Ученые расшифровали и каталогизировали разнообразное происхождение минералов Земли

Пятнадцатилетнее исследование, проведенное Институтом науки Карнеги, детализирует происхождение и разнообразие каждого известного минерала на Земле. Эта знаковая работа поможет восстановить историю жизни, направит поиск новых минералов и месторождений, предскажет возможные характеристики будущей жизни и поможет в поиске обитаемых планет и внеземной жизни.

В двух статьях, опубликованных сегодня в журнале American Mineralogist при частичной поддержке NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США), ученые Роберт Хейзен и Шонна Моррисон представляют новый подход к классификации минералов, основанный на том, когда и как они возникли. С учетом генезиса, количество «минеральных видов» (новый термин) превышает 10 500, что примерно на 75% больше, чем ~6000 видов, признанных Международной минералогической ассоциацией (IMA) только на основе кристаллической структуры и химического состава.

«Эта работа коренным образом меняет наш взгляд на разнообразие минералов на планете», — говорит доктор Хейзен. Например, более 80% минералов Земли образовались с участием воды, что объясняет, почему на Луне, Меркурии и даже Марсе видов минералов гораздо меньше. Кроме того, около трети минералов Земли не могли бы сформироваться без биологии — напрямую (раковины, кости) или косвенно, через создание богатой кислородом атмосферы.

Согласно исследованию, природа создала 40% видов минералов более чем одним способом. Например, пирит (FeS₂) формировался 21 различным путем за последние 4.5 миллиарда лет. Алмазы образовались по крайней мере девятью способами. Ученые выявили 57 различных физических, химических или биологических процессов, приведших к появлению минералов.

Ключевые выводы исследования:

• Вода доминировала в создании минерального разнообразия.
• Жизнь сыграла прямую или косвенную роль в образовании почти половины известных видов минералов.
• Редкие элементы (41 элемент, составляющий <5 ppm земной коры) являются ключевыми компонентами более 42% минералов.
• Значительная часть минерального разнообразия была установлена в первые 250 миллионов лет истории Земли.
• 296 известных минералов, вероятно, старше самой Земли, 97 из них найдены только в метеоритах.
• Более 600 минералов образовались в результате деятельности человека (горные работы, пожары на угольных шахтах).

Работа также указывает на возможную связь минеральной эволюции с происхождением жизни. Если многие минералообразующие среды существовали уже 4.3 миллиарда лет назад, это поддерживает гипотезу о быстром возникновении жизни на Земле. Новый подход к классификации открывает перспективы для изучения минералогии других планет, помогая оценить, какие процессы формирования минералов возможны, например, на Марсе или Луне.