Меридианы
| Меридианы | |
|---|---|
 Кристаллы меридианиита имеют глыбовую, триклинную и кристаллическую формы. | |
| Общий | |
| Категория | Сульфатные минералы |
| Формула (повторяющаяся единица) | магния Сульфат 11 гидрат MgSO 4 ·11H 2 O |
| Имеет символ IMA. | МДН [1] |
| Классификация Штрунца | 7.CB.90 |
| Кристаллическая система | Триклиника |
| Кристаллический класс | Пинакоидальный ( 1 ) (тот же символ HM ) |
| Космическая группа | PП1 |
| Элементарная ячейка | а = 6,7459 Å б = 6,8173 Å в = 17,299 Å; α = 88,137°, β = 89,481°, γ = 62,719° Z = 2 |
| Идентификация | |
| Формула массы | 318.55 g/mol |
| Цвет | Бесцветный или белый |
| Кристальная привычка | Кристаллы от игольчатой до широкой плоской формы. |
| упорство | хрупкий |
| Блеск | Стекловидное тело – тусклое |
| Полоса | Белый |
| прозрачность | Прозрачный |
| Удельный вес | 1.512 |
| Температура плавления | При температуре выше 2 °C |
| Растворимость | Хорошо растворяется в воде |
| Ссылки | [2] [3] |
Меридианиит – минерал , состоящий из сульфата магния ундегидрата MgSO .
4 · 11 ч.
2 О. Это бесцветная прозрачная кристаллическая соль, выпадающая в осадок из растворов, насыщенных магнием. 2+ и ТАК 4 2− ионы при температуре менее 2 °C. [4] Синтетическое соединение ранее было известно как соль Фриче . [4] [5]
Меридианиит — это природный вид минерала, встречающийся на Земле в различных средах, включая морской лед, корки и высолы в угольных/металлических шахтах, пещерных системах, окисленных зонах сульфидных отложений, соленых озерах/плайсах и кернах антарктического льда. [6] [4] Обычно он ассоциируется с другими эвапоритовыми минералами, такими как эпсомит , мирабилит , галогениды и другие сульфаты натрия-магния. Есть некоторые свидетельства того, что когда-то он присутствовал на поверхности Марса и может встречаться в нескольких телах Солнечной системы . [4] По состоянию на 2012 год это был единственный известный ундегидрат сульфата. [7]
Характеристики
[ редактировать ]Меридианиит относится к триклинной кристаллической системе , имеет параметры ячеек a = 6,7459 Å, b = 6,8173 Å, c = 17,299 Å, плотность = 1,512 г/см. 3 , пики рентгеновской дифракции при d-расстояниях = 5,73, 5,62, 5,41, 4,91, 4,85, 2,988, 2,958 (наивысшая интенсивность) и 2,940, и является ИК-активным. Он образует кристаллы от игольчатых до широких плоских кристаллов от прозрачного до бесцветно-белого цвета. [6]
Меридианиит инконгруэнтно разлагается при температуре выше 2 °C с образованием эпсомита (MgSO 4 ·7H 2 O) и воды . [4] Мериданит и вода имеют точку эвтектики при -3,9°С и 17,3% (по массе) MgSO 4 . [8] [6] [7]
Меридианиит может включать большие количества других двухвалентных катионов (сульфаты которых сами по себе, по-видимому, не образуют ундегидрат) в виде твердого раствора без изменения его структуры. К ним относятся никель (около 27% замененных катионов), цинк (около 27%), кобальт (до около 67%), марганец(II) (около 62%), медь (около 8%), и железо(II) (около 8%). [7]
При давлениях около 0,9 ГПа и температуре 240 К меридианит распадается на смесь льда VI и эннегидрата MgSO.
4 ·9ч
2О , [9]
Открытие
[ редактировать ]В 1837 году К. Дж. Фриче описал то, что он интерпретировал как додекагидрат сульфата магния, исходя из потери веса при обезвоживании до безводной соли. [10] Вещество называлось «солью Фриче» и официально не имело минерального названия или обозначения. [6]
Кристаллическая структура была позже решена Петерсоном и Вангом в 2006 году, показав, что она принадлежала к триклинной кристаллической системе, и каждая формульная единица включала 11 молекул воды, а не 12. [4]
Название «меридианиит» происходит от Meridiani Planum , места на Марсе, где, как полагают, он существовал в прошлом. Вид минерала и название были одобрены Комиссией по новым названиям минералов и номенклатуре минералов Международной минералогической ассоциации в ноябре 2007 года. [2]
Происшествие на Земле
[ редактировать ]Было обнаружено, что меридианит встречается на поверхности слоя льда, образующегося зимой над прудами, известными как Баскские озера , в Канаде . Вода в этих прудах имеет высокую концентрацию сульфата магния и других солей. Вода, просачивающаяся сквозь слой льда, испаряется на поверхности, оставляя осадок кристаллического меридианита. [4]
Меридианиит также был обнаружен в морском льду, собранном зимой из соленого озера Сарома в Японии, а также в кернах льда со Купол Фудзи станции в Антарктиде , недалеко от вершины восточного плато Земли Королевы Мод . [6]
Внеземное явление
[ редактировать ]На снимках массивных сульфатных отложений, отправленных марсоходом « Оппортьюнити» НАСА в Меридиани-Планум, видны многочисленные игольчатые пустоты по всему отложению. Теперь пустые угловатые отверстия интерпретируются как полости, когда-то заполненные хорошо растворимыми минеральными веществами, скорее всего, сульфатом магния. Было замечено, что эти полости очень соответствуют форме кристаллов меридианита и были предложены как места, где располагались кристаллы меридианита, которые впоследствии растворились, когда условия окружающей среды сделали кристалл нестабильным. Из-за разложения меридианита на 70% эпсомита и 30% воды было высказано предположение, что меридианит может представлять собой периодический резервуар воды вблизи поверхности Марса. Вполне возможно, что в более теплые периоды в истории Марса вызванное плавление этого минерала может помочь объяснить возникновение некоторых хаотичных и недолговечных эпизодов с поверхностными водами на протяжении всей марсианской истории. [11]
Дистанционное зондирование других планетарных тел также показало наличие многочисленных видов гидратированных минералов, включая сульфаты , вблизи различных планетарных поверхностей, ярким примером которых является Юпитера спутник Европа . Относительно гладкая и очень молодая поверхность Европы была интерпретирована как свидетельство существования предполагаемого океана под ледяной поверхностью Луны и, следовательно, наводит на мысль о наличии жидкой морской воды на глубине. Из-за криосферных условий, присутствующих на Европе, вполне вероятно, что любые присутствующие минералы сульфата магния, находящиеся в контакте с жидкой водой, по своей сути будут возникать в виде меридианита и, таким образом, могут составлять важную минеральную фазу и резервуар жидкой воды на глубине. [12] [4]
Галерея
[ редактировать ]
Рис. 1. (а, б, г) Оптические изображения меридианиита MgSO 4 ·11H 2 O. Предоставлено Genceli et al. 2007.
Рисунок 2. Отбор пробы меридианита с деревянного столба. С разрешения Р. Петерсона, 2010 г.
Рисунок 3. Тип распространения меридианита на Баскском озере № 1. С разрешения Р. Петерсона, 2010 г.
Рис. 4. Местонахождение минерала меридианитового типа; Баскское озеро № 1, вид зимой 2007 г. С разрешения Р. Петерсона, 2010 г.
Рисунок 5. Длинные игольчатые полости кристаллических пустот, наблюдаемые марсоходом НАСА «Оппортьюнити» на Плануме Меридиани на Марсе. Изображение предоставлено Р. Петерсоном, 2010 г., и НАСА.
Рисунок 6. Диаграмма зависимости температуры от массового % MgSO 4 , показывающая диапазоны стабильности различных чистых гидратированных солей сульфата магния. С разрешения Р. Петерсона, 2010 г.
Рисунок 7. Данные дифракции рентгеновских лучей, полученные с использованием источника кобальта для гидрата сульфата магния, меридианита. Пунктирная линия представляет идеальную интенсивность и спектральную картину меридианиита. С разрешения Р. Петерсона, 2010 г.
Рисунок 8. Инфракрасное поглощение меридианита. С разрешения Р. Петерсона, 2010 г.
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Уорр, Л.Н. (2021). «Утвержденные IMA–CNMNC символы минералов» . Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021MinM...85..291W . дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 .
- ^ Перейти обратно: а б Mindat.org
- ^ Webmineral.com
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Р. К. Петерсон, В. Нельсон, Б. Маду и Х. Ф. Шарвелл (2007): «Меридианит: новый вид минералов, обнаруженный на Земле и, по прогнозам, существующий на Марсе». Американский минералог , том 92, выпуск 10, страницы 1756–1759. два : 10.2138/am.2007.2668
- ^ FE Genceli, М. Лутц, AL Spek и GJ. Виткамп (2007): «Кристаллизация и характеристика нового гидрата сульфата магния MgSO 4 ·11H 2 O». Crystal Growth & Design , 7, страницы 2460–2466.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Ф.Э. Генсели, С. Хорикава, Ю. Иидзука, С. Тосимицу, Т. Хонодо, Т. Кавамура и Г.Дж. Виткамп (2009): «Меридианит обнаружен во льду». Журнал гляциологии , том 55, выпуск 189, страницы 117–122. DOI: https://doi.org/ дои : 10.3189/002214309788608921
- ^ Перейти обратно: а б с А. Доминик Фортес, Фрэнк Браунинг и Ян Г. Вуд (2012): «Катионное замещение в синтетическом меридианите (MgSO4 · 11H2O) I: порошковый рентгеновский дифракционный анализ закаленных поликристаллических агрегатов». Физика и химия минералов , том 39, выпуск, страницы 419–441. два : 10.1007/s00269-012-0497-9
- ^ А.Д. Фортес, И.Г. Вуд и К.С. Найт (2008). «Кристаллическая структура и тензор теплового расширения MgSO 4 ·11D 2 O (меридианиита), определенные методом нейтронной порошковой дифракции». Физика и химия минералов , 35, страницы 207–221.
- ^ А. Доминик Фортес, Кевин С. Найт и Ян Г. Вуд (2017): «Структура, тепловое расширение и несжимаемость MgSO4 · 9H2O, его связь с меридианитом (MgSO4 · 11H2O) и возможные природные явления». Acta Crystallographica Раздел B: Структурная наука, кристаллотехника и материалы , том 73, часть 1, страницы 47-64. дои : 10.1107/S2052520616018266
- ^ CJ Fritzsche (1837): «О новой комбинации талька серной кислоты с водой». «Анналы физики и химии» Поггендорфа , ныне «Анналы физики» , том 118, выпуск 12, страницы 577–580. два : 10.1002/andp.18371181211
- ^ Р. К. Петерсон и Р. Ван (2006): «Кристаллические формы на Марсе: плавление возможных новых видов минералов с целью создания марсианского хаотического ландшафта». Геология , 34, страницы 957–960.
- ^ Дж. Б. Далтон (2003): «Спектральное поведение гидратированных сульфатных солей: значение для конструкции спектрометра миссии Европы». Астробиология , 3, страницы 771–784.