מה הם גבישים מינרלים וקריסטלים? (גאולוגיה)

מה היא גיאולוגיה?
גיאולוגיה היא חקר כדור הארץ המוצק (וגרמי שמיים: כוכבי לכת, אסטרואידים, מטאוריטים) הגיאולוגיה חוקרת את היווצרותו של כדור הארץ, השינויים והתהליכים המתרחשים בו כגון רעידות אדמה, נדידת יבשות…
באמצעות מינרלים, סלעים, קרקעות ,מאובנים ועוד… במטרה להסביר את תכונותיו, מרכיביו ואת כלל צורות הנוף שאנו רואים.
מה ההבדל בין מינרלים לקריסטלים?
ההבדל היחיד בהגדרה בין מינרלים וקריסטלים הוא שמינרל הינו טבעי, כלומר, נוצר באופן טבעי, וקריסטלים לא בהכרח. קריסטלים הנוצרים באופן טבעי בכדור הארץ מורכבים ממינרל אחד או יותר אך קריסטלים אשר נוצרים במעבדה, באופן מלאכותי לא מורכבים ממינרלים. במאמר זה אכתוב גבישים כי אני מתייחסת אך ורק לקריסטלים טבעיים אשר נוצרו ממינרלים.
מה הם מינרלים ?
מינרלים הם אבני הבניין של כמעט כל דבר בכדור הארץ. מינרל הוא מוצק אנאורגני שנוצר באופן טבעי בתהליך גיאולוגי. אי-אורגני פירושו שאינו מכיל שום חומר חי.
מינרלים הם תרכובות כימיות מוצקות בעלות מבנה גבישי פנימי.
מבנה גבישי הוא סידור של אטומים המתחברים יחד בתבנית סימטרית ומסודרת, הסידור יוצר סריג קריסטל וסריג זה יוצר גביש. גבישים מורכבים מסדר חוזר ומסודר של אטומים.
כמעט כל דבר ביקום מורכב מאטומים, אטומים קטנים בהרבה מכדי שניתן יהיה לראותם בעין. דרך קלה להסביר את הצורה שבה אטומים מתאחדים ליצירת גביש היא לדמיין קרטון מלא ביצים. כל הביצים מסודרות ומחולקות באופן שווה בשורות ובעמודות. זו דוגמא לסידור החוזר על עצמו באופן קבוע וגודל מבנה הביצים תלוי בגודל הקרטון.
כמו כן גודלו של גביש תלוי בכמות הזמן שיש לו לצמוח ובהתחשב בשטח הפנוי.
נדרש מאמץ כדי ליצור מבנה מסודר כמו זה של הגבישים. מה שמעניין בקשר לגבישים שהם דוגמא לתופעה בטבע המכונה: self assembly, כלומר – בנייה עצמית.
חומרים הבונים בעצמם מבנה מורכב ללא צורך בהשקעת מאמץ או סידור מצד גורם חיצוני. דוגמה נוספת לכך היא תא בגופינו.
אם האטומים לא נוצרים בצורה מסודרת כמו בתמונה למעלה, החומר לא יהיה גבישי. אם החומר לא יהיה גבישי זה איננו מינרל.
מוצקים לא גבישיים או אמורפיים, כלומר, ללא מבנה פנימי קבוע כמו בתמונה מעלה, נקרא להם מינרלואידים.
הנה כמה דוגמאות:
בנוסף לתמונות- ענבר, פנינה ועוד…
אובסידיאן – זכוכית וולקנית
מולדובייט – טקטייט (מטאוריט)
אופל
שונגיט
מה הם גבישים?
המונח גבישים נמצא בשימוש נרחב כדי לתאר סלעים מחוספסים או מלוטשים, מינרלים וחלוקים. סביר להניח שהשימוש במילה זו נוצר מכיוון שרוב החומרים הללו, אך בהחלט לא כולם, הם גבישיים.
גבישים מורכבים מאטומים המסודרים בסדר קבוע ומחזורי, החוזר על עצמו שוב ושוב במרחב. כאשר אטומים מתחברים יחד הם יוצרים מולקולות. כאשר מולקולות מתחברות הן יוצרות גביש.
גביש טיפוסי מכיל מיליארדי אטומים והצורה שהם יוצרים ידועה כמבנה הגביש. היווצרותם וצמיחתם לאחר מכן נקראת התגבשות.
מבנה הגביש של כל מינרל תמיד זהה. אם זה ישתנה זה יוביל להיווצרות של מינרל אחר.
מבנה הגביש של מינרל משמש ככלי לזיהוי מכיוון שהוא ייחודי וספציפי לכל זן.
דוגמה לכך היא קלציט וארגונייט – שתי האבנים הללו בעלות הרכב כימי זהה (CaCo3) אך אינם אותו מינרל.
תמונות להשוואה:
ארגונייט כחולה
ארגונייט אדומה
קלציט כחולה
קלציט כתומה