Проучете подробности за произхода и разнообразието на всеки известен минерал на Земята

15-годишно проучване на Института за наука Карнеги подробно описва произхода и разнообразието на всеки известен минерал на Земята, забележителна работа, която ще помогне да се реконструира историята на живота на Земята, да насочи търсенето на нови минерали и рудни находища, да прогнозира възможни характеристики на бъдещия живот и помощ при търсенето на обитаеми планети и извънземен живот.

Днес са известни около 6000 различни природни минерала, класифицирани според техните уникални комбинации от химичен състав и кристална структура.

В свързани статии, публикувани днес от американски минералог и спонсорирани отчасти от НАСА, учените от Карнеги Робърт Хейзън и Шона Морисън описват нов подход за групиране на свързани видове минерали или разделяне на нови видове въз основа на техния произход и дата на произход.

След като се вземе под внимание генезисът на минералите, броят на “типовете минерали” – нововъведен термин – възлиза на общо над 10 500, число с около 75% по-голямо от приблизително 6 000 вида минерали, признати от Международната минералогическа асоциация (IMA).

„Тази работа фундаментално променя нашето виждане за разнообразието от минерали на планетата“, казва Хейзън.

„Например, повече от 80% от минералите на Земята са медиирани от вода, което следователно е фундаментално важно за минералното разнообразие на тази планета. Като цяло това обяснява една от основните причини, поради които Луната, Меркурий и дори Марс имат много по-малко минерални видове от Земята.”

„Работата също така ни казва нещо много дълбоко за ролята на биологията“, добавя той. „Една трета от минералите на Земята не биха могли да се образуват без биология – черупки, кости и зъби или микроби, например, или жизненоважната непряка роля на биологията, например в създаването на атмосфера, богата на кислород, което доведе до 2000 минерала, които Не съм се формирал иначе.”

“Всеки екземпляр от минерал има история. Всеки разказва история. Всеки е капсула на времето, която разкрива миналото на Земята, както нищо друго не може.”

В статията „Относно парагенетичните модели на минералите: еволюционна гледна точка на минералите“ изследователите класифицират минералите според това как могат да се образуват в природата – чрез физически, химични и/или биологични процеси – от почти мигновено образуване от мълния или метеорити, до промени, причинени от взаимодействия вода-скала или трансформации при високи налягания и температури, обхващащи стотици милиони години, или в кости, черупки и животински и растителни тъкани.

Според изследването е известно, че 3349 (59%) от минералите произхождат от един процес, 1372 вида (24%) от два процеса, 458 (8%) от три процеса, а останалите 480 (8%) , от четири или повече процеса.

Диамантите, например, съставени от въглерод, са се родили по най-малко девет начина, включително кондензация в охлаждащата атмосфера на стари звезди, по време на сблъсък с метеорит и под свръхвисоко налягане дълбоко в Земята.

Общо минералите са възникнали по един или повече от 57 различни начина, според едновременно публикуваната сестринска статия „Струпване и разделяне: Към класификация на естествени минерали“, съавтор на Хейзън и Морисън в сътрудничество с минералозите Сергей Кривовичев от Руската академия на науките и Робърт Даунс от Университета на Аризона.

За да стигнат до заключенията си, изследователите изградиха база данни за всеки известен процес на образуване на всеки известен минерал. Въз основа на големи бази данни с минерали с отворен достъп (като mindat.org и rruff.ima/info), допълнени от хиляди първични научни статии за геологията на минерални находища по света, те идентифицираха 10 556 различни комбинации от минерали и режими на обучение. .

Световният шампион по минерали с разнообразен произход е скромният пирит (FeS2), известен на мнозина като Златото на глупака. Пиритът се намира в метаморфни скали, във вулканични отлагания, в седиментни скали, образува се в хидротермални отвори и се отлага чрез просмукване на вода в изоставени мини. Кристали са открити дори в метеорити и някои животни използват този минерал за изграждане на черупките си.

Другата крайност е редкият минерал сфенисцидит, който се образува само когато урината на пингвини (разред Sphenisciformes, откъдето идва и името на минерала) реагира с глинести минерали под гробище на остров Елефант в Антарктическата територия. Британски.

Дори сега се образуват нови минерали. Изследователите са идентифицирали 600 минерала от скорошна човешка дейност. Хората могат да създават синтетични скъпоценни камъни и екзотични метални сплави, но също така влияят върху образуването на минерали извън лабораторията. Повечето изкуствени минерали се образуват чрез химични реакции между естествения свят и човешката инфраструктура, като мини, кариери, промишлени комплекси и сметища. Депата са особено обещаващи за откриването на нови минерали, съдържащи сложна смес от въглерод от пластмаса, силиций и други метали от електронни отпадъци и киселини и химикали от изтичащи батерии.

Новата класификация е полезна “за разбиране как разнообразието и разпределението на минералите са се променили във времето и за предлагане на система за класификация на минерали, която отразява минералния произход в контекста на променящите се земни светове”.

„Никой досега не се е захващал с тази огромна задача“, казва Хейзън, удостоен от IMA със своя медал за 2021 г. за изключителните си постижения в химията на минералните кристали, особено в областта на еволюцията на минералите – нова област на науката, която свързва минералите с еволюцията на живота на Земята.

Тази класификация може да се използва и за извънземни минерали. На планети, които споделят някои прилики със Земята, като Марс с неговите следи от вода (може би дори живот?), човек би очаквал минерали, подобни на тези, образувани при земни условия. Въпреки това, в екзотични светове, като луната Титан с нейната наситена с азот атмосфера и метанови езера, човек може да очаква минерали, невиждани досега на Земята.

.

Add Comment