Objev

V roce 1837 popsal C. J. Fritzsche to, co interpretoval jako dodekahydrát síranu hořečnatého, na základě úbytku hmotnosti během dehydratace na bezvodou sůl.[7] Tato látka byla označována jako „Frizscheova sůl“ a formálně jí nebyl přidělen název ani označení.[4]

Krystalovou strukturu později vyřešili Peterson a Wang v roce 2006 a odhalili, že patří k triclinic krystalický systém a každá jednotka vzorce obsahovala 11 molekul vody, ne 12.[3]

Název „meridianit“ je odvozen od Meridiani Planum, lokalita na Marsu, kde se předpokládá, že existovala v minulosti. Minerální druh a název byly schváleny Komisí pro nová minerální jména a minerální nomenklaturu Mezinárodní mineralogická asociace v listopadu 2007.[1]

Výskyt na Zemi

Bylo zjištěno, že meridianiit se vyskytuje na povrchu ledové vrstvy vytvořené v zimě nad rybníky známými jako Baskická jezera, v Kanada. Voda v těchto rybnících má vysokou koncentraci síranu hořečnatého a dalších solí. Voda prosakující ledovou vrstvou se na povrchu odpařuje a zanechává nános krystalického meridianiitu.[3]

Meridianiit byl také zjištěn v mořském ledu shromážděném v zimě z fyziologického roztoku Jezero Saroma v Japonsku, stejně jako v ledových jádrech z Kopule Fuji stanice, Antarktida, poblíž vrcholu východu Dronning Maud Land plošina.[4]

Mimozemský výskyt

Snímky masivních síranových usazenin zasílaných zpět NASA Opportunity Rover v Meridiani Planum vykazují v ložisku četné prázdné prostory ve tvaru jehly. Nyní prázdné úhlové díry jsou interpretovány jako dutiny, které byly jednou vyplněny vysoce rozpustným minerálním druhem, pravděpodobně síranem hořečnatým. Bylo pozorováno, že tyto dutiny těsně odpovídají zvyku krystalů meridianiitu a byly navrženy jako místa, kde byly umístěny krystaly meridianiitu, které se následně rozpustily, když podmínky prostředí způsobily nestabilitu krystalu. Kvůli rozkladu meridianiitu na 70% epsomit a 30% voda, bylo navrženo, že meridianiit může představovat periodický rezervoár vody poblíž povrchu Marsu. Během teplejších období v historii Marsu je možné, že spuštěné tání tohoto minerálu může pomoci vysvětlit výskyt některých chaotických a krátkodobých epizod povrchové vody v celé marťanské historii.

Dálkový průzkum Země dalších planetárních těles také naznačila přítomnost mnoha hydratovaných minerálních druhů, včetně sulfáty, v blízkosti různých planetárních povrchů, jejichž prominentním příkladem je Jupiter Je měsíc Evropa. Relativně hladký a velmi mladý povrch Evropa byl interpretován jako důkaz domnělého oceánu pod ledovým povrchem měsíce, a proto naznačuje hloubku kapalného solného roztoku. Vzhledem ke kryosférickým podmínkám přítomným na Europě je pravděpodobné, že všechny přítomné minerály síranu hořečnatého, které jsou ve styku s kapalnou vodou, by se přirozeně vyskytovaly jako meridianiit, a proto by mohl tvořit důležitou minerální fázi a hloubkovou nádrž kapalné vody.[3]

Galerie

  • Obrázek 1. (a, b, d) Optické obrazy meridianiitu, MgSO4• 11H2O. s laskavým svolením Genceli a kol. 2007.

  • Obrázek 2. Odběr vzorků meridianiitu z dřevěného sloupku. Zdvořilost R. Peterson 2010.

  • Obrázek 3. Typový výskyt meridianiitu u baskického jezera č. 1. Zdvořilost R. Peterson 2010.

  • Obrázek 4. Lokalita minerálního typu meridianiitu; Baskické jezero č. 1 v zimě 2007. Zdvořilost R. Peterson 2010.

  • Obrázek 5. Dlouhé jehličkovité dutiny dutých krystalů, jak je pozoroval NASA Opportunity Rover na Meridiani Planum na Marsu. Obrázek s laskavým svolením R. Peterson 2010 a NASA.

  • Obrázek 6. Teplota vs. hmotnostní% MgSO4 schéma znázorňující rozmezí stability různých čistých hydratovaných solí síranu hořečnatého. Zdvořilost R. Peterson 2010.

  • Obrázek 7. Rentgenová difrakční data získaná za použití zdroje kobaltu pro hydrát síranu hořečnatého Meridianiite. Tečkovaná čára představuje ideální intenzitu a spektrální obraz meridianiitu. Zdvořilost R. Peterson 2010.

  • Obrázek 8. Infračervená absorpce meridianiitu. Zdvořilost R. Peterson 2010.

Reference

  1. ^ A b Mindat.org
  2. ^ Webmineral.com
  3. ^ A b C d E F G h R. C. Peterson, W. Nelson, B. Madu a H. F. Shurvell (2007): „Meridianiite: nový minerální druh pozorovaný na Zemi a předpokládaný jeho výskyt na Marsu“. Americký mineralog, svazek 92, číslo 10, strany 1756–1759. doi:10.2138 / am.2007.2668
  4. ^ A b C d E F. E. Genceli, S. Horikawa, Y. Iizuka, S. Toshimitsu, T. Hondoh, T. Kawamura a GJ. Witkamp (2009): „Meridianiit detekován v ledu“. Journal of Glaciology, svazek 55, číslo 189, strany 117–122. DOI: https://doi.org/ doi:10.3189/002214309788608921
  5. ^ A b C A. Dominic Fortes, Frank Browning a Ian G. Wood (2012): „Substance kationtů v syntetickém meridianiitu (MgSO4 · 11H2O) I: rentgenová prášková difrakční analýza zhášených polykrystalických agregátů“. Fyzika a chemie minerálů, ročník 39, vydání, strany 419–441. doi:10.1007 / s00269-012-0497-9
  6. ^ A. Dominic Fortes, Kevin S. Knight a Ian G. Wood (2017): „Struktura, tepelná roztažnost a nestlačitelnost MgSO4 · 9H2O, jeho vztah k meridianiitu (MgSO4 · 11H2O) a možné přírodní výskyty“. Acta Crystallographica oddíl B: Strukturální věda, inženýrství krystalů a materiály, svazek 73, část 1, strany 47-64. doi:10.1107 / S2052520616018266
  7. ^ C. J. Fritzsche (1837): „Ueber eine neue Verbindung der schwefelsauren Talkerde mit Wasser“. Poggendorff's Annalen Der Physik Und Chemie, Nyní Annalen Der Physik, svazek 118, číslo 12, strany 577–580. doi:10.1002 / a p. 18371181211
  • F. E. Genceli, M. Lutz, A.L. Spek a GJ. Witkamp (2007): „Krystalizace a charakterizace nového hydrátu síranu hořečnatého MgSO4• 11H2Ó." Růst a design krystalů, 7, strany 2460–2466.
  • J. B. Dalton (2003): „Spektrální chování hydratovaných síranových solí: důsledky pro design spektrometru mise Europa.“ Astrobiologie, 3, strany 771–784.
  • R. C. Peterson a R. Wang (2006): „Křišťálové formy na Marsu: Tavení možných nových minerálních druhů k vytvoření chaotického terénu na Marsu“. Geologie, 34, strany 957–960.
  • A. D. Fortes, I. G. Wood a K. S. Knight (2008). "Krystalová struktura a tenzor tepelné roztažnosti MgSO4• 11D2O (meridianiit) stanovený práškovou difrakcí neutronů ". Fyzika a chemie minerálů, 35, strany 207–221.