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新的矿物分类系统捕捉了地球复杂的过去

发布时间:2019-06-06 14:54:31 来源:

在宇宙中形成的第一批矿物是纳米晶体钻石,当第一代恒星爆炸时,这些钻石从喷出的气体中凝结而成。在地球深处的极端压力和温度条件下结晶的钻石更常见于人类。当矿物学家将宇宙旅行者和深地球的居民归类为“钻石”时,失去了哪些知识机会?

一个新的分类系统可以解释矿物的独特旅程,这有助于我们更好地理解矿物学作为普遍和行星进化的过程吗?

目前的矿物分类系统 - 由James Dwight Dana在19世纪50年代开发 - 根据其主要的化学成分和晶体结构对超过5,400种矿物“物种”进行了分类。这是一种明确,稳健且可重复的指定方案。

卡内基的罗伯特·哈森提出了一个额外的分类系统,它可以放大现有的矿物质随时间演变的知识,而不会取代现有的名称。在美国矿物学家的Roebling奖章文件中,Hazen认为类别反映了对行星尺度随时间变化的更深刻,更现代的理解。

他解释说,将矿物和非结晶天然固体(目前尚未被现有系统分类)分为Hazen所谓的“自然类群”的系统将更好地反映行星演化的固有混乱。

“为了获得最大效率,科学分类系统不仅要组织和定义,还要反映当前的理论,并允许它扩展并指导我们得出新的结论,”Hazen说。

他开创了矿物进化的概念 - 将矿物多样性的爆炸与地球上生命的崛起和由此产生的富氧气氛联系起来。哈森然后通过引入矿物生态学为他的愿景增加了另一层 - 矿物生态学分析了地球矿物的空间分布,以预测哪些矿物未被发现,并断言我们星球的矿物学独特性。

分类系统不仅反映了矿物的化学和晶体结构,而且反映了它形成的物理,化学或生物过程,能够识别出来自太空的纳米金刚石与地球深处形成的钻石根本不同。

现有的分类系统将具有不同形成历史的一些矿物组合在一个类别中,同时将具有相似原始故事的其他矿物分成单独的矿物种类。

另一个例子:目前,“电气石组”的32种不同矿物种类是由它们所包含的主要元素的分布描绘出来的。因此,单一的电气石碎片在化学上略有变化,通常含有多种矿物,即使它们都在同一地质事件中形成。

一种天然的分类系统可以纠正这个问题,并允许包含非结晶材料,如火山玻璃,琥珀和煤,这些材料目前不算作矿物,但可以提供有关我们不断发展的星球的知识。

“地球的矿物学讲述了生动的故事,揭示了地质活动的多少和生命的兴起促进了元素的新颖组合,”Hazen认为。“但为了收集这种矿物学文本的每一个细微差别,我们必须采用一种新的语言来描述反映时间流逝的矿物质的创造。”

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