Maa peal on teada enam kui 5000 mineraaliliiki, alates üldlevinud kvartsist kuni tohutult haruldase sõrmeniidini, mis eksisteerib ainult El Salvadori Izalco vulkaani tippkohtumisel. Mineraloogid on juba pikka aega uurinud, kuidas ja miks mineraalid tekivad seal, kus neid tehakse. Nüüd rakendavad nad küsimusele suurandmeid.
Seotud sisu
- Meil on puudu vähemalt 145 süsinikku sisaldavatest mineraalidest ja saate aidata neid leida
Teadlased kasutavad võrguteooriat, et mõista keerukalt, kuidas erinevad keemilised, bioloogilised, füüsikalised ja geograafilised parameetrid määravad mineraalide tekkekoha. Võrguteooriat - ideed, et asjade vahelisi suhteid reguleerib matemaatiliste reeglite kogum - kasutatakse sageli nakkushaiguste leviku vaatlemiseks või inimrühmade (näiteks terrorismiorganisatsioonide) koostoimimise mõistmiseks. Teadlased loodavad, et see aitab neil avastada uut tüüpi mineraale, leida väärtuslike ressursside, näiteks kulla ja vase leiukohti, ning mõista paremini maa moodustumist. Aruanne selle töö kohta avaldati just ajakirjas American Mineralogist .
"Me vaatame mineraalsüsteeme terviklikult, " ütleb Shaunna Morrison, kes juhtis uuringuid koos Deep Carboni vaatluskeskuse tegevdirektori Robert Hazeniga - teadlaste võrguga, mis on pühendunud maakera süsiniku paremale mõistmisele. „Saame uurida seost ja tagasisidet paljude erinevate parameetrite vahel ning saada pildi sellest, millest meie planeet on tehtud ja miks. Kui hakkate uurima, kuidas mineraalid maakeral esinevad, näete, et need esinevad koos väga konkreetsetel põhjustel. Võite seda võrkudes väga selgelt näha. ”
Näiteks esinevad kvarts ja päevakivi mitmesugused liigid (need on graniidi kaks peamist koostisosa), kuna need loodi sama protsessi, magma kristalliseerumise, erinevates punktides. Mineraalliik on lihtsalt mineraal, mida praeguste meetoditega saab eristada teistest mineraalidest.
Teadlased kasutavad miljonite mineraalide eksemplaride andmebaase sadadest tuhandetest paikadest kogu maailmas. Need andmebaasid sisaldavad teavet mineraalide kohta, näiteks keemiline koostis, kõvadus, vanus, maardla suurus ja mineraali leidmise koht. Nad on selle ühendanud andmetega ümbritseva geograafia ja geoloogilise olukorra kohta. Tulemuseks on rida mudeleid, mis võivad potentsiaalselt esile tuua mustreid, mida muidu oleks raske näha. Need mustrid võiksid anda pildi sellest, millised mineraalid esinevad koos, ning võiksid näidata, millised geoloogilised, keemilised ja füüsikalised omadused on olemas, kui leitakse konkreetseid mineraale.
Võrguskeem 403 süsiniku mineraali kohta. Iga värviline ring tähistab erinevat süsiniku mineraali. Ringide suurus ja värv näitab, kui tavaline see on. (Morrison jt, Ameerika mineraloogisti viisakus). See võib muuta elu palju lihtsamaks mineralogistide jaoks, kes on ajalooliselt seda tüüpi tööd teinud aeglase ja raske töö kaudu.
"Näiteks Arizonas on need vasekaevandused ja [mineralogistid] uurivad nende vase mineraalide moodustumise viise väga põhjalikult, kaardistades ja keemiliselt analüüsides ning kulutades tuhandeid tunde nende maardlate uurimiseks, et mõista, kuidas need moodustasid, " ütles Morrison, Carnegie teadusinstituudi järeldoktor. "Kui saate lõpuks aru, kuidas need moodustusid, võite öelda:" OK, kus mujal maa peal see võis juhtuda? " Mis tähendab, et teil peab olema suurepärane arusaam maa geoloogilisest ajaloost. Siis lähed kaevama. ”
664 vase mineraalist koosnev võrk, mille iga värviline ring tähistab erinevat vaske kandvat mineraali. Jaotus näitab varem tundmatuid levitamismustreid (Morrison jt, viisakalt Ameerika mineralogist). Võrgustiku teooria abil võib hinnanguliselt 1500 maa peal leidmata mineraaliliigi leidmise maakeral tunduvalt kiiremini ja hõlpsamini teha, ilma et oleks tehtud nii palju kinganaha uuringuid. Vaadates teadaolevate mineraalide vahelisi võrgustikke, võivad teadlased lüngad täita.
"Võime öelda:" OK, järgmisel vaskmineraalil on tõenäoliselt see koostis ja see leitakse sellest kohast maa peal ", " ütleb Morrison.
Teadlased on andmeanalüüsi abil juba prognoosinud 145 „puuduvat” süsinikku sisaldavat (see tähendab, et need sisaldavad süsinikku) mineraale, mis peaksid statistiliste mudelite kohaselt olemas olema, kuid mida pole veel avastatud. See viis kodanike teadusprojekti Carbon Mineral Challenge loomisele, mis palub professionaalsetel ja amatöörlikel mineraalide kogujatel aidata neid ennustatud mineraale leida. Osalejad võivad leida isendeid loodusest ja neil palutakse ka oma kollektsioone potentsiaalsete uute avastuste jaoks üles otsida. Siiani on leitud kümme uut süsinikku sisaldavat mineraali.
Sama põhimõte võiks aidata mineraloogidel leida uusi väärtuslike ressursside allikaid, nagu kuld, aga ka haruldasi mineraale, mis võivad esineda ainult ühes või kahes kohas maakeral. Enamikus kohtades on ainult mõned mineraalid, samas kui vähestes kohtades, näiteks Venemaa Koola poolsaarel, on äärmiselt palju. Need andmed võiksid aidata selgitada, miks Koola poolsaare taolistes maades on nii palju mineraale ja kui palju võib leida muid maakera kohti, mis võivad olla sarnaselt rikkalikud mitmesuguste väärtuslike mineraalide allikad.
"Ma arvan, et see on suurepärane värk, " ütleb Chapel Hilli Põhja-Carolina ülikooli geoloogiateaduste professor Allen Glazner, kes uuringuga ei tegelenud. "See tuletab mulle meelde, kuidas keemikud täitsid perioodilise tabeli, kui nad hakkasid mustreid nägema. Ehkki nad ei teadnud, kuidas mustreid aatomistruktuur reguleerib, suutsid nad mustreid ära tunda."
Mineraalide tähtsust inimesele on raske üle hinnata, nendib Morrison.
"Mineraalid moodustavad põhimõtteliselt kõik, mida me oma ühiskonnas kasutame, näiteks vesi või õli, mida me pole kasvanud ega maapinnast välja pumbatud, " ütleb ta. "Meie hooned, autod, põhimõtteliselt kõik, mida me igapäevaselt kasutame, isegi meie luud on kõik valmistatud mineraalidest."
Mineraalide esinemismustrid võivad samuti aidata õpetada kasutama midagi taimede ja loomade elu kohta nii maa peal kui ka väljaspool. Andmeanalüüsi käigus tekkinud maakera mineraalide leviku eripärased mustrid võivad olla “biosignatuur”, ütleb Morrison. See tähendab, et taimede ja loomade elu tõus võib mõjutada mineraalide esinemise ja rühmitamise mustreid, kuna arvatakse, et bioloogiline elu (näiteks mikroorganismide esinemine) mõjutab mineraale. Kuu ja Marsi mineraalainete jaotuse esialgne analüüs ei näita neid eristatavaid mustreid, ütles NASA Mars Curiosity Roveri meeskonda kuuluv Morrison, tuues Maale tagasi saadetud röntgendifraktsiooni andmete põhjal Marsi mineraalid. Kuid edaspidine analüüs võib. Ja ka teistelt planeetidelt pärinevad andmed.
"Kui me seda ütleme, võib see meile öelda, et mingil hetkel oli elu, " ütleb ta. „See võiks meid kosmoseuuringute kavandamisel aidata. Kui leiame, et on planeet, millel on see suur mineraalide mitmekesisus, siis võib-olla sinna peame minema. ”
