Pusantros tūkstančios sausumos mineralų vis dar laukia jų atradimų. • Elena Naimarkas • Mokslinės naujienos apie "Elementus" • Mineralogija, statistika, geochemija

Vis dar laukiama, kol bus atrasta pusantro tūkstančio sausumos mineralų.

Dulkių keliuose tolimų planetų
Mūsų kūriniai liko …

Gražios adatos retas mineralas rimkorolgita žinomas tik iš vienos vietos – kasyklos Kovdor nuo Kolos pusiasalyje. Tokios retos rūšys sudaro didžiąją dalį sausumos mineralų įvairovės. Nuotrauka iš mindat.org

JAV mokslininkai naudojo pasaulinę bazę įvairių žemės mineralų duomenų vietoje analizuoti jų dažnio pasiskirstymą. Paaiškėjo, kad ji yra taikomos žinomos Zipf: dažnai yra tik keli tipai mineralų ir didžioji dauguma rūšių yra retos, jos galima rasti vieną ar dvi vietas planetoje. Šis modelis prognozuoja, kad mokslininkai vis dar turi rasti apie pusantro tūkstančio naujų mineralų, be jau žinomų beveik penkių tūkstančių. Nebuvo rasta, kaip įvairios jos mineralogijos sudėties dangaus kūnus, ir į Žemės mineraline analoginio buvimo tikimybę, kaip rodo skaičiavimai, apie 10−322Ir tai yra 300 eilėmis mažesnis už Žemės, kaip planetos egzistavimo tikimybe. Taigi mūsų planeta yra unikali tokia prasme.

Jei pasiimsite populiarios dainos žodžius, įrašytus į epigrafą tiesiogine prasme, tada ten bus tam tikra tiesos dalis – tikriausiai egzistuoja žemiškosios planetos. Bet tuo pačiu metu kyla abejonių – kokios yra svetimos dulkės, ar galima užsilikti takus ant užsienio dirvožemio? Reikia žinoti kitų sausumos tipo planetų mineralus: ar jie panašūs į žemes?

Šis klausimas buvo užduotas Matematikos ir geochemistų iš Arizonos universiteto ir Maine universiteto, vadovaujant Robertui M. Hazenui, atstovaujančiai Vašingtono Karnegijos institucijai. "Hazen" grupė ilgą laiką dirbo sausrų mineralų raida (ir pats Robertas Hazenas yra "Žemės istorijos" autorius nuo "Star Dust" iki "Gyva planeta") ir neseniai paskelbė žurnalo darbą Žemės ir planetinės mokslų raidės – tik vienas mažas žingsnis siekiant suvokti dabartinės mineralinės įvairovės formą.

Hazen ir jo kolegos pateikia sausumos mineralų evoliuciją kaip laipsnišką procesą (1 pav., Žr. R. M. Hazen ir kt., Min. Evoliucija, min.). Iš žvaigždžių dulkių yra apie dešimtys stabilių mineralų, ir prasideda planetos mineralinė istorija. Sukūrus protoplanetinį diską ir dangaus kūnus, medžiaga kaitinama, susidaro naujos mineralinės medžiagos, ypač su aliuminio-kalcio intarpais.Taigi įdarbinta apie 60 naujų mineralų. Jų įvairovė atspindi chondrito meteoritus. Antrame etape minėtos mineralinės medžiagos susiduria su transformacijomis, veikiančiomis temperatūros metu, transformuojant ir susidūrus su asteroidų kūnais. Dėl to mineralų tipų skaičius yra maždaug keturis kartus didesnis. Achondritai juos supranta. Čia pasirodo kvarcas ir kai kurie molio mineralai. Tuomet, priklausomai nuo ugnikalnio, degazavimo, frakcionavimo ir kristalizacijos, susidaro mineralinė rupija, kurioje susidaro apie 1500 mineralų. Dažniausiai yra granitoidų ir pegmatitų grupės.

Pav. 1. Žemės mineralų įvairovės dinamika: jų skaičius išauga nuo kelių dešimčių iki maždaug 5000, labai sustiprėja deguonies atmosferos susidarymas. Iki horizontali ašis uždelstas laikas milijardais metų iki mūsų dienų. Nuotrauka iš hazen.carnegiescience.edu; Išsamiai aprašyti visi 10 mineralinės evoliucijos etapų, nurodytų puodeliai

Toliau nurodyti etapai yra svarbiausi mūsų planetai – tolesnė mineralų raida vyksta dalyvaujant vandeniui, deguoniui ir biologinėms jėgoms. Galimų geocheminių nustatymų, santykinai stabilus esant gyvenimui, skaičiusmineralinių rūšių skaičius smarkiai padidėja. Šiandien Žemėje žinoma apie 5000 mineralų (žr. Tarptautinės mineralų asociacijos duomenų bazę). Šiuo atžvilgiu mūsų planeta yra unikali – tokia įvairovė dar nėra žinoma dėl bet kokio dangaus kūno.

Šių mineralų atsiradimo dažnumas yra toli gražu ne vienodas – pasirodė, kad jam taikomas Zipfo įstatymas (dar vadinamas 80/20 taisyklėmis ir Pareto įstatymu). Dažniausiai ši taisyklė yra suformuluota turto pasiskirstymo pavyzdžiu: 80% materialių vertybių priklauso 20% žmonių. Apskritai, Zipfo įstatymo kasdieninė išraiška yra maždaug tokia: 80% pasekmių atsiranda dėl 20% įvykių (priežasčių). Tai labai paplitusi biologinio, ekonominio ir socialinio gyvenimo paskirstymo teisė, apimanti visus jos aspektus, nors iki šiol nebuvo įmanoma aiškiai paaiškinti jo mechanizmo.

"Hazen" komanda įrodė, kad mineralinių medžiagų dažnių pasiskirstymas taip pat atitinka šį įstatymą. Apie 65% mineralų tipų yra reti: kiekvienas iš jų yra žinomas iš vienos ar dviejų vietų. Ir dažniausiai pasitaikančios mineralinės medžiagos, kurios yra 50% atvejų, patenka į maždaug 20% ​​visos mineralinės įvairovės (2 pav.)."Biologiniai" ir "mineraliniai" paskirstymo įstatymai yra panašūs, nes mineralinės įvairovės forma susidaro "mineralinės atrankos", panašios į natūralią ("biologinę"), įtaką: kiekvienoje aplinkoje toms mineralinėms medžiagoms, kurios yra stabilesnės ir reikalauja mažiausiai sąnaudų sintezei. Be to, biologinė evoliucija gali būti tarpusavyje susijusi su mineraliniu junginiu, tačiau šį klausimą paaiškins tik būsimieji tyrimai.

Pav. 2 Berilio mineralų pasiskirstymas priklausomai nuo vietų skaičiaus: pagal pasaulio duomenų bazę (pilka spalva) ir apskaičiuota pagal Zipf modelį (mėlyna spalva) Maždaug toks pat paskirstymas būdingas kitiems elementams. Modelis rodo, kad žinomiems berilio mineralams 112 reikia pridėti 91, kurie dar nebuvo rasta. Tvarkaraštis iš straipsnio diskusijoje Žemės ir planetinės mokslų raidės

Tikslieji skaičiavimai naudojant Zipf modelį parodė, kad mokslininkai dar turi rasti apie pusantro tūkstančio naujų mineralų. Teoriškai turėtų egzistuoti šie mineralai, tačiau dar nėra žinomi: greičiausiai jie yra lengvi arba balti, taip pat prastai išsiskiria jų kristalų struktūra ir forma, lengvai tirpi vandenyje.Leidinio autoriai nurodo, kad tarp jų yra tikriausiai daugybė žmonių, kurie jau buvo sintezuoti dirbtinai.

Be šių perspektyvių skaičiavimų, "Hazen" komanda pasiūlė savo versiją tikimybės sąmatą dėl žemės mineralinio dvynio egzistavimo. Jie buvo pagrįsti žinomais duomenimis: galaktikų skaičius turėtų būti apie 1011, kiekvienoje iš jų apie 1011 žvaigždės Jei mes manysime, kad žvaigždė turi vieną Žemės (arba palydovo) planetą, tada mes gauname 1022 tokios galimos planetos. Kokia yra sausumos mineralinės įvairovės tikimybė šiame neįsivaizduojamame planetiniame ansamblyje? Atsižvelgiant į gautas mineralinių rūšių pasiskirstymo skaičių, atsakymas yra toks: 10−322. Taigi, tikimybė rasti "mineralinį" analogą Žemėje yra nepalyginamai (!) Mažiau tikėtina rasti planetą antžeminio tipo. Jei ant tokios planetos pasirodys "dulkėtas kelias", tai mažai tikėtina (ir tai absoliučiai didžiulė, mažai tikėtina) primins savo planetos astronautai.

Šaltinis: G. Hystad, R. Towns, E. S. Grew, R. M. Hazen. Mineralinių mineralų paskirstymas ir paskirstymas: Žemės ir planetinės mokslų raidės. 2015. V. 426. P. 154-157.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: