Na zemlji je več kot 5000 znanih mineralnih vrst, od vseprisotnega kremena do izjemno redkega prsta, ki obstaja le na vrhu vulkana Izalco v Salvadorju. Mineralogi so že dolgo preučevali, kako in zakaj se minerali pojavljajo tam, kjer se. Zdaj pri vprašanju uporabljajo velike podatke.
Sorodne vsebine
- Manjka nam najmanj 145 mineralnih snovi, ki vsebujejo ogljik, in lahko si jih pomagate najti
Raziskovalci uporabljajo teorijo omrežij, da razumejo zapleten način, kako različni kemični, biološki, fizikalni in geografski parametri določajo, kje se minerali pojavljajo. Teorija omrežij - ideja, da razmerja med stvarmi urejajo množica matematičnih pravil - se pogosto uporablja za pregled širjenja nalezljivih bolezni ali za razumevanje, kako človeške skupine (na primer teroristične organizacije) medsebojno vplivajo. Raziskovalci upajo, da jim bo to pomagalo pri odkrivanju novih vrst mineralov, iskanju nabiralnikov dragocenih virov, kot sta zlato in baker, in boljšega razumevanja načina oblikovanja zemlje. Poročilo o delu je bilo pravkar objavljeno v reviji American Mineralogist .
"Na mineralne sisteme gledamo celostno, " pravi Shaunna Morrison, ki je vodila raziskavo skupaj z Robertom Hazenom, izvršnim direktorjem Deep Carbon Observatory, mreže znanstvenikov, ki je namenjena boljšemu razumevanju ogljika na zemlji. "Lahko preučimo odnos in povratne informacije med številnimi različnimi parametri in dobimo sliko, iz česa je sestavljen naš planet, in zakaj. Ko začnete gledati, kako se minerali pojavljajo na zemeljski površini, vidite, da se skupaj pojavljajo iz zelo specifičnih razlogov. To lahko vidite v mrežah zelo razločno. "
Na primer, kremen in različne vrste feldspar se pogosto pojavljajo skupaj (ti sta dve glavni sestavini granita), ker sta nastali na različnih točkah istega procesa, kristalizacije magme. Mineralna vrsta je preprosto mineral, ki ga lahko s trenutnimi metodami ločimo od katerega koli drugega minerala.
Raziskovalci uporabljajo baze milijonov milijonov mineralnih primerkov iz sto tisoč krajev po vsem svetu. Te baze podatkov vsebujejo podatke o mineralih, kot so kemična sestava, trdota, starost, velikost nahajališča in lokacija, kjer je bil mineral najden. To so združili s podatki o okoliški geografiji in geoloških okoljih. Rezultat je serija modelov, ki lahko potencialno razkrijejo vzorce, ki bi jih sicer težko videli. Ti vzorci lahko prikazujejo, kateri minerali se ponavadi pojavljajo skupaj, in bi lahko pokazali, kakšne geološke, kemijske in fizikalne lastnosti obstajajo tam, kjer so določeni minerali.
Omrežni diagram za 403 ogljikovih mineralov. Vsak barvni krog predstavlja drugačen ogljikov mineral. Velikost in barva krogov prikazuje, kako pogosta je. (Morrison in sod., Z dovoljenjem ameriškega mineraloga). To bi lahko olajšalo življenje mineralogom, ki so tovrstno delo v preteklosti opravili s počasnimi in trdimi deli.
"Na primer, Arizona ima te rudnike bakra in [mineralogi] zelo izčrpno preučujejo, kako se ti minerali bakra oblikujejo, delajo preslikave in kemijske analize ter porabijo tisoče ur za proučevanje teh nahajališč, da bi razumeli, kako so nastala, " pravi Morrison, podoktorski raziskovalec na Carnegie instituciji za znanost. "Ko končno razumete, kako so nastale, lahko rečete:" V redu, kje drugje na zemlji bi se to lahko zgodilo? " Kar pomeni, da morate dobro razumeti geološko zgodovino zemlje. Potem greš kopati. "
Mreža 664 bakrovih mineralov, pri čemer vsak barvni krog predstavlja različen mineral, ki nosi baker. Porazdelitev prikazuje prej nepriznane vzorce distribucije (Morrison in sod., Vljudnost ameriškega mineraloga). Teorija omrežij bo morda hitreje in lažje našla na Zemlji ocenjenih 1.500 neodkritih vrst mineralov, ne da bi izvedli skoraj toliko raziskav usnja za čevlje. Z ogledom mrež med znanimi minerali bodo znanstveniki morda lahko zapolnili vrzeli.
"Potencialno lahko rečemo:" V redu, naslednji baker bo verjetno imel to sestavo in ga bomo našli tukaj na zemlji, "pravi Morrison.
Raziskovalci so že uporabili analizo podatkov, da so napovedali 145 mineralov ogljika, ki vsebujejo ogljik (kar pomeni, da vsebujejo ogljik) mineralov, ki bi morali obstajati po statističnih modelih, vendar še niso bili odkriti. To je privedlo do oblikovanja državljanskega znanstvenega projekta Carbon Mineral Challenge, ki poklicne in ljubiteljske zbiralce mineralov prosi za pomoč pri iskanju teh predvidenih mineralov. Udeleženci lahko najdejo primerke v naravi, naprošajo pa jih tudi, da poiščejo svoje zbirke za morebitna nova odkritja. Doslej so našli deset novih rudnin, ki vsebujejo ogljik
Isti princip lahko mineralogom pomaga najti nove vire dragocenih virov, kot je zlato, in redke minerale, ki obstajajo le na enem ali dveh krajih na zemlji. Večina krajev ima le nekaj rudnin, nekaj krajev - na primer ruski polotok Kola - pa je izjemno veliko. Podatki bi lahko pokazali, zakaj kraji, kot je polotok Kola, vsebujejo tako neznatno število mineralov in bi lahko napovedali druge kraje na zemlji, ki bi lahko bili podobno bogati viri različnih dragocenih mineralov.
"Mislim, da je to super stvar, " pravi Allen Glazner, profesor geoloških znanosti na univerzi Severna Karolina na Chapel Hillu, ki ni bil vključen v raziskave. "Spominja me, kako so kemiki napolnili periodično tabelo, ko so začeli videti vzorce. Čeprav niso vedeli, kako vzorce ureja atomska zgradba, so lahko prepoznali vzorce."
Morrison pravi, da je težko preceniti pomen mineralov za človeka.
"Minerali v bistvu sestavljajo vse, kar uporabljamo v družbi in ki ni gojeno ali črpano iz zemlje, kot voda ali olje, " pravi. "Naše stavbe, naši avtomobili, v bistvu vse, kar uporabljamo vsakodnevno, tudi naše kosti so narejene iz mineralov."
Vzorci, kako se minerali pojavljajo, bi lahko pomagali tudi pri učenju rabe o rastlinskem in živalskem življenju na zemlji in zunaj nje. Morrison pravi, da so značilni vzorci porazdelitve mineralov na zemlji, dobljeni z analizo podatkov. To pomeni, da lahko vzorec, kako se minerali pojavljajo in grozdijo skupaj, vpliva na rast rastlinskega in živalskega življenja, saj naj bi biološko življenje (na primer prisotnost mikroorganizmov) vplivalo na minerale. Predhodne analize razporeditve mineralov na Luni in Marsu ne kažejo teh značilnih vzorcev, pravi Morrison, ki je član ekipe NASA Mars Curiosity Rover, ki je iz podatkov rentgenske difrakcije, poslanih nazaj na zemljo, identificiral marsovske minerale. Toda prihodnja analiza bi utegnila biti. In tudi podatki z drugih planetov.
"Če to povemo, bi to morda pomenilo, da je bilo nekoč življenje, " pravi. "To bi nam lahko pomagalo pri načrtovanju raziskovanja vesolja. Če ugotovimo, da obstaja planet, ki ima tako veliko mineralno raznolikost, kot je morda to, kam moramo iti. "
