Náttúrufræðingurinn - 1999, Qupperneq 99

Tafla 1. Steindafylki í myndbreyttu bergi á
Oslóarsvœðinu.
1. Andalúsít-kordíerít
2. Andalúsít-kordíerít-plagíóklas
3. Kordíerít-plagíóklas
4. Kordíerít-plagíóklas-hýpersten
5. Hýpersten-plagíóklas
6. Hýpersten-plagíóklas-díopsíð
7. Plagíóklas-díopsíð
8. Plagíóklas-díopsíð-granat
9. Díopsíð-granat
10. Dfopsíð-granat-vol I astón ít
dreifingu frumefna í jarðefnum) sem
tengdist uppbyggingu lotukerfisins. Skipti
hann frumefnunum í fjóra flokka:
(1) siderophile (járnleitin)
(2) chalcophile (brennisteinsleitin)
(3) lithophile (bergleitin)
(4) atmophile (loftleitin)
og tengdi þessa flokkun uppruna jarðar og
þróun. Járnleitin efni fylgja járni. Dænri unr
slíkt efni er nikkel. Þau hafa tilhneigingu til
að safnast upp í kjarna jarðar. Brennisteins-
leitin efni hafa tilhneigingu til að mynda
súlfíðsteindir, eins og tjölmargir málmar.
Bergleitin efni eru í silíkötum, þeim steindum
sem jarðskorpa og möttull jarðar eru að
langmestu leyti úr. Loftleitin efni mynda
lofttegundir og er þær einkurn að finna í
lofthjúpi jarðar.
Á öðrum og þriðja áratug aldarinnar urðu
miklar tæknilegar framfarir í eðlisfræði sem
leiddu til framfara við athuganir á kristal-
byggingu steinda. Þýski eðlisfræðingurinn
Max Laue hafði uppgötvað að kristallar
endurköstuðu röntgengeislum. Bresku
feðgarnir William Henry Bragg og William
Lawrence Bragg sýndu fram á hvernig nota
mætti mælingu á slíku endurkasti til að
greina frumeindabyggingu kristalla, og
hlutu þeir Nóbelsverðlaunin í eðlisfræði
fyrir rannsóknir sínar. Skömmu síðar þróuðu
þeir P. Debye og P. Scherer svokallaða duft-
endurkaststækni, sem gerði mælingu á
kristalbyggingu einfalda og íljótlega.
Goldschmidt var fljótur að tileinka sér þessa
tækni og hófst handa af fullum krafti við að
greina kristalbyggingu steinda. Með þessari
aðferð mátti mælaíjarlægð milli frumeindaen
ekki stærð hverrar frumeindar fyrir sig. ísinn
var brotinn þegar Finninn J. A. Wasatjena
reiknaði út frá Ijósfræðilegum forsendum
stærð flúor- og súrefnisfrumeinda. Nú gat
Goldschmidt út frá mælingum sínum reiknað
stærð fjölda jóna af öðmm frumefnum.
í stórum dráttum sá Goldschmidt kristal-
byggingu steinda þannig fyrir sér að einstakar
frumeindir mynduðu jónir og innbyrðisstærð
þeirra réði hvernig þær röðuðust í kristal-
grindina. Súrefni myndar neikvæðu jónina
(anjónina) í langflestum steindunr en ýmis
önnur frumefni jákvæðar jónir (katjónir). Það
var sem sagt stærð katjónanna miðað við súr-
efnisjónina sem réð kristalbyggingunni. Með
rúmfræðilegum reikningum sýndi Gold-
schmidt fram á hvernig súrefnisjónimar
röðuðu sér umhverfis katjónimar eftir hlut-
fallslegri stærð þeirra. Niðurstöðurnar em
sýndar í 2. töflu og á 3. mynd.
Ein allra merkilegasta uppgötvun Gold-
schmidts var vensl á stærð jóna við frum-
efnisbyggingu og lotukerfið. Hann setti
Tafla 2. Samband milli geislahlutfalls og tengitölu jóna í kristalgrind. Heimild: Goldschmidt (1927): Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente VIII, bls. 15.
Geislahlutfall Skipan anjóna Tengitala
katjón/anjón umhverfis katjón katjónar
0,15-0,22 í hornum jafnhliða þríhyrnings 3
0,22-0,41 í hornum ferflötungs 4
0,41-0,73 í hornum áttflötungs 6
0,73-1 í hornum tenings 8
>1 í hornum tólfflötungs 12
241