science >> Wetenschap >  >> Natuur

Nieuw classificatiesysteem voor mineralen legt het complexe verleden van de aarde vast

Momenteel worden 32 verschillende minerale soorten van de "toermalijngroep" afgebakend door de verdeling van de belangrijkste elementen waaruit ze bestaan. Dus, een enkele scherf toermalijn met kleine variaties in de chemie bevat vaak meerdere soorten van het mineraal, zelfs als ze allemaal gevormd zijn in dezelfde geologische gebeurtenis. Krediet:Publiek domein

De eerste mineralen die in het universum werden gevormd, waren nanokristallijne diamanten, die condenseerde uit gassen die werden uitgestoten toen de eerste generatie sterren explodeerde. Diamanten die kristalliseren onder de extreme druk- en temperatuuromstandigheden diep in de aarde worden vaker door de mensheid aangetroffen. Welke kansen voor kennis gaan verloren wanneer mineralogen zowel de kosmische reizigers als de bewoners van de diepe aarde categoriseren als simpelweg "diamant"?

Kan een nieuw classificatiesysteem dat rekening houdt met de verschillende reizen van mineralen ons helpen om mineralogie beter te begrijpen als een proces van universele en planetaire evolutie?

Het huidige systeem voor het classificeren van mineralen - ontwikkeld door James Dwight Dana in de jaren 1850 - categoriseert meer dan 5, 400 minerale "soorten" op basis van hun dominante chemische samenstelling en kristallijne structuren. Dit is een ondubbelzinnig, robuust, en reproduceerbaar aanduidingsschema.

Robert Hazen van Carnegie suggereert een aanvullend classificatiesysteem, die de bestaande kennis over hoe mineralen in de loop van de tijd evolueren zou kunnen versterken zonder de bestaande benamingen te vervangen. In Amerikaanse mineraloog 's Roebling Medaille Papier, Hazen pleit voor categorieën die een diepere, een moderner begrip van de transformatie op planetaire schaal in de loop van de tijd.

Een systeem dat mineralen en niet-kristallijne natuurlijke vaste stoffen groepeert - die momenteel niet door het bestaande systeem worden geclassificeerd - in wat Hazen 'natuurlijke soort clusters' noemt, zou beter de inherente rommeligheid van planetaire evolutie weerspiegelen, hij legt uit.

"Voor maximale werkzaamheid, wetenschappelijke classificatiesystemen moeten niet alleen organiseren en definiëren, maar weerspiegelen ook de huidige theorie, en laat het toe om ons uit te breiden en ons naar nieuwe conclusies te leiden, ' zegt Hazen.

Hij pionierde met het concept van minerale evolutie - waarbij hij een explosie in minerale diversiteit koppelde aan de opkomst van het leven op aarde en de resulterende zuurstofrijke atmosfeer. Hazen voegde vervolgens een nieuwe laag toe aan zijn visie door minerale ecologie te introduceren - die de ruimtelijke verdeling van de mineralen van de aarde analyseert om te voorspellen welke onontdekt blijven en om de mineralogische uniciteit van onze planeet te bevestigen.

Een systeem van categorisering dat niet alleen de chemie en kristalstructuur van een mineraal weerspiegelt, maar ook de fysieke chemisch, of biologische processen waardoor het is gevormd, zou kunnen herkennen dat nanodiamanten uit de ruimte fundamenteel verschillen van diamanten die in de diepten van de aarde zijn gevormd.

Het bestaande classificatiesysteem groepeert enkele mineralen met verschillende vormingsgeschiedenissen samen in één categorie, terwijl anderen met vergelijkbare oorsprongsverhalen worden opgesplitst in afzonderlijke minerale soorten.

Nog een voorbeeld:momenteel worden 32 verschillende minerale soorten van de "toermalijngroep" afgebakend door de verdeling van de belangrijkste elementen waaruit ze bestaan. Dus, een enkele scherf toermalijn met kleine variaties in de chemie bevat vaak meerdere soorten van het mineraal, zelfs als ze allemaal gevormd zijn in dezelfde geologische gebeurtenis.

Een natuurlijk soort classificatiesysteem zou dat probleem verhelpen, en de opname van niet-kristallijne materialen mogelijk maken, zoals vulkanisch glas, amber, en kolen, die momenteel niet als mineralen worden geteld, maar kan kennis bieden over onze evoluerende planeet.

"De mineralogie van de aarde vertelt levendige verhalen, onthullend hoe eeuwen van geologische activiteit en de opkomst van het leven nieuwe combinaties van elementen mogelijk maakten, Hazen betoogt. "Maar om elke nuance van deze mineralogische tekst te begrijpen, we moeten een nieuwe taal omarmen om de creatie van mineralen te beschrijven die het verstrijken van de tijd weerspiegelt."