Меридианиит - Meridianiite

Меридианиит
Кристаллы меридианиита.jpg
Кристаллы меридианиита имеют блочную, триклинную кристаллическую форму.
Общий
КатегорияСульфатные минералы
Формула
(повторяющийся блок)		Магний сульфат 11 гидрат MgSO4· 11H2О
Классификация Струнца7.CB.90
Кристаллическая системаТриклиник
Кристалл классПинакоидальный (1)
(одно и тоже Символ HM )
Космическая группап1
Ячейкаа = 6,7459 Å
b = 6,8173 Å
c = 17,299 Å;
α = 88,137 °, β = 89,481 °, γ = 62,719 °
Z = 2
Идентификация
Формула массы318,55 г / моль
ЦветБесцветный или белый
Хрустальная привычкаОт игольчатых до широких плоских кристаллов
УпорствоХрупкий
БлескСтекловидное тело - тусклое
Полосабелый
ПрозрачностьПрозрачный
Удельный вес1.512
Температура плавленияПри температуре выше 2 ° C
РастворимостьХорошо растворим в воде
Рекомендации[1][2]

Меридианиит это минеральная состоящий из сульфат магния ундекагидрат, MgSO
4· 11H
2О. Это бесцветная прозрачная кристаллическая соль, которая выпадает в осадок из растворов, насыщенных Mg.2+ и так42− ионы при температуре менее 2 ° C.[3] Синтетическое соединение ранее называлось Соль Фриче.[3]

Меридианиит - встречающийся в природе минеральная виды, найденные на земной шар в различных средах, включая морской лед, корки и высолы в угольных / металлических шахтах, пещерные системы, окисленные зоны сульфидных отложений, соленые озера / пляжи и керны антарктического льда.[4][3] Обычно это ассоциируется с другими эвапорит минералы, такие как эпсомит, мирабилит, галогениды и другие сульфаты натрия и магния. Есть некоторые свидетельства того, что он когда-то присутствовал на поверхности Марс, и может встречаться в нескольких телах Солнечная система.[3] По состоянию на 2012 год это был единственный известный сульфат ундекагидрата.[5]

Характеристики

Меридианиит относится к триклинический кристаллическая система с параметрами ячейки a = 6,7459 Å, b = 6,8173 Å, c = 17,299 Å, a плотность = 1,512 г / см3пики дифракции рентгеновских лучей при d-расстояниях = 5,73, 5,62, 5,41, 4,91, 4,85, 2,988, 2,958 (самая высокая интенсивность) и 2,940 и являются ИК-активными. Он производит игольчатые и широкие плоские кристаллы от прозрачного до бесцветного белого цвета.[4]

Меридианиит неконгруэнтно разлагается при температуре выше 2 ° C с образованием эпсомит (MgSO4· 7H2O) и воды.[3] Мериданиит и вода обладают эвтектика точка при -3,9 ° C и 17,3% (масс) MgSO4.[4][5]

Меридианиит может включать большие количества других двухвалентных катионов (чьи сульфаты сами по себе, кажется, не образуют ундекагидрат) в виде твердого раствора без изменения его структуры. К ним относятся никель (заменено до 27% катионов), цинк (примерно до 27%), кобальт (примерно до 67%), марганец (II) (около 62%), медь (около 8%), и железо (II) (около 8%).[5]

При давлении около 0,9ГПа и в 240K, меридианиит разлагается на смесь лед VI и эннеагидрат MgSO
4· 9H
2О,[6]

Открытие

В 1837 году К. Дж. Фриче описал то, что он интерпретировал как додекагидрат сульфата магния, основываясь на потере веса во время обезвоживание к безводной соли.[7] Вещество называлось «солью Фрише» и официально не имело названия или обозначения минерала.[4]

Кристаллическая структура была позже определена Петерсоном и Вангом в 2006 году, обнаружив, что она принадлежит триклинический кристаллической системы, и каждая формульная единица включала 11 молекул воды, а не 12.[3]

Название «меридианит» происходит от Meridiani Planum, место на Марсе, где он, как полагают, существовал в прошлом. Минеральные виды и название были утверждены Комиссией по новым названиям минералов и минеральной номенклатуре Международная минералогическая ассоциация в ноябре 2007 г.[1]

Возникновение на Земле

Было обнаружено, что меридианиит встречается на поверхности слоя льда, образовавшегося зимой над прудами, известными как Баскские озера, в Канада. Вода в этих прудах имеет высокую концентрацию сульфата магния и других солей. Вода, просачивающаяся сквозь ледяной слой, испаряется с поверхности, оставляя осадок кристаллического меридианиита.[3]

Меридианиит также был обнаружен в морском льду, собранном зимой из соленой воды. Озеро Сарома в Японии, а также в ледяных кернах из Купол Фудзи станция Антарктида, недалеко от вершины востока Дроннинг Мод Лэнд плато.[4]

Внеземное происхождение

Изображения массивных сульфатных отложений, отправленных НАСА Возможность Ровер в Meridiani Planum показывают многочисленные игольчатые пустоты по всему залежи. Теперь пустые угловые отверстия интерпретируются как полости, когда-то заполненные хорошо растворимыми минералами, скорее всего, сульфатом магния. Наблюдается, что эти полости очень похожи на форму кристаллов меридианиита, и были предложены в качестве участков, где были расположены кристаллы меридианиита, которые впоследствии растворились, когда условия окружающей среды сделали кристалл нестабильным. За счет разложения меридианиита до 70% эпсомит и 30% воды было высказано предположение, что меридианиит может представлять собой периодический резервуар воды у поверхности Марса. В более теплые периоды в истории Марса возможно, что вызванное плавлением этого минерала может помочь объяснить возникновение некоторых хаотичных и недолговечных эпизодов с поверхностными водами на протяжении всей марсианской истории.

Дистанционное зондирование других планетных тел также указали на присутствие многочисленных гидратированных минеральных видов, в том числе сульфаты, вблизи различных планетных поверхностей, ярким примером которых является Юпитер Луна Европа. Относительно гладкая и очень молодая поверхность Европа было интерпретировано как свидетельство предполагаемого океана под ледяной поверхностью Луны, и поэтому наводит на мысль о жидком рассоле 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 природе будут присутствовать в виде меридианиита и, таким образом, могут составлять важную минеральную фазу и резервуар жидкой воды на глубине.[3]

Галерея

  • Рисунок 1. (а, б, г) Оптические изображения меридианиита, MgSO4• 11ч2О. Предоставлено Genceli et al. 2007 г.

  • Рисунок 2. Отбор проб меридианиита с деревянного столба. Предоставлено Р. Петерсоном, 2010 г.

  • Рис. 3. Типовое проявление меридианиита в озере Басков № 1. Предоставлено R. Peterson 2010.

  • Рис. 4. Местонахождение минерального типа меридианиита; Вид на озеро Басков № 1 зимой 2007 г. Предоставлено Р. Петерсоном, 2010 г.

  • Рис. 5. Длинные игольчатые кристаллические пустоты, наблюдаемые марсоходом NASA Opportunity Rover на Меридиани, Марс. Изображение предоставлено Р. Петерсоном, 2010 г., и НАСА.

  • Рисунок 6. Температура в зависимости от веса,% MgSO.4 диаграмма, изображающая диапазоны стабильности различных солей гидратированного чистого сульфата магния. Предоставлено Р. Петерсоном, 2010 г.

  • Рис. 7. Данные дифракции рентгеновских лучей, полученные с использованием источника кобальта для гидрата сульфата магния, меридианиита. Пунктирная линия представляет идеальную интенсивность и спектральную картину меридианиита. Предоставлено Р. Петерсоном, 2010 г.

  • Рис. 8. Инфракрасное поглощение меридианиита. Предоставлено Р. Петерсоном, 2010 г.

Рекомендации

  1. ^ а б Mindat.org
  2. ^ Webmineral.com
  3. ^ а б c d е ж грамм час Р. С. Петерсон, В. Нельсон, Б. Маду и Х. Ф. Шурвелл (2007): «Меридианиит: новый вид минералов, наблюдаемый на Земле и, по прогнозам, существующий на Марсе». Американский минералог, том 92, выпуск 10, страницы 1756–1759. Дои:10.2138 / am.2007.2668
  4. ^ а б c d е Ф. Э. Генчели, С. Хорикава, Ю. Иидзука, С. Тосимицу, Т. Хондо, Т. Кавамура и Г. Дж. Виткамп (2009): «Меридианиит обнаружен во льду». Журнал гляциологии, том 55, выпуск 189, страницы 117–122.DOI: https://doi.org/ Дои:10.3189/002214309788608921
  5. ^ а б c А. Доминик Фортес, Фрэнк Браунинг и Ян Г. Вуд (2012): «Катионное замещение в синтетическом меридианиите (MgSO4 · 11H2O) I: порошковый рентгеноструктурный анализ закаленных поликристаллических агрегатов». Физика и химия минералов, том 39, выпуск, страницы 419–441. Дои:10.1007 / s00269-012-0497-9
  6. ^ А. Доминик Фортес, Кевин С. Найт и Ян Г. Вуд (2017): «Структура, тепловое расширение и несжимаемость MgSO4 · 9H2O, его связь с меридианиитом (MgSO4 · 11H2O) и возможные естественные проявления». Acta Crystallographica Раздел B: Структурная наука, инженерия кристаллов и материалы, том 73, часть 1, страницы 47-64. Дои:10.1107 / S2052520616018266
  7. ^ C. J. Fritzsche (1837): "Ueber eine neue Verbindung der schwefelsauren Talkerde mit Wasser". Annalen Der Physik Und Chemie Поггендорфа, сейчас же Annalen Der Physik, том 118, выпуск 12, страницы 577–580. Дои:10.1002 / andp.18371181211
  • Ф. Э. Генчели, М. Лутц, А. Л. Спек, Г. Дж. Виткамп (2007): «Кристаллизация и характеристика нового гидрата сульфата магния MgSO.4• 11ч2О. " Рост кристаллов и дизайн, 7, страницы 2460–2466.
  • Дж. Б. Далтон (2003): «Спектральное поведение гидратированных сульфатных солей: значение для конструкции спектрометра для миссии в Европе». Астробиология, 3, страницы 771–784.
  • Р. С. Петерсон и Р. Ван (2006): «Кристаллические формы на Марсе: плавление возможных новых минеральных видов для создания марсианской хаотической местности». Геология, 34, страницы 957–960.
  • А. Д. Фортес, И. Г. Вуд и К. С. Найт (2008). «Кристаллическая структура и тензор теплового расширения MgSO.4• 11D2O (меридианиит), определенный методом порошковой дифракции нейтронов ». Физика и химия минералов, 35, страницы 207–221.