Eeuwenlang waren mineralen de enige studieobjecten voor de kristallografie. Vandaag de dag zijn ze nog steeds belangrijk, maar de meer ambitieuze uitdagingen op dit gebied zijn verbonden met werelden die we niet kennen: buitenaardse mineralogie, minerale processen in het diepe binnenste van onze planeet, en de minerale chemie van de begintoestanden van de aarde en hun mogelijke rol in het ontstaan en de kindertijd van het leven. De Curiosity rover die het oppervlak van Mars verkent, heeft het eerste röntgendiffractieapparaat (CHEMIN) aan boord dat Martiaanse gesteentemonsters heeft geanalyseerd.
De eerste röntgendiffractieschema's zijn uitgevoerd op Mars. Ze tonen de aanwezigheid van gips en klei, met andere woorden, een waterig milieu met een neutrale of licht alkalische pH-waarde.
De verkenning van de ruimte is een onvermijdelijk lot van de mensheid. Het leren kennen van de minerale samenstelling van deze buitenwereld, met inbegrip van planeten en manen, is de eerste essentiële stap naar toekomstige kolonisatie.
Het ontwerpen en bouwen van nieuwe apparatuur die in die omstandigheden kristallografische studies kan ontwikkelen is een van de uitdagingen voor de wetenschap van de 21e eeuw.
KRISTALLISATIE 4.500 MILJOEN JAAR GELEDEN
Meteorieten, of ze nu afkomstig zijn van de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter, of worden uitgelokt door inslagen op andere planeten en manen, zijn gemaakt van verschillende soorten kristallen. Een van de uitdagingen van de mineralogie is om de informatie in de vorm, de textuur en de structuur van deze kristallen te decoderen om de geschiedenis van ons zonnestelsel te onthullen.
IN DE DIEPTE VAN ONZE PLANEET
We leven op de aardkorst, een dunne buitenste laag van de aarde, die slechts enkele tientallen kilometers dik is. Maar de planeet is een immense minerale bol met een straal van bijna 6.400 kilometer. In de diepte, in de mantel en de kern, vinden minerale processen plaats die de bewoonbaarheid en de ecosystemen van het aardoppervlak direct beïnvloeden.
Interne structuur van de aarde
Deze diepe kristalheldere wereld was vroeger het bijna exclusieve terrein van de sciencefiction. De omstandigheden van hoge druk (miljoenen keren de atmosferische druk) en hoge temperatuur (tot 6500 ºC) maakten het praktisch ondoorgrondelijk voor de experimentele wetenschap. Vandaag de dag stellen diamanten aambeeldcellen ons in staat om deze buitengewone druk te bereiken en tegelijkertijd de evolutie van de minerale transformaties door middel van röntgendiffractie te volgen. De informatie die wordt verkregen, verandert onze opvatting over het inwendige van de aarde en haar dynamiek volledig. De studie van deze fascinerende wereld levert ons onvoorspelbare ontdekkingen op en is een andere grote wetenschappelijke uitdaging voor de toekomst.
PRIMITIEF LEVEN... EN DE OORSPRONG VAN HET LEVEN
Het plaatsen van een datum op het moment dat het leven op de planeet Aarde verscheen is cruciaal voor het begrijpen van de oorsprong en de evolutie ervan, evenals voor het begrijpen van de werkelijke geologische evolutie van onze planeet. Zoekend in de oudste gesteenten op aarde hebben paleontologen microstructuren van 3500 miljoen jaar geleden gevonden, die door hun complexe krommingsvormen, zo verschillend van de typische kristallijne vormen, overblijfselen van het vroegste leven op aarde zouden kunnen zijn.
Biomorfen van siliciumdioxide en carbonaat zijn zelfgeorganiseerde kristallijne materialen die ontstaan uit puur anorganische reacties die vormen van primitief leven nabootsen.
Verrassend genoeg is ontdekt dat door anorganische kristallisatie puur minerale structuren kunnen ontstaan die primitieve levensvormen getrouw nabootsen. Bovendien doen ze dat in chemische omgevingen die hoogstwaarschijnlijk op de primitieve Aarde zijn ontstaan en die sterk lijken op die van de oude gesteenten die de veronderstelde fossiele resten bevatten.
Kristallisatiestudies van zelfgeorganiseerde minerale patronen zijn vandaag de dag een noodzakelijk instrument om de authenticiteit te ontcijferen van de mogelijke overblijfselen van primitief leven die in de oudste rotsen op aarde, of in rotsen van buitenaardse oorsprong, worden gevonden. De twee bovenstaande foto's tonen stromatolische structuren die 2700 miljoen jaar geleden in Andalusische Heuvel, in de Tumbiana Formatie, Australië, zijn ontstaan.
Vandaag de dag bestaat er geen twijfel over dat minerale reacties zoals serpentinisatie (de afbraak van het mineraal olivijn in de aanwezigheid van water) de bron zijn van koolstof en eenvoudige organische moleculen. Ook bestaat er geen twijfel over dat moleculen zoals aminozuren en lipiden kunnen worden gevormd uit niet-biologische reacties.
De sprong naar structurele en functionele complexiteit die bestaat tussen deze "eenvoudige" organische moleculen gecreëerd door de minerale chemie en de eerste stadia van de vroegste lift is echter enorm. Een gemeenschappelijk idee is dat de weg die van de ene naar de andere leidt, geholpen moet zijn door efficiënte katalysatoren. Men denkt dat minerale kristallijne structuren efficiënte katalytische substraten waren die in staat waren om de zelfassemblage-reacties van gecompliceerde organische structuren te bekrachtigen.
Een van de meest geëxploreerde groepen mineralen is die van de klei. De oppervlakken van pyriet, de zogenaamde ijzer-zwavelwereld, zijn het onderwerp van talrijke studies.
Tot slot maken de fysische en chemische eigenschappen die ontdekt zijn in zelforganiserende minerale patronen die in extreme omstandigheden ontstaan, deze structuren tot een mogelijke niche van interessante autokatalytische reacties.
De Aarde is de enige bekende planeet waar de materie zich heeft kunnen organiseren tot zelfreplicerende structuren met complexe vormen en gedrag, die we leven noemen. Hoe en waar het leven is ontstaan is een mysterie, waarschijnlijk het grootste mysterie dat er voor ons is. Ook de mogelijke rol van kristallen en kristallisatie in het ontstaan van het leven is een mysterie dat ontrafeld moet worden.
Een van de meest geëxploreerde groepen mineralen is die van de klei. De oppervlakken van pyriet, de zogenaamde ijzer-zwavelwereld, zijn het onderwerp van talrijke studies.
Tot slot maken de fysische en chemische eigenschappen die ontdekt zijn in zelforganiserende minerale patronen die in extreme omstandigheden ontstaan, deze structuren tot een mogelijke niche van interessante autokatalytische reacties.
De aarde is de enige bekende planeet waar de materie zich heeft kunnen organiseren tot zelfreplicerende structuren met complexe vormen en gedrag, die we leven noemen. Hoe en waar het leven is ontstaan is een mysterie, waarschijnlijk het grootste mysterie dat er voor ons is. Ook de mogelijke rol van kristallen en kristallisatie in het ontstaan van het leven is een mysterie dat ontrafeld moet worden.
karaf, whiskykaraf, whiskey karaf, kristallen karaf, wijnkaraffen, wijnkaraf, kristal karaf, decanteer karaf, whiskey karaf kristal, kristal karaf, glazen karaf, karaf graveren, champagneglazen, whisky glazen, whiskey glazen.
