Die Hochdruckvariante von Quarz ist bekannt als Coesit Coesit ist eine dichte Form von Siliziumdioxid, die sich unter extremen Druckbedingungen bildet und typischerweise an Meteoriteneinschlagstellen oder tief im Erdmantel vorkommt.Während Hochquarz (β-Quarz) eine Hochtemperaturform von Quarz ist, stellt Coesit eine strukturelle Umwandlung unter hohem Druck dar.Diese Unterscheidung ist wichtig für das Verständnis des Verhaltens von Kieselsäure unter verschiedenen geologischen Bedingungen.
Die wichtigsten Punkte werden erklärt:
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Hochquarz (β-Quarz):
- Hochquarz oder β-Quarz ist ein Hochtemperaturpolymorph von Quarz.Er bildet sich bei Temperaturen oberhalb von etwa 573 °C bei normalem Atmosphärendruck.
- Diese Form des Quarzes hat eine symmetrischere hexagonale Struktur im Vergleich zur trigonalen Struktur des niedrigen Quarzes (α-Quarz).
- Der Übergang zwischen α-Quarz und β-Quarz ist reversibel und hängt von der Temperatur, nicht vom Druck ab.
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Coesit:Die Hochdruck-Variante:
- Coesit ist eine Hochdruck-Polymorphie von Siliziumdioxid, die sich unter extremen Druckbedingungen bildet, in der Regel bei über 2-3 Gigapascal (GPa).
- Es wurde erstmals in Meteoriteneinschlagskratern entdeckt, wo der starke Druck des Einschlags Quarz in Coesit umwandelt.
- Coesit kommt auch in metamorphen Gesteinen vor, die unter sehr hohem Druck stehen, wie z. B. in Subduktionszonen, wo tektonische Platten zusammenstoßen.
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Entstehungsbedingungen:
- Temperatur und Druck:Während sich β-Quarz bei hohen Temperaturen bildet, benötigt Coesit sowohl hohen Druck als auch mittlere bis hohe Temperaturen.Dies macht Coesit zu einem wichtigen Indikator für extreme geologische Prozesse.
- Geologische Bedeutung:Das Vorhandensein von Coesit in Gesteinen ist ein Beweis für vergangene Hochdruckereignisse, wie z. B. Meteoriteneinschläge oder tiefe Subduktion.
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Strukturelle Unterschiede:
- Coesit hat im Vergleich zu Quarz eine dichtere, kompaktere Kristallstruktur.Diese Dichte ist darauf zurückzuführen, dass die Silizium- und Sauerstoffatome unter hohem Druck dichter gepackt sind.
- Die strukturelle Umwandlung von Quarz in Coesit ist unter normalen Oberflächenbedingungen irreversibel und macht Coesit zu einem stabilen Mineral in Hochdruckumgebungen.
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Anwendungen und Bedeutung:
- Geologische Forschung:Coesit wird als Diagnoseinstrument zur Identifizierung von hochdruckmetamorphen Gesteinen und Impaktstrukturen verwendet.
- Materialwissenschaft:Das Verständnis der Eigenschaften von Coesit und anderen Hochdruck-Kieselsäure-Polymorphen hilft bei der Untersuchung von Materialien unter extremen Bedingungen, wie sie im Inneren von Planeten anzutreffen sind.
Durch die Unterscheidung zwischen Hochtemperatur- (β-Quarz) und Hochdruckvarianten (Coesit) von Siliziumdioxid erhalten wir ein tieferes Verständnis der dynamischen Prozesse, die unseren Planeten und darüber hinaus formen.
Zusammenfassende Tabelle:
| Aspekt | Hoch Quarz (β-Quarz) | Coesit |
|---|---|---|
| Entstehungsbedingungen | Bildet sich bei hohen Temperaturen (>573°C) unter Normaldruck. | Bildet sich unter extremem Druck (>2-3 GPa) und bei mittleren bis hohen Temperaturen. |
| Struktur | Hexagonale Struktur, reversibler Übergang mit α-Quarz. | Dichtere, kompakte Struktur, irreversible Umwandlung unter normalen Bedingungen. |
| Geologische Bedeutung | Zeigt Hochtemperaturprozesse an. | Schlüsselindikator für Hochdruckereignisse wie Meteoriteneinschläge oder Subduktionszonen. |
| Anwendungen | Begrenzt auf Studien bei hohen Temperaturen. | Wird in der geologischen Forschung und der Materialwissenschaft zur Untersuchung extremer Bedingungen verwendet. |
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