Geologen weten over duizenden verschillende mineralen die zijn opgesloten in rotsen, maar wanneer rotsen worden blootgesteld aan het aardoppervlak en daar het slachtoffer van worden verwering, er blijft slechts een handvol mineralen over. Ze zijn de ingrediënten van sediment, die voorbij zijn geologische tijd keert terug naar sedimentair gesteente.
Wanneer de bergen in zee uiteenvallen, breken al hun rotsen, of ze nu stollend, sedimentair of metamorf zijn, af. Fysiek of mechanische verwering vermindert de rotsen tot kleine deeltjes. Deze worden verder afgebroken door chemische verwering in water en zuurstof. Slechts enkele mineralen kunnen oneindig lang weerstaan: zirkoon is het ene en inheems goud is het andere. Kwarts is zeer lang bestand, daarom is zand bijna pure kwarts, is zo volhardend. Bij voldoende tijd lost zelfs kwarts op in kiezelzuur, H4SiO4. Maar het grootste deel van de silicaatmineralen die stenen samenstellen veranderen in vaste resten na chemische verwering. Deze silicaatresten vormen de mineralen van het landoppervlak van de aarde.
De olivijn, pyroxenenen amfibolen van stollingsmiddel of metamorfe rotsen reageren met water en laten roestige ijzeroxiden achter, meestal de mineralen goethiet en hematiet. Dit zijn belangrijke ingrediënten in de bodem, maar ze komen minder vaak voor als vaste mineralen. Ze voegen ook bruine en rode kleuren toe aan sedimentaire rotsen.
Veldspaat, de meest voorkomende silicaat-mineraalgroep en het belangrijkste huis van aluminium in mineralen, reageert ook met water. Water trekt silicium en andere kationen ("CAT-eye-ons"), of ionen met positieve lading, behalve aluminium. De veldspaatmineralen veranderen dus in gehydrateerde aluminosilicaten die klei zijn.
Verbazingwekkende Clays
Kleimineralen zijn niet veel om naar te kijken, maar het leven op aarde hangt ervan af. Op microscopisch niveau zijn kleien kleine schilfers mica- maar oneindig kleiner. Op moleculair niveau is klei een sandwich gemaakt van vellen silica tetraëder (SiO4) en vellen magnesium- of aluminiumhydroxide (Mg (OH)2 en Al (OH)3). Sommige kleien zijn een echte drielaagse sandwich, een Mg / Al-laag tussen twee silicagelagen, terwijl andere open sandwiches van twee lagen zijn.
Wat kleien zo waardevol maakt voor het leven, is dat met hun kleine deeltjesgrootte en open gezicht constructie, ze hebben zeer grote oppervlakken en kunnen gemakkelijk veel vervangende kationen voor hun Si, Al en Mg accepteren atomen. Zuurstof en waterstof zijn in overvloed aanwezig. Vanuit het oogpunt van levende cellen zijn kleimineralen als machinewerkplaatsen vol gereedschap en stroomaansluitingen. Inderdaad, zelfs de bouwstenen van het leven worden verlevendigd door de energieke, katalytische omgeving van klei.
The Makings of Clastic Rocks
Maar terug naar sedimenten. Met de overgrote meerderheid van oppervlaktemineralen bestaande uit kwarts, ijzeroxiden en kleimineralen, hebben we de ingrediënten van modder. Modder is de geologische naam van sediment dat een mengsel is van deeltjesgroottes variërend van zandgrootte (zichtbaar) tot kleimaat (onzichtbaar), en de rivieren van de wereld leveren gestaag modder aan de zee en aan grote meren en het binnenland bekkens. Dat is waar de clastic sedimentair rotsen worden geboren, zandsteen en moddersteen en schalie in al hun variëteit.
De chemische neerslag
Wanneer de bergen afbrokkelen, lost veel van hun mineralen op. Dit materiaal komt opnieuw binnen rotscyclus op andere manieren dan klei, precipiterend uit oplossing om andere oppervlaktemineralen te vormen.
Calcium is een belangrijk kation in stollingsmineralen, maar het speelt een kleine rol in de kleicyclus. In plaats daarvan blijft calcium in het water, waar het verbonden is met carbonaationen (CO3). Wanneer het voldoende geconcentreerd wordt in zeewater, komt calciumcarbonaat uit de oplossing als calciet. Levende organismen kunnen het extraheren om hun calcietschillen op te bouwen, die ook sediment worden.
Waar zwavel overvloedig aanwezig is, combineert calcium ermee als het minerale gips. In andere instellingen vangt zwavel opgelost ijzer op en slaat neer als pyriet.
Er blijft ook natrium over van de afbraak van de silicaatmineralen. Dat blijft in de zee hangen totdat door omstandigheden de pekel opdroogt tot een hoge concentratie wanneer natrium samengaat met chloride om vast te produceren zout of haliet.
En hoe zit het met het opgeloste kiezelzuur? Ook dat wordt geëxtraheerd door levende organismen om hun microscopisch kleine silicaskeletten te vormen. Deze regenen neer op de zeebodem en worden geleidelijk chert. Zo vindt elk deel van de bergen een nieuwe plek op aarde.