Minerale en kristalle
Rotsvorming deur stollings-, sedimentêre en metamorfe prosesse
Ornamente van die eeue
Reuse-kragte wat selfs klippe vorm en verdraai, span saam om die aarde 'n gedurig veranderende planeet te maak, maar baiemaal geskied hierdie gedaantewisseling oor millenniums...
BO: Kristalle van kwarts, 'n baie algemene mineraal.
IERE en plante lewe. Klippe—só glo ons mos—is morsdood. Maar as ons die vorming en verwering van die aardse gesteentes soos met 'n sekere filmtegniek kon versnel, en die eeue in sekondes kon verander, watter lewendigheid en darteling sou daar nie voor ons oë afgespeel het nie!
Kristalle wat ontluik, blom, verwelk en tot sandkorrels verkrummel. Dieselfde sandkorrels wat dalk saamkoek om in sandsteen te verander, net om oomblikke later met die lawa uit 'n rustelose vulkaan te vermeng en dus weer ander mineraalstowwe met nuwe kristalle te vorm.
En dan ook groot gebergtes wat rol en dein soos die golwe van die see; of maalstrome van massas klip; of selfs rotse wat soos branders oor die wye landskappe breek en woelig uitmekaar spat soos gloeiende seeskuim. 'n Lewende, bewegende aardkors, dis wat ons in ons "versnelde rolprent" sou gesien het.
Die studie van gesteentes, of mineralogie, is vandag 'n uitgebreide wetenskap, maar selfs as ons ons nie te diep daarin wil begewe nie, kan net die rondsoek na mooi en interessante klippe steeds 'n baie bevredigende tydverdryf wees. Skaf vir jou 'n boek oor die onderwerp aan en vaar die veld of die berge in. Dalk maak jy nog verrassende vondse of ontdek jy miskien selfs 'n nuwe mineraal!
Vir eers sal jy moontlik wil leer hoe die aardkors saamgestel is—iets meer wil weet omtrent die koel gesteentes bo-op die vuurwarm binnekant van ons planeet.
REGS: Rooi sandsteen op die voorgrond, met nog rots- en bergformasies daaragter.
GELEERDES wat die kors ontleed het, vertel iets baie interessants: byna die helfte daarvan (47 persent) bestaan uit suurstof. Nou weet ons mos dat suurstof die gas in die lug is waarvan ons lewe. Maar 'n enorme hoeveelheid sit ook "vasgevang" in die klippe, sand en rotse onder ons voete.
Ander belangrike elemente in die aardkors, met elkeen se benaderde persentasie tussen hakies, is kiesel of silikon (28 persent), aluminium (8), yster (6), kalsium (4), magnesium (3), natrium (3) en kalium (2).
Hierdie en ander elemente kom selde op hul eie voor. Meestal is twee of meer met mekaar verbind. Só is gewone sand en ook kwarts byvoorbeeld hoofsaaklik 'n verbinding van silikon en suurstof (silikondioksied). Maar wat is hierdie silikon wat so volop is? Dit is iets soos koolstof (roet), maar dit kom nêrens vry in die natuur voor nie. Waar geleerdes dit in die laboratorium berei, is dit gewoonlik 'n bruin poeier, maar dit kan ook as swart, kristalagtige naalde of as 'n groot kristal voorkom.
Afgesien van sand en kwarts, is selfs baie van die pragtige sierstene soos opaal, ametis, agaat en oniks weinig meer as silikondioksied wat met onsuiwerhede gemeng is.
REGS: Die siersteen ametis, wat hier tot verskillende vorms geslyp is, is in werklikheid bloot "onsuiwer" kwarts—violet tot pers gekleur vanweë die aanwesigheid van yster. Ametis is al sedert die Oudheid aan die mens bekend, en daar in eenmaal gedink dat dit dronkenskap kan keer (die naam kom dan ook van die Grieks vir "nie dronk nie"). Die beste ametis kom in Brasilië, Indië en Sri Lanka voor, maar dit word ook in ontginbare hoeveelhede elders aangetref, soos in ons buurlande Namibië, Zambië en Madagaskar.
Al hierdie stowwe waaruit die aardkors bestaan, of dit nou elemente of verbindings van elemente is, word deur die aardkundiges minerale genoem. Hierdie minerale is geneig om bepaalde vorms aan te neem en dié staan dan as kristalle bekend. Elke mineraal het sy eie kristalvorm, en ons kan minerale dikwels bloot hieraan uitken sonder om hulle nog eers skeikundig te ontleed.
Onder dieselfde toestande sal 'n bepaalde stof altyd in dieselfde vorm kristalliseer, maar waar die temperatuur en druk verskil, kan dit heeltemal verskillende vorms aanneem. Só kan koolstof byvoorbeeld as grafiet uitkristalliseer, maar ook as diamante. En koolstof is tewens niks anders as swart roet nie!
BO: Hierdie diamant is 'n mineraal binne-in 'n stollingsgesteente of metamorfe gesteente wat by 'n hoë temperatuur en druk gevorm is.
OP die aarde kom minerale voor as enkele kristalle, of as massas kristalle, of as mengsels van verskillende soorte minerale. Waar een of meer minerale in 'n massa saam is, vorm dit "rotse". Die rotse vorm weer massiewe strukture of lae, en dis uit hierdie massiewe strukture of rotslae wat die aardkors bestaan.
Om hul bestudering te vergemaklik, word die gesteentes van die aarde in drie soorte verdeel, naamlik stollingsgesteentes, sedimentêre gesteentes en metamorfe gesteentes.
Stollingsgesteentes kom byvoorbeeld van magma, die naam wat gegee word aan gesmelte gesteentes diep in die aarde. (Magma verskil van lawa, die vloeibare uitwerpsel van 'n vulkaan wat 'n harde gesteente vorm wanneer dit afkoel.) Voorbeelde van stollingsgesteentes is graniet en ysterklip of doleriet. Hulle het uit die magma gestol en klip geword.
Baie sedimentêre gesteentes ontstaan uit brokstukke van ander gesteentes, byvoorbeeld sandsteen wat uit sand ontstaan. Die materiaal waaruit so 'n rots bestaan, word as 'n afsetting (sediment) neergelê, hoofsaaklik deur middel van water en wind. Steenkool is ook 'n sedimentêre rots, wat uit die oorblyfsels van plante gevorm is.
Metamorfe gesteentes word gevorm deur groot druk of hitte of deur gasse wat deur magma vrygestel word. Deur hierdie geologiese kragte kan sowel stollingsgesteentes as sedimentêre gesteentes veranderings ondergaan. Sandsteen kan byvoorbeeld 'n kristalagtige voorkoms kry en 'n kwartsiet word, en marmer ontwikkel ook uit kalkklip deur 'n proses van vormverandering.
LINKS BO: Graniet, 'n stollingsgesteente of stolrots.
REGS BO: Sandsteen, 'n sedimentêre gesteente.
REGS: Marmer is 'n metamorfe gesteente wat deur 'n proses van vormverandering uit kalkklip (of kalksteen) ontstaan. Kalkklip is 'n afsettingsgesteente wat meestal uit die mineraal kalsiet bestaan. Wanneer dit aan groot hitte, druk en bewegings binne-in die aarde blootgestel word, herkristalliseer die kalsiet en vorm marmer.
Foto's: U.S. Geological Survey
REGS: Bladige biotiet-gneis. Gneis is 'n wydverspreide soort gesteente wat deur metamorfe prosesse gevorm word uit rotsformasies wat oorspronklik óf deur stolling óf deur sedimentasie ont­staan het. Bladig beteken die ewewydige rangskikking van sekere mineraalkorrels wat die gesteente 'n gestreepte voorkoms gee. Dit gebeur waar minerale deur drukking in die lengte in 'n rots inge­forseer word sodat dit soos blaaie lyk, wat die rigting aandui waarin die druk uitgeoefen is.
REGS: Tieroog van Suid-Afrika, die land wat die meeste van hierdie soort sierstene vir die wêreldmark lewer. Die tipiese tieroog is 'n meta­morfe gesteente, geelbruin tot rooibruin, met 'n syerige glans. Dit is 'n kwarts-variëteit waarin sekere haaragtige kristalle voorkom. Daar is mense wat glo dat dit, wanneer dit aan die liggaam gedra word, 'n heilsame werking teen asma en verkoue sowel as dermkrampe het. 'n Mens kan wel wonder of die verwekkers van hierdie kwale dan sou skrik vir die loerende oog van die tier!
Minerale word ook op grond van hul hardheid ingedeel. Daar is 'n paar duisend bekende soorte minerale, waarby elke jaar 'n hele aantal nuwes gevoeg word. Die diamant wat, soos ons gesien het, 'n vorm van suiwer koolstof is, is die hardste mineraal, maar 'n mens kan talkiet tussen die vingers stukkend vryf. Party minerale, soos blou asuriet, kom altyd in dieselfde kleur voor, terwyl ander minerale verskillende kleure het.
Wat veroorsaak dan die verskillende kleure binne-in minerale? In die meeste gewone rotse word kleure soos verskillende soorte rooi, pers, violet, bruin, okergeel en groen deur ysterverbindings teweeggebring. Groen kan ook op die aanwesigheid van chroom of nikkel dul, blou op die aanwesigheid van koper, ligroos op mangaan of kobalt, geel op kadmium, oranje op chroom of molibdeen, rooi op kwik, ens.
LINKS BO: Amasoniet, 'n soort groen veldspaat (kaliumalumi­niumsilikaat). Die geoloog kan vermoed dat die kleur van 'n sekere gesteente deur dié of daardie stof veroorsaak word, maar kan nie seker wees voordat dit ten volle ontleed is nie. Só was die bron van die kleur van amasoniet jare lank 'n geheim. Baie mense het natuurlik aan­geneem dat dit koper moet wees, aangesien koperverbindings dikwels blou en groen is. Volgens meer onlangse navorsing lyk dit egter of die blou-groen van amasoniet aan die aanwesigheid van klein hoeveelhede lood en water in die gesteente toegeskryf moet word.
REGS BO: 'n Olifant wat uit 'n stuk rooskwarts gekerf is. Die ligrooskleur in die kwarts sou straks op die aanwesigheid van mangaan of kobalt kon dui.
Amasoniet:, krediet: MSKARG
Foto van rooskwarts-olifant deur Adrian Pingstone, wat dit in die Wikipedia-ensiklopedie of die wêreldwye web tot openbare besit ("in the public domain") gerklaar het.
Die studie van minerale is destyds wonderlik verlewendig met die 273 kg grond en rotse wat die Apollo-ruimtemanne van die maan af teruggebring het. In daardie stowwerige, luglose wêreld is die hoeveelheid minerale wel minder as die aarde s'n, en ons natuurlike satelliet is eintlik ook nie op dieselfde manier saamgestel as ons eie planeet nie.
Die maan het minder yster en meer silikon as die aarde. Daarby is die boonste paar kilometers van die maan radioaktief met elemente soos uraan en torium. Dit is nie so radioaktief dat dit gevaarlik was vir die ruimtemanne wat daarop rondgeloop het nie, maar genoeg om die wetenskaplikes diep aan die dink te sit. 'n Mens moet onthou dat radioaktiewe elemente atoomdeeltjies uitskiet wat hitte opwek wanneer dit teen ander atome bots.
As die hele maan soveel radioaktiwiteit as sy oppervlak gehad het, sou genoeg hitte opgewek gewees het om dié hemelliggaam in sy geheel te laat smelt en sou dit daarom vandag 'n vloeibare maan gewees het. Op die een of ander manier het die uraan en torium egter na die oppervlak gestyg, waar die hitte van radioaktiwiteit na die buiteruimte uitgestraal kan word, pleks van om diep in die ondermaanse rotse vasgevang te wees. Hoekom dit gebeur het, is 'n raaisel.
Die Britse geleerde J.B.S. (Jack) Haldane het eenmaal gesê: "Die heelal is nie net vreemder as wat ons ons voorstel nie—dit is vreemder as wat ons ons KAN voorstel." Dit geld ook vir die wonderwêreld van minerale in die bonte kaleidoskoop van die skepping.
En vir kristalle—die ornamente van die eeue.
Stollingsgesteentes van die maan
BO: Klippe wat deur Neil Armstrong-hulle van die maan af saamgebring is ná die eerste maanlanding in 1969. Wat vir die leek na 'n onsinnige beloning vir soveel moeite kan lyk, is vir navorsers van onskatbare waarde. Die klompie rots­brokke wat hier van naby beskou word, is stollings­gesteentes, met ander woorde hulle is deur smelting gevorm. Dit was moontlik tydens 'n vulkaniese vloeiing op die maan of vanweë 'n groot meteoriet wat in die maan ingeploeg het.