Меридианит — минерал, состоящий из ундекагидрата сульфата магния , MgSO4.
4·11ч
2O. Это бесцветная прозрачная кристаллическая соль, которая выпадает в осадок из растворов, насыщенных ионами Mg2 + и SO42− , при температурах ниже 2 °C. [4] Синтетическое соединение ранее было известно как соль Фрицше . [4] [5]
Меридианит — это природный минеральный вид, встречающийся на Земле в различных средах, включая морской лед, корки и выцветы в угольных/металлических шахтах, пещерные системы, окисленные зоны сульфидных месторождений, соляные озера/плаи и ледяные керны Антарктиды. [6] [4] Он обычно ассоциируется с другими эвапоритовыми минералами, такими как эпсомит , мирабилит , галогениды и другие сульфаты натрия-магния. Есть некоторые свидетельства того, что он когда-то присутствовал на поверхности Марса и может встречаться в нескольких телах Солнечной системы . [4] По состоянию на 2012 год это был единственный известный сульфат ундекагидрата. [7]
Меридианит принадлежит к триклинной кристаллической системе , имея параметры ячейки a = 6,7459 Å, b = 6,8173 Å, c = 17,299 Å, плотность = 1,512 г/см 3 , пики рентгеновской дифракции при d-расстояниях = 5,73, 5,62, 5,41, 4,91, 4,85, 2,988, 2,958 (наивысшая интенсивность) и 2,940, и является ИК-активным. Он производит игольчатые или широкие плоские кристаллы, которые прозрачны или бесцветно-белые. [6]
Меридианит разлагается инконгруэнтно при температуре выше 2 °C с образованием эпсомита (MgSO 4 ·7H 2 O) и воды . [4] Мериданиит и вода имеют эвтектическую точку при −3,9 °C и 17,3% (масс.) MgSO 4 . [8] [6] [7]
Меридианит может включать большие доли других двухвалентных катионов (чьи сульфаты сами по себе, по-видимому, не образуют ундекагидрат) в виде твердого раствора, без изменения его структуры. К ним относятся никель (до примерно 27% замененных катионов), цинк (до примерно 27%), кобальт (до примерно 67%), марганец(II) (около 62%), медь (около 8%) и железо(II) (около 8%). [7]
При давлении около 0,9 ГПа и температуре 240 К меридианит разлагается на смесь льда VI и эннеагидрата MgSO4.
4·9H
2О , [9]
В 1837 году CJ Fritzsche описал то, что он интерпретировал как додекагидрат сульфата магния, основываясь на потере веса при дегидратации до безводной соли. [10] Вещество было названо «солью Фрицше» и ему официально не было дано название минерала или обозначение. [6]
Кристаллическая структура была позднее определена Петерсоном и Ваном в 2006 году, показав, что она принадлежит к триклинной кристаллической системе, и каждая формульная единица включает 11 молекул воды, а не 12. [4]
Название «меридианит» происходит от Meridiani Planum , местности на Марсе, где он, как полагают, существовал в прошлом. Вид минерала и название были одобрены Комиссией по новым названиям минералов и номенклатуре минералов Международной минералогической ассоциации в ноябре 2007 года. [2]
Меридианит был обнаружен на поверхности слоя льда, образующегося зимой над прудами, известными как Баскские озера, в Канаде . Вода в этих прудах имеет высокую концентрацию сульфата магния и других солей. Вода, просачивающаяся через слой льда, испаряется на поверхности, оставляя отложения кристаллического меридианита. [4]
Меридианит также был обнаружен в морском льду, собранном зимой в соленом озере Сарома в Японии, а также в ледяных кернах со станции Купол Фудзи , Антарктида , недалеко от вершины восточного плато Земли Королевы Мод . [6]
Изображения массивных сульфатных отложений, отправленные марсоходом NASA Opportunity в плато Меридиани, показывают многочисленные игольчатые пустоты по всему месторождению. Теперь пустые угловые отверстия интерпретируются как полости, когда-то заполненные высокорастворимым минеральным видом, скорее всего, сульфатом магния. Эти полости, как наблюдалось, близко соответствуют кристаллическому виду меридианита и были предложены в качестве мест, где были расположены кристаллы меридианита, которые впоследствии растворились, когда условия окружающей среды сделали кристалл нестабильным. Из-за разложения меридианита на 70% эпсомита и 30% воды было высказано предположение, что меридианит может представлять собой периодический резервуар воды вблизи поверхности Марса. В более теплые периоды в истории Марса возможно, что вызванное плавление этого минерала может помочь объяснить возникновение некоторых хаотичных и кратковременных эпизодов поверхностной воды на протяжении всей истории Марса. [11]
Дистанционное зондирование других планетных тел также указало на присутствие многочисленных гидратированных минеральных видов, включая сульфаты , вблизи различных планетарных поверхностей, ярким примером которых является спутник Юпитера Европа . Относительно гладкая и очень молодая поверхность Европы была интерпретирована как доказательство предполагаемого океана под ледяной поверхностью луны, и, следовательно, предполагает наличие жидкого рассола на глубине. Из-за криосферных условий, присутствующих на Европе, вероятно, что любые присутствующие минералы сульфата магния и находящиеся в контакте с жидкой водой, по своей сути будут встречаться в виде меридианита, и, таким образом, он может составлять важную минеральную фазу и резервуар жидкой воды на глубине. [12] [4]
