Hur kristaller bildas i naturen – Processer, system och Naica-gruvan

Besök vilken smycken- och mineralmässa som helst, och du kommer att se kristaller i många former och färger. Men dessa är bara en fåtal av de tusentals olika kristaller som existerar i världen. Encyclopedia Britannica skriver: "... termen kristall används oftast av materialforskare för att hänvisa till vilket fast ämne som helst med en ordnad inre arrangemang..."

Det krävs särskilda förutsättningar för de typer av kristaller du ser i mineralbutiker att bildas.

Vad är en kristall?

Precis som allt annat i naturen bildas kristaller av atomer. Om ett mineral har plana ytor, så kallade kristallytor, och dess atomer är grupperade i regelbundna mönster, då är mineralet en kristall.

Alla mineraler tillhör sex kristallsystem: kubiskt (pyrit), hexagonalt (kvarts), tetragonalt (zirkon), ortorombiskt (topas), monoklint (malakit) och triklint (axinit).

Kemiskt innehåll och ett brett spektrum av miljöförhållanden bestämmer vilka kristaller som växer i ett specifikt område.

Kristallbildning

Kristaller bildas under jordytan. Magmatisk bildning inträffar när mineraler kristalliserar från smältande bergarter. Metamorf bildning sker när mineraler bildas på grund av extremt tryck och värme. Sedimentära mineraler bildas från erosion och sedimentering.

Vatten, temperatur, tryck och tur alla spelar en roll i skapandet av kristaller.

Ytvatten

När vatten rör sig över jordytan, löses upp element och skapar en näringsrik lösning. Om vattnet sedan förångas, lämnas mineraler kvar. Till exempel, om du har en skål med havsvatten och låter vattnet förånga, kommer saltkristaller att lämnas kvar.

Om vattnet har en kiselrik lösning, kan kvartskristaller som ametyst bildas. Om vattnet är rikt på koppar, kommer malakit eller turkis att bildas.

Hydrotermala och pegmatiter

Hydrotermala mineralavsättningar skapas antingen genom att ytvatten gör sig ner under marken eller genom att svalnande magma frigör vatten under jordytan. Vattnet hittar en spricka i jorden och kristaller börjar växa. Om vattnet kommer från svalnande magma, kan turmalin eller smaragder hittas.

Ibålda blir låga koncentrationer av vatten koncentrerade när magma svalnar och fastnar för att bilda en pegmatit. Om pegmatiten innehåller beryllium, bildas beryllkristaller. Om de är rika på bor, bildas turmalin.

Magmatiska, metamorfiska och mantelmineraler

Magmatiska smycken, såsom zirkon, topas och rubiner, bildas i hålen i vulkaniska bergarter. Andra smycken, såsom jade, bildas när bergarter förändras av värme, tryck och exponering för lösningar. Dessa kallas metamorfiska.

Olivin (peridot) är det mest förekommande av mantelmineralerna. Diamanter är de mest kända mantelmineralerna. Bildade 160 kilometer under jordytan, bringer våldsamma vulkanutbrott dem till ytan intakta.

Naica-gruvan, Mexiko

Naica-gruvan är rik på bly och silver. För att nå dessa avsättningar pumpas 68 000 liter (18 000 gallon) 54°C (130°F) näringsrikt vatten ut ur en underjordisk grotta varje minut. Tusen fot (ca 300 meter) under jordytan växer världens största gipskristaller. Forskare tror att dessa kristaller bildats genom hydrotermal process.