Большие данные указывают человечеству на новые минералы и новые месторождения (обновлено)
Применение анализа больших данных к минералогии позволяет предсказывать минералы, отсутствующие в известных науке списках, где их искать, а также где находить новые месторождения ценных минералов, таких как золото и медь, согласно новаторскому исследованию.
В статье, опубликованной в журнале American Mineralogist, учёные сообщают о первом применении теории сетей (наиболее известной по анализу распространения болезней, террористических сетей или связей в Facebook) в минералогии. Результаты, по их словам, прокладывают путь к раскрытию мирового разнообразия и распределения минералов, их эволюции в глубоком времени, новых тенденций и новых месторождений.
«Поиск новых месторождений непрерывен, но до недавнего времени открытие минералов было скорее делом удачи, чем научного прогноза», — говорит доктор Шона Моррисон, ведущий автор исследования. «Всё это может измениться благодаря большим данным».
Человечество собрало огромный объём информации о более чем 5200 известных видах минералов Земли. Базы данных содержат детали о месте находки каждого минерала, всех известных местах его обнаружения, возрасте отложений, химическом составе и физических свойствах. В сочетании с данными об окружающей географии и геологической обстановке у учёных теперь есть ресурсы «больших данных», готовые для анализа.
«Большие данные — это важный инструмент», — говорит соавтор доктор Роберт Хазен. «Вы слышите о нём в самых разных областях — медицине, коммерции; но до недавнего времени никто не применял методы больших данных к минералогии и петрологии. Думаю, это расширит скорость открытия минералов способами, которые мы сейчас даже не можем представить».
Техника сетевого анализа позволяет представить данные по тысячам минералов из сотен тысяч локаций в виде единого графа. Эти визуализации могут выявить скрытые закономерности встречаемости и распределения. Большие данные дают детальную картину того, какие минералы сосуществуют друг с другом, а также какие геологические, физические, химические и биологические условия необходимы для их появления. От этих инсайтов относительно простой шаг до предсказания отсутствующих минералов и мест, где искать новые месторождения.
«Сетевой анализ может дать минералогам визуальные подсказки о том, куда отправиться и что искать. Это совершенно новая идея», — отмечает доктор Хазен. Уже сейчас эта техника была использована для предсказания 145 недостающих углеродсодержащих минералов и мест их поиска (в рамках «Углеродного минерального челленджа» Deep Carbon Observatory), и десять из них уже найдены.
В тестовом случае исследователи изучили минералы, содержащие медь. Элемент крайне чувствителен к кислороду, поэтому природа меди в минерале даёт ключ к пониманию уровня кислорода в атмосфере в момент его образования. Анализ также воспроизвёл «Реакционный ряд Боуэна» — классическую последовательность кристаллизации минералов из остывающей магмы.
Исследователи надеются, что эти методы приведут к пониманию ранее нераспознанных взаимосвязей минералов в различных месторождениях. Горнодобывающие компании могли бы использовать технологию для прогнозирования мест неизвестных залежей на основе существующих данных. Доктор Моррисон также надеется применить сетевой анализ для раскрытия геологической истории других планет, включая Марс.
«Минералы составляют основу всего нашего материального богатства», — отмечает она. «Этот новый инструмент для понимания минералов представляет собой важный шаг вперёд в научной области, имеющей жизненно важное значение».