Ikait

Ikait ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Carbonate und Nitrate“ mit der chemischen Zusammensetzung Ca[CO₃]·6H₂O und damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Calciumcarbonat.

Ikait kristallisiert im monoklinen Kristallsystem, ist aber chemisch nur bis zu einer Temperatur von unter 3 °C stabil und wandelt sich darüber aufgrund von Kristallwasserverlust irreversibel in Calcit um. Es finden sich daher überwiegend nur Pseudomorphosen von Calcit nach Ikait, die auch als „Glendonit“ bezeichnet werden. Echte Ikaitkristalle haben einen tafeligen Habitus und werden meist nur wenige Millimeter groß. Bekannt sind allerdings auch submarine, säulige Mineral-Aggregate von mehreren Dezimetern Dicke und mehreren Metern Höhe mit einer porösen Rinde aus kleinen, glänzenden Ikaitkristallen.

Etymologie und Geschichte

Erstmals entdeckt wurde Ikait im Fjord Ikka (alte Rechtschreibung Íka, dänisch Ika Fjord), genauer im dortigen „Ikka-Grønnedal-Komplex“ (61° 12′ 9″ N, 48° 0′ 50″ W61.20252-48.013751) rund 6 km südöstlich von Kangilinnguit und etwa 8 km östlich Ivittuut in Grönland entdeckt. Die wissenschaftliche Erstbeschreibung erfolgte 1963 durch den dänischen Mineralogen Hans Pauly, der das Mineral nach dessen Typlokalität benannte.

Pauly sandte seine Untersuchungsergebnisse und den gewählten Namen 1962 zur Prüfung an die International Mineralogical Association (interne Eingangs-Nr. der IMA: 1962-005), die den Ikait als eigenständige Mineralart anerkannte. Die ebenfalls von der IMA/CNMNC anerkannte Kurzbezeichnung (auch Mineral-Symbol) von Ikait lautet „Ika“.

Klassifikation

In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Ikait zur Mineralklasse der „Nitrate, Carbonate und Borate“ und dort zur Abteilung der „Wasserhaltigen Carbonate ohne fremde Anionen“, wo er zusammen mit Hellyerit, Lansfordit, Monohydrocalcit und Nesquehonit sowie dem hier noch nicht anerkannten Barringtonit die „Nesquehonit-Lansfordit-Gruppe“ mit der Systemnummer Vb/C.01 bildete.

In der zuletzt 2018 überarbeiteten Lapis-Systematik nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik von Karl Hugo Strunz in der 8. Auflage basiert, erhielt das Mineral die System- und Mineralnummer V/D.01-060. Dies entspricht ebenfalls der Abteilung „Wasserhaltige Carbonate, ohne fremde Anionen“, wo Ikatit zusammen mit Barringtonit, Hellyerit, Lansfordit, Monohydrocalcit und Nesquehonit die unbenannte Gruppe V/D.01 bildet.

Die von der IMA zuletzt 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Ikait in die neue Klasse der „Carbonate und Nitrate“ ein (die Borate bilden hier eine eigene Klasse). Dort ist das Mineral nach wie vor in die Abteilung der „Carbonate ohne zusätzliche Anionen; mit H₂O“ eingeordnet. Diese ist jedoch weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen und der Elementgruppenzugehörigkeit der Metalle, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit großen Kationen (Alkali- und Erdalkali-Carbonate)“ zu finden ist, wo es als einziges Mitglied die unbenannte Gruppe 5.CB.25 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Ikatit die System- und Mineralnummer 15.01.04.01. Dies entspricht wie in der veralteten Strunz’schen Systematik der gemeinsamen Klasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort der Abteilung „Wasserhaltige Carbonate“. Hier ist er als einziges Mitglied in einer unbenannten Gruppe mit der Systemnummer 15.01.04 innerhalb der Unterabteilung „Wasserhaltige Carbonate mit A⁺(XO₃)·x(H₂O)“ zu finden.

Kristallstruktur

Ikait kristallisiert monoklin in der Raumgruppe C2/c (Raumgruppen-Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15 mit den Gitterparametern a = 8,79 Å; b = 8,31 Å; c = 11,02 Å und β = 110,5° sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Eigenschaften

Ikait ist chemisch instabil und zerfällt bei höheren Temperaturen als 3 °C (anderen Quellen zufolge auch bei über 8 °C) schnell in eine trübe, weiße Suspension aus Wasser und Calcitkristallen.

Neuere Analysen der Strukturveränderung von Ikait, die N. Tateno und A. Kyono an einem Einkristall mittels einer Tieftemperatur-Röntgenbeugungsstudie durchführten, zeigten jedoch, dass die ikaitische Struktur des Minerals bereits bei einer Temperatur von 0 °C verloren geht. Die Messung begann bei einer Temperatur von −50 °C und wurde schrittweise um 10 °C erhöht. Dabei zeigte sich, dass das Volumen der Elementarzelle (auch Einheitszelle) dehnte sich dabei ebenfalls schrittweise anisotrop entlang der a-Achse, gefolgt von der c-Achse bis auf 771,0 Å³ bei −10 °C aus.

Modifikationen und Varietäten

Glendonit ist die bekannteste Pseudomorphose von Calcit nach Ikait. Ähnliche Pseudomorphosen von Calcit nach Ikait sind auch unter den Namen Fundylit, Jarrowit oder Thinolith bekannt, wobei letztere eigentlich eine Pseudomorphose von Calcit nach Gaylussit bezeichnet.

Eine sehr begehrte, aber äußerst seltene Varietät sind die sogenannten „Pineapple Opale“ (auch Opal-Pineapple), igel- bzw. ananasförmige Pseudomorphosen von Opal nach Ikait, die bisher nur in Opalfeldern nahe White Cliffs und Andamooka in Australien gefunden wurden.

Bildung und Fundorte

Ikait bildet sich in Meerwasser unter anaeroben Bedingungen in periglazialer und glaziomariner Umgebung, das heißt in geologischen Gebieten, die durch Frost und Gletscher gebildet bzw. beeinflusst wurden oder werden, und reich an organischem Material sind. An dessen Typlokalität im Ikka Fjord findet sich das Mineral in Form von unterseeischen Säulen bei einer Temperatur von 3 °C, die sich bis zu 20 m über dem Fjordboden über Quellen im Boden erstrecken.

Als sehr seltene Mineralbildung konnte Ikait bisher nur in wenigen Mineralproben nachgewiesen werden. Weltweit sind bisher nur rund 10 Fundorte dokumentiert (Stand 2023). Die Typlokalität Ikka Fjord ist dabei der bisher einzige bekannte Fundort in Grönland, wo mit einer Länge von 10 Metern die bisher größten, säuligen Mineral-Aggregate gefunden wurden.

Weitere Fundorte sind unter anderem

• Point Barrow in Alaska und der Natronsee Mono Lake in Kalifornien in den Vereinigten Staaten
• der Manitou Lake in der Provinz Saskatchewan in Kanada
• Oslo in Norwegen, wo Ikait in Form von Ablagerungen auf Holz in einem Bach auftrat
• die Inseln Fur und Mors in Dänemark
• die Koda-Höhle nahe Beroun in der Region Mittelböhmen in Tschechien
• Eishöhlen bei Scărișoara (Alba) und Mânzăleşti (Buzău) in Rumänien
• Shiowakka in der Unterpräfektur Tokachi auf der Insel Hokkaidō in Japan
• das Adélieland in der Ost- sowie das „King George“-Becken in der Bransfieldstraße und das Weddellmeer im Südpolarmeer.

Diese Vorkommen gelten zudem als wichtigste Vorkommen für Ikaite mit möglicherweise großer Bedeutung im globalen Kohlenstoffkreislauf. Entdeckt wurde das Mineral im Meereis auf zwei Antarktis-Expeditionen in den Jahren 2006 und 2007 von einem Wissenschaftlerteam unter Gerhard Dieckmann. Bekannte Fundorte für Glendonit-Pseudomorphosen sind

• Peak Dale (Peak Forest) in der englischen Grafschaft Derbyshire im Vereinigten Königreich
• der Fluss Olenitsa, der nahe der russischen Halbinsel Kola ins Weiße Meer mündet, wo igel- oder sternförmige Glendonite entdeckt wurden.
• das Hunter Valley in New South Wales, Australien, wo sich bis zu 20 Zentimeter große Glendonite fanden.
• Silstrup Klint in Dänemark, eingeschlossen in Tonkonkretionen

Synthetische Darstellung

Bei einer Studie für eine Raman-Spektroskopie wurde Ikait durch Auflösen von CaCl₂ in Wasser und Zugabe zu einer Lösung, die Na₂CO₃ und Na₅P₃O₁₀ enthielt, synthetisch hergestellt. Nach mehrmonatiger Lagerung dieser Lösung bei 3 bis 5 °C bildeten sich Ikaitkristalle.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Literatur

• Hans Pauly: Ikait, nyt mineral der danner skaer. In: Naturens Verden (Copenhagen). Juni 1963, S. 168–192 (dänisch, rruff.info [PDF; 1,1 MB; abgerufen am 20. Juni 2023]). 
  • Hans Pauly: Ikaite, a new mineral from Greenland. In: Arctic. Band 16, 1963, S. 263–264 (englisch). 
• K. F. Hesse, H. Küppers, E. Suess: Refinement of the structure of ikaite, CaCO₃·6H₂O. In: Zeitschrift für Kristallographie. Band 163, 1983, S. 227–231 (englisch, rruff.info [PDF; 242 kB; abgerufen am 20. Juni 2023]). 
• Michael Fleischer: New mineral names. In: American Mineralogist. Band 49, 1964, S. 439–448 (englisch, rruff.info [PDF; 666 kB; abgerufen am 20. Juni 2023]). 
• Anat Shahar, William A. Bassett, Ho Kwang Mao, I-Ming Chou, Wendy Mao: The stability and Raman spectra of ikaite, CaCO3·6H2O, at high pressure and temperature. In: American Mineralogist. Band 90, 2005, S. 1835–1839 (englisch, rruff.info [PDF; 172 kB; abgerufen am 20. Juni 2023]). 
• Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 581 (Erstausgabe: 1891). 
• Gerhard S. Dieckmann, Gernot Nehrke, Stathys Papadimitriou, Jörg Göttlicher, Ralph Steininger, Hilary Kennedy, Dieter Wolf-Gladrow, and David N. Thomas: Calcium carbonate as ikaite crystals in Antarctic sea ice. In: Geophysical Research Letters. Band 35, Nr. 8, 1978, doi:10.1029/2008GL033540. 

Weblinks

Commons: Ikaite – Sammlung von Bildern

• Ikait. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 19. Juni 2023 
• IMA Database of Mineral Properties – Ikaite. In: rruff.info. RRUFF Project; abgerufen am 20. Juni 2023 (englisch). 
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Ikaite. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 20. Juni 2023 (englisch). 
• David Barthelmy: Ikaite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 19. Juni 2023 (englisch). 

Einzelnachweise

1. 1 2 3 Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: July 2024. (PDF; 3,6 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Juli 2024, abgerufen am 13. August 2024 (englisch). 
2. 1 2 Laurence N. Warr: IMA–CNMNC approved mineral symbols. In: Mineralogical Magazine. Band 85, 2021, S. 291–320, doi:10.1180/mgm.2021.43 (englisch, cambridge.org [PDF; 320 kB; abgerufen am 5. Januar 2023]). 
3. ↑ Hans Pauly: Ikait, nyt mineral der danner skaer. In: Naturens Verden (Copenhagen). Juni 1963, S. 187 (dänisch, rruff.info [PDF; 1,1 MB; abgerufen am 20. September 2023]). 
4. ↑ Carl Hintze: Handbuch der Mineralogie. Hrsg.: Karl F. Chudoba. Ergänzungsband 3: Neue Minerale und neue Mineralnamen (mit Nachträgen, Richtigstellungen und Ergänzungen). Walter de Gruyter, Berlin 1968, S. 487 (Der Mineralname „Hydrocalcit“ (Β. Kossmann, 1892) für CaCO₃·2H₂0 (ds. Hdb., Ergbd. I, 227) wird von H. Pauly gelegentlich seiner Untersuchungen über Ikait (ds. Ergbd., 157–158) verworfen, weil die Kennzeichnung von „Hydrocalcit“ als zu zweifelhaft anzusprechen ist. (Lit.: Hans Pauly, Naturens Verden, Juni 1963, 168—171 und 186—192. — Ref.: Miner. Mag. 1964, 33, 1138 (unter Ikait))). 
5. 1 2 3 4 5 6 Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 305 (englisch). 
6. 1 2 3 4 Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9. 
7. 1 2 3 Ikaite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 66 kB; abgerufen am 16. April 2018]). 
8. 1 2 Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 581 (Erstausgabe: 1891). 
9. 1 2 3 4 5 Ikaite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 19. Juni 2023 (englisch). 
10. 1 2 3 Anat Shahar, William A. Bassett, Ho Kwang Mao, I-Ming Chou, Wendy Mao: The stability and Raman spectra of ikaite, CaCO3·6H2O, at high pressure and temperature. In: American Mineralogist. Band 90, 2005, S. 1835–1839 (englisch, rruff.info [PDF; 172 kB; abgerufen am 20. Juni 2023]). 
11. ↑ Typlokalität Ikka-Grønnedal Complex (Ika-Grønnedal), Sermersooq, Greenland. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 19. Juni 2023 (englisch). 
12. 1 2 Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren: Klima: Wichtiges Mineral im Meereis entdeckt. Ikait mit großer Bedeutung im globalen Kohlenstoffkreislauf. Scinexx – Das Wissensmagazin, 21. April 2008, abgerufen am 19. Juni 2023. 
13. ↑ Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,9 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Januar 2009, archiviert vom Original am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 (englisch). 
14. ↑ N. Tateno, A. Kyono: Structural change induced by dehydration in ikaite (CaCO3·6H2O). In: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. Band 109, 2014, S. 157–168, doi:10.2465/jmps.140320 (englisch, online verfügbar bei researchgate.net [abgerufen am 20. Juni 2023]). 
15. ↑ Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 582 (Erstausgabe: 1891). 
16. ↑ White Cliffs Opal. Mining and trading. In: whitecliffsopal.com. Australian Gemmologist Magazine, November 1986, abgerufen am 19. Juni 2023. 
17. ↑ Pineapple Opal. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 19. Juni 2023 (englisch). 
18. ↑ Localities for Ikaite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 19. Juni 2023 (englisch). 
19. 1 2 3 The Giant Crystal Project Site – Ikaite (Memento vom 19. November 2016 im Internet Archive)
20. ↑ Fundortliste für Ikait beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 20. Juni 2023.
21. ↑ David Nield: Huge, 'Impossible' Crystals in Denmark Have Finally Been Explained by Scientists. In: sciencealert.com. 16. Oktober 2020, abgerufen am 20. Juni 2023. 
22. ↑ Dieter Fütterer: Die Expedition ANTARKTIS-II mit FS "POLARSTERN" 1983/84. Berichte zur Polarforschung. Nr. 18, Bremerhaven 1984, Seite 78/79, https://doi.org/10.2312/BzP_0018_1984.