Robert Hagen asistía a una fiesta de Navidad una noche de diciembre de 2006, cuando un amigo y colega biólogo hizo una pregunta simple: «¿Haden tenía minerales en el suelo?»
La pregunta vino de lugares importantes. los haden ian Lo que los científicos llaman el primer capítulo en la historia de la tierra es un tiempo ardiente y mítico desde la formación de nuestro planeta hace unos 4 mil millones de años. Y los minerales arcillosos, que a menudo se encuentran en los suelos de todo el mundo hoy en día, juegan un papel clave en muchas teorías sobre cómo comenzó la vida.
Pero según Hagen, Un mineralogista de la Carnegie Institution for Science En Washington, D.C., no se trataba de si su campo estaba equipado para el estudio hace una o dos décadas.
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Ahora espera que cambie, gracias a un nuevo sistema de catalogación de minerales que considera cómo y cuándo se forma un mineral. Esto ha sido descrito en dos trabajos de investigación publicados hoy. Diario mineralogista estadounidense. (Este estudio podría ser pionero en más de otros 70 estudios).
«Creo que nos da la oportunidad de responder preguntas casi ilimitadas», dijo. shawna morrisonGeólogo de la Carnegie Institution y uno de los autores del trabajo de investigación.
Tradicionalmente, los mineros clasifican los compuestos cristalinos a través de su composición química (¿cuáles son los átomos en un mineral?) Y su composición (si se acerca, ¿cómo ve esos átomos ordenados?).
“La forma en que los mineralogistas piensan sobre su campo es la siguiente: cada mineral tiene una estructura química y una estructura cristalina ideales”, dice Hagen, uno de los autores del artículo. «Así es como definimos ‘especies minerales'».
Asociación Mineralógica Internacional (IMA), Congreso Mundial para el Campo de Estudios, Define unas 5.800 especies incluidas: Hidroxapofilita-(K) y ferro-ferro-fluoro-licita de pirita y diamante. Es una colección que los científicos han reunido durante siglos.
Este esquema es excelente para detectar minerales en la boca, pero no dice mucho sobre cómo se puede crear un patrón geológico. Por ejemplo, la pirita se puede encontrar en cualquier cosa, desde agua caliente y volcanes hasta meteoritos e incendios de minas provocados por el hombre. Sin ese conocimiento adicional, si encuentra pirita, no sabrá la historia que está tratando de contar. Otros minerales se transportan en condiciones extremas de rayos o directamente de la vida en la Tierra, p. Huesos o excrementos de aves. Hay minerales que son causados por el oxígeno que las primeras bacterias bombearon a la antigua atmósfera de la Tierra.
Hagen y Morrison querían crear un catálogo de siguiente nivel que conecte elementos con su historia. “Todo lo que realmente queríamos hacer era ponerlo en contexto”, dijo Morrison.
Actualmente, hay varias formas en que los investigadores pueden saber dónde, cuándo y cómo se forma un mineral. Pueden observar elementos traza, que son fragmentos adicionales de sustancias químicas y biológicas que se incorporan a un mineral desde su vecindad. Pueden observar las proporciones de diferentes isótopos radiactivos en un mineral que, al igual que la datación por carbono, puede decirles a los científicos qué tan atrás va un mineral. Incluso pueden pensar en la composición o el color de un mineral; Las muestras que están oxidadas u oxidadas, por ejemplo, pueden cambiar de apariencia.
Equipado con métodos de ciencia de datos যা a menudo utilizados por biólogos para analizar genomas y por sociólogos para encontrar grupos de personas en una red social মর Morrison pudo establecer múltiples relaciones de esos factores y encontrar la historia de la formación de diferentes minerales. Su equipo tardó 15 años en recolectar miles de minerales de todo el planeta y etiquetarlos con uno de los 57 entornos formados de manera diferente, incluidos minerales aeroespaciales que van desde minerales preterrestres hasta minerales humanos.
Ahora, han convertido las 5.800 especies del IMA en más de 10.500 especies denominadas «tipos minerales» de Morrison y Hagen. Un mineral puede ser de muchas clases si se forma de diferentes maneras.
Tome los diamantes, por ejemplo. Químicamente, es uno de los minerales más simples, hecho completamente de átomos de carbono dispuestos en una estructura basada en cubos. Pero el nuevo catálogo enumera nueve tipos diferentes: diamantes que fueron horneados y enterrados en la corteza terrestre, diamantes que explotaron como resultado del impacto de meteoritos, diamantes de estrellas ricas en carbono antes de la vida, y más.
En la guía revisada de Morrison y Hagen, alrededor del cinco o seis por ciento de los minerales de IMA eran solo de uno o dos tipos. Pero los nueve minerales en realidad se dividen en 15 tipos. Y ningún mineral del catálogo es tanto como la pirita: 21.
Al crear este esquema, Hagen y Morrison (ambos) Curiosidad equipo del rover de Marte) mirando mucho más allá de la Tierra. Si encuentra un mineral en otra tierra y sabe dónde se formó, comprenderá rápidamente qué tipo de entorno tenía ese planeta en la antigüedad. Por ejemplo, si su mineral se encuentra en el 80 por ciento de las especies que entran en contacto con el agua, es posible que tenga evidencia de un océano muerto hace mucho tiempo.
Y si su mineral está dentro de un tercio del tipo de mineral derivado de procesos biológicos, podría ser una indicación de una vida extraterrestre invisible a largo plazo.
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“Aparece una nueva forma de ver los minerales”, dijo patricio corderUn mineralogista de la Universidad de Lille en Francia, In Una declaración. «Conviértete en testigo de la larga historia de los minerales».
“Puedes sostener un mineral que tiene millones o miles de millones de años [old]. Puedes atrapar un meteorito de 4.567 millones de años”, dijo Hagen. «No hay otra evidencia real de la historia más antigua de nuestro sistema solar».
