Több mint 5000 ismert ásványi faj található a Földön, a mindenütt jelenlévő kvarctól a rendkívül ritka pirititáig, amely csak az El Salvadori Izalco vulkán csúcstalálkozóján létezik. Az ásványtanok már régóta tanulmányozták, hogyan és miért fordulnak elő az ásványok ott, ahol vannak. Most nagy adatot alkalmaznak a kérdésre.
kapcsolodo tartalom
- Legalább 145 széntartalmú ásványi anyag hiányzik, és segíthet megtalálni őket
A kutatók hálózati elméletet használnak annak megértésére, hogy a különböző kémiai, biológiai, fizikai és földrajzi paraméterek összetett módon meghatározzák az ásványok előfordulásának helyét. A hálózati elméletet - azt az elképzelést, hogy a dolgok közötti kapcsolatokat matematikai szabályok szabályozzák - gyakran használják a fertőző betegségek terjedésének megfigyelésére vagy annak megértésére, hogy az emberi csoportok (például a terrorizmus szervezetei) miként lépnek kölcsönhatásba. A kutatók azt remélik, hogy ez segít nekik új ásványok felfedezésében, olyan értékes források kinyerésében, mint az arany és a réz, és jobban megértik a föld kialakulásának módját. A munkáról szóló jelentést éppen közzétették az American Mineralogist folyóiratban.
"Holisztikus módon vizsgáljuk az ásványi rendszereket" - mondja Shaunna Morrison, aki Robert Hazen-rel, a Deep Carbon Observatory ügyvezetõ igazgatójával együtt vezette a kutatást, amely a tudományos hálózat célja a földi szén jobb megértése. „Megvizsgálhatjuk a kapcsolat és a visszajelzés sokféle paraméter között, és képet kaphatunk arról, hogy mi bolygónk miért készül, és miért. Ha elkezdi vizsgálni, hogy az ásványok hogyan fordulnak elő a föld felszínén, láthatja, hogy ezek együtt fordulnak elő nagyon specifikus okokból. Ezt nagyon jól láthatja a hálózatokban. ”
Például a kvarc és a földimogyoró különféle fajai általában együtt fordulnak elő (ők a gránit két fő alkotóeleme), mert ugyanazon folyamat, a magma kristályosodásának különböző pontjaiban készültek. Az ásványi „faj” egyszerűen ásványi anyag, amelyet a jelenlegi módszerekkel meg lehet különböztetni a többi ásványtól.
A kutatók világszerte több százezer helyről több millió ásványminta adatbázisát használják. Ezek az adatbázisok információkat tartalmaznak az ásványokról, mint például a kémiai összetétel, keménység, kor, a lerakódás mérete és az ásvány megtalálásának helye. Összeállították ezt a környező földrajzra és földrajzi helyzetre vonatkozó adatokkal. Az eredmény egy olyan modellsorozat, amely potenciálisan felfedheti azokat a mintákat, amelyeket egyébként nehéz lenne látni. Ezek a minták képet adhatnak arról, hogy mely ásványok fordulnak elő együttesen, és megmutathatják, milyen geológiai, kémiai és fizikai tulajdonságok vannak, ha konkrét ásványokat találnak.
Hálózati diagram 403 szén-ásványi anyaghoz. Mindegyik színes kör különféle szén-ásványt képvisel. A körök mérete és színe megmutatja, hogy milyen gyakori. (Morrison et al., Az American Mineralogist jóvoltából). Ez sokkal könnyebbé teheti az ásványtanészek életét, akik történelmileg lassú, kemény munkával végeztek ilyen típusú munkát.
"Például Arizonában vannak ezek a rézbányák, és az [ásványtársak] megvizsgálják, hogy ezek a réz-ásványok miként alakulnak ki, feltérképezéssel és kémiai elemzéssel, és több ezer órát töltenek ezeknek a lerakódásoknak a tanulmányozásával, hogy megértsék, hogyan alakulnak ki." - mondja Morrison, a Carnegie Tudományos Intézet posztdoktori kutatója. „Amikor végül megérti, hogy miként alakultak ki, mondhatod:„ Rendben, hol máshol a földön ez megtörtént? ” Ami azt jelenti, hogy nagyon jól meg kell értenie a Föld geológiai történetét. Akkor ásni.
664 réz ásványi anyagból álló hálózat, mindegyik színes kör különböző réztartalmú ásványt képvisel. A megoszlás korábban felismerhetetlen eloszlási mintákat mutat (Morrison et al., Jóvoltából az American Mineralogist). A hálózati elmélet sokkal gyorsabbá és könnyebbé teszi a becslések szerint 1500 felfedezetlen ásványi faj megtalálását a Földön anélkül, hogy szinte annyira a cipőbőr-kutatást végeznék. Az ismert ásványok közötti hálózatok áttekintésével a tudósok képesek lehetnek kitölteni a hiányosságokat.
"Lehetséges, hogy azt mondjuk:" Rendben, a következő réz-ásvány valószínűleg ilyen összetételű, és ezen a földi helyen található "- mondja Morrison.
A kutatók már felhasználták az elemzést 145 „hiányzó” szénhordozó (azaz széntartalmú) ásvány becslésére, amelyeknek statisztikai modellek szerint létezniük kell, de még nem fedeztek fel. Ennek eredményeként létrejött egy polgári tudományos projekt, a Carbon Mineral Challenge, amely felkéri a szakmai és amatőr ásványgyűjtőket, hogy segítsenek megtalálni ezeket a várható ásványokat. A résztvevők vadonban találhatnak példányokat, és arra is felkérést kaptak, hogy a gyűjteményüket súrolják a lehetséges új felfedezések érdekében. Tíz új széntartalmú ásványt találtak eddig.
Ugyanez az elv segítheti az ásványtársakat az értékes források új forrásaiban, például az aranyban, valamint a ritka ásványoknak, amelyek a földön csak egy vagy két helyen lehetnek. A legtöbb helyen csak néhány ásványi anyag található, míg néhány helyen - például Oroszország Kóla-félszigeten - rendkívül gazdag. Az adatok segítenek megmutatni, hogy a Kólán-félszigethez hasonló helyekben miért van ilyen rendkívül sok ásványi anyag, és meg tudták jósolni a Föld más pontjait, amelyek hasonlóan gazdag források lehetnek számos értékes ásványi anyag számára.
"Szerintem ez nagyszerű dolog" - mondja Allen Glazner, a Chapel Hill észak-karolinai egyetemének geológiai tudományok professzora, aki nem vett részt a kutatásban. "Emlékeztet arra, hogy a vegyészek kitöltötték a periódusos táblát, mihelyt elkezdték látni a mintákat. Annak ellenére, hogy nem tudták, hogy a mintákat az atomszerkezet vezérli, képesek voltak felismerni a mintákat."
Nehéz túlbecsülni az ásványi anyagok fontosságát az ember számára - mondja Morrison.
"Az ásványi anyagok lényegében mindent alkotnak, amit a társadalomban használunk, például a vizet vagy az olajat, amelyet nem termesztenek vagy szivattyúznak a talajból." - mondja. "Épületeink, autóink, alapvetően minden, amit napi szinten használunk, még a csontjaink is ásványokból készülnek."
Az ásványi anyagok előfordulásának mintái segíthetnek valami felhasználásban a földi növények és állatok életében - és azon túl is. Az adatok elemzése által előállított ásványi anyagok földi eloszlásának megkülönböztető mintái lehetnek „bio-aláírás” - mondja Morrison. Ez azt jelenti, hogy az ásványok előfordulásának és csoportosulásának mintáit befolyásolhatja a növény- és állati élet növekedése, mivel a biológiai élet (például a mikroorganizmusok jelenléte) feltételezik, hogy befolyásolja az ásványi anyagokat. Az ásványi anyagok eloszlásának előzetes elemzése a holdon és a Marson nem mutatja ezeket a jellegzetes mintákat - mondja Morrison, aki a NASA Mars Curiosity Rover csapatának tagja, azonosítva a marsi ásványokat a földre küldött röntgendiffrakciós adatok alapján. De a jövőbeli elemzés lehet. És más bolygóktól származó adatok is előfordulhatnak.
"Ha ezt mondjuk, akkor azt mondhatjuk nekünk, hogy valamikor volt élet" - mondja. „Ez segíthet nekünk az űrkutatás tervezésében. Ha találunk egy olyan bolygót, ahol nagy az ásványi anyagok sokfélesége, akkor talán oda kell mennünk. "
