Die überwiegende Mehrheit der in der Natur vorkommenden Mineralien liegt in Kristallform vor. Tatsächlich lässt sich die Geschichte der Menschheit auch als die Geschichte der Beherrschung von Bodenschätzen erklären – aus denen wir Metalle, Düngemittel, Rohstoffe für Hightech-Produkte, Edelsteine und Salz gewinnen.
Sie spielen aber auch eine zentrale Rolle bei der Steuerung des CO2 in der Atmosphäre oder bei der Verursachung von Erdbeben.
Haben Sie jemals darüber nachgedacht, wie Mineralien gebildet werden? Wissen Sie, wie viele Arten von Mineralien es gibt? Wollen Sie wissen, was die größten Kristalle der Welt sind und wo sie zu finden sind?
Das Sonnensystem entstand aus einem Nebel aus Staub und Gasen, der eine glühende Kugel, die Sonne, bildete, und dann verdichteten sich die Überreste dieses protosolaren Nebels zu den verschiedenen Planeten des Systems.
Die Erde entstand vor ca. 4,5 Milliarden Jahren, seitdem ist die außergewöhnliche innere Energie des Planeten abgeklungen und es entstanden Mineralien. Vor 4,42 Milliarden Jahren bildete sich die Kruste des Planeten, die im Wesentlichen aus den für vulkanische Gesteine charakteristischen Mineralien wie Olivin, einem Silikat aus Magnesium und Eisen, und den Pyroxenen, anderen Silikaten mit verschiedenen Kationen, besteht.
Später, vor etwa 4,40 Milliarden Jahren, begann das Wasser des Planeten zu kondensieren und es bildeten sich neue Mineralien, wie einige Tone, Quarz und der Schwefel. Die fortschreitende Sauerstoffanreicherung des Planeten hinterließ neue Mineralien wie die Sulfate und Karbonate, und eine große Veränderung in der mineralogischen Vielfalt trat vor 2,5 Milliarden Jahren mit dem so genannten Great Oxygenation Event auf, einem Ereignis, von dem man annimmt, dass es mit der Ausbreitung photosynthetischer Organismen zusammenhängt.
Mineralien
Heute sind fast fünftausend Mineralienarten bekannt. Die überwiegende Mehrheit davon befindet sich auf der Erdoberfläche, wobei Silikate fast 90 % ausmachen.
Die überwiegende Mehrheit der Mineralien kommt gemischt in polykristallinen Gesteinen vor. Die Kristalle von Gesteinen sind selten größer als ein Millimeter und entstehen gleichzeitig aus einer Sole, einem Dampf oder Gas oder aus geschmolzener Lava, die während ihres Wachstums zusammenfallen, wodurch ihre Form unregelmäßig und unattraktiv wird.
Um sie jedoch unter dem Mikroskop zu untersuchen, präparieren die Wissenschaftler sehr dünne Platten mit einer Dicke von wenigen Mikrometern, um sie für sichtbares Licht durchlässig zu machen und sie unter dem Mikroskop betrachten zu können.
Selten sind Mineralkristalle frei gewachsen, um ihre Symmetrie in ihrer ganzen Pracht zu zeigen. Aber wenn sie das haben, ist ihre Schönheit unbestreitbar.
Und nur sehr selten liefert uns die Natur wirklich beeindruckende Beispiele für Kristallisationen, wie es bei den riesigen Gipskristallen der Fall ist. Die Naica-Höhle ist ein außergewöhnliches Beispiel für die harmonische Schönheit der kristallinen Symmetrie.
Wussten Sie, dass…
Wissenschaftler haben etwa 3000 verschiedene Mineralien entdeckt. Die Silikate, zu denen Quarz, Glimmer, Olivin und einige Edelsteine wie z. B. Smaragde gehören, sind die häufigste Mineralart und auch der größte Bestandteil von Gesteinen. Zu den anderen Typen gehören Oxide, Schwefel, Sulfate, Carbonate und Halogenide.
Die Erdkruste macht nur 0,4 % der Masse der Erde aus. Die Kruste besteht hauptsächlich aus Sauerstoff, Magnesium, Aluminium, Silizium, Calcium, Natrium, Kalium und Eisen. Diese acht Elemente machen 99 % der Mineralien in der Erdkruste aus. Die Kontinente haben eine Dicke von etwa 35 km und die Tiefe der Ozeane beträgt nur etwa 7 km.
Der Erdmantel ist mit einer Dicke von ca. 2900 km viel größer als die Erdkruste und macht 68,1 % der Erdmasse aus. Es besteht aus Silizium, Sauerstoff, Aluminium, Magnesium und Eisen, meist in Form von Olivin.
Der Erdkern besteht aus Eisen und Nickel und macht 31,5 % der Erdmasse aus.
Bei dem derzeitigen Verbrauchsniveau benötigt ein neugeborener Mensch im Laufe seines Lebens 387 kg Blei, 352 kg Zink, 598 kg Kupfer, 14959 kg Eisen, 10169 kg Ton, 14080 kg Salz, 775643 kg Stein, Sand und Kies und 33110 kg Zement.
Der Abkühlungsprozess des Magmas bestimmt die Größe der gebildeten Mineralkristalle. Wenn Magma langsam abkühlt, bilden sich große Kristalle. Wenn Magma schneller abkühlt, bilden sich kleinere Kristalle.
Das Gleiche passiert, wenn Kristalle aus Lösungen gebildet werden. Die größten bekannten Kristalle, die sich aus Lösungen gebildet haben, sind die Riesengipskristalle von Naica (Mexiko), die bis zu 11 Meter lang sein können.
Eine Geode ist ein hohler, meist runder Stein, dessen Hohlraum ganz oder teilweise mit Kristallen gefüllt ist. Sie entsteht aus einer Blase in einem vulkanischen Gestein oder einem Hohlraum in einem Sedimentgestein. Schließlich härtet die äußere Schicht aus und im Laufe der Jahrtausende beginnen sich in dem Hohlraum Mineralien aus dem unterirdischen Wasser, das ihn füllt, abzuscheiden.
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