Mineral evrimi - Mineral evolution

Mineral evrimi , mineralojiye tarihsel bağlam sağlayan yeni bir hipotezdir . Fiziksel, kimyasal ve biyolojik ortamdaki değişikliklerin bir sonucu olarak gezegenler ve aylardaki mineralojinin giderek daha karmaşık hale geldiğini varsayar. Gelen güneş Sistemi sayısı, mineral türlerinin üç prosesin bir sonucu olarak fazla 5400 bir düzine büyüdü: elemanlarının ayrılmasını ve konsantrasyonu; uçucu maddelerin etkisiyle daha büyük sıcaklık ve basınç aralıkları; ve canlı organizmalar tarafından sağlanan yeni kimyasal yollar.

Dünya'da mineral evriminin üç dönemi vardı. Güneş'in doğuşu ve asteroitlerin ve gezegenlerin oluşumu, minerallerin sayısını yaklaşık 250'ye çıkardı. Kısmi erime ve levha tektoniği gibi süreçlerle kabuk ve manto üzerinde tekrar tekrar yapılan işlemler , toplamı yaklaşık 1500'e çıkardı. Geri kalan mineraller, ikiden fazla Toplamın üçte biri, canlı organizmaların aracılık ettiği kimyasal değişikliklerin sonucuydu ve en büyük artış Büyük Oksijenlenme Olayından sonra meydana geldi .

"Evrim" teriminin kullanımı

"Mineral evrimi" terimini tanıtan 2008 tarihli makalede, Robert Hazen ve ortak yazarlar, "evrim" kelimesinin minerallere uygulanmasının, 1928 tarihli The Evolution kitabına kadar uzanan emsaller olmasına rağmen, muhtemelen tartışmalı olabileceğini kabul ettiler. Norman Bowen tarafından Magmatik Kayaçlar . Terimi, giderek daha karmaşık ve çeşitli mineral topluluklarına yol açan geri döndürülemez bir olaylar dizisi anlamında kullandılar. Biyolojik evrimden farklı olarak mutasyon , rekabet ve döllere bilgi aktarımı söz konusu değildir . Hazen et al. yok olma fikri de dahil olmak üzere diğer bazı analojileri araştırdı . Enstatit kondritlerde , oksitlenmiş halde Dünya'da kararsız olan belirli mineralleri üretenler gibi bazı mineral oluşturma süreçleri artık gerçekleşmez . Ayrıca, Venüs üzerindeki kaçak sera etkisi , mineral türlerinin kalıcı kayıplarına yol açmış olabilir. Ancak, minerallerin yok olması gerçekten geri döndürülemez değildir; uygun çevre koşulları yeniden sağlandığında kaybolan bir mineral yeniden ortaya çıkabilir.

Güneş öncesi mineraller

Evrenin başlarında, mineraller yoktu çünkü mevcut olan tek elementler hidrojen , helyum ve eser miktarda lityumdu . Yıldızlarda karbon , oksijen, silisyum ve nitrojen gibi daha ağır elementlerin sentezlenmesiyle mineral oluşumu mümkün olmuştur . Kırmızı devlerin genişleyen atmosferlerinde ve süpernovalardan çıkan ejektalarda, 1.500 °C'nin (2,730 °F) üzerindeki sıcaklıklarda oluşan mikroskobik mineraller.

Bu minerallerin kanıtı , esasen kozmik tortul kayaçlar olan kondritler adı verilen ilkel meteoritlere dahil olan yıldızlararası tanelerde bulunabilir . Bilinen türlerin sayısı kabaca bir düzinedir, ancak birkaç malzeme daha tanımlanmış ancak mineral olarak sınıflandırılmamıştır. Yüksek kristalleşme sıcaklığına sahip olduğu için (yaklaşık 4400 °C (7,950 °F)), elmas muhtemelen oluşan ilk mineraldi. Bunu, grafit , oksitler ( rutil , korundum , spinel , hibonit ), karbürler ( moisanit ), nitridler ( osbornite ve silisyum nitrür ) ve silikatlar ( forsterit ve silikat perovskit (MgSiO ₃ )). Bu "ur-mineraller", Güneş sisteminin oluştuğu moleküler bulutları tohumladı.

süreçler

Güneş sisteminin oluşumundan sonra, mineral evrimi üç ana mekanizma tarafından yönlendirildi: elementlerin ayrılması ve konsantrasyonu; uçucu maddelerin kimyasal etkisi ile birlikte daha büyük sıcaklık ve basınç aralıkları; ve canlı organizmalar tarafından yönlendirilen yeni reaksiyon yolları.

Ayırma ve konsantrasyon

Minerallerin sınıflandırılmasında en üst düzey kimyasal bileşime dayanmaktadır. Bununla birlikte, bu gibi birçok mineral grupları için belirleyici elemanları bor olarak boratlar ve fosfor olarak fosfatlar , milyon ya da daha az parça konsantrasyonlarda ilk, sadece mevcut idi. Bu, dış etkiler onları yoğunlaştırana kadar bir araya gelip mineral oluşturma şanslarını çok az bıraktı veya hiç bırakmadı. Elementleri ayıran ve yoğunlaştıran süreçler, gezegensel farklılaşmayı (örneğin, bir çekirdek ve manto gibi katmanlara ayırma ); gaz çıkışı ; fraksiyonel kristalizasyon ; ve kısmi erime .

Yoğun değişkenler ve uçucular

Minerallerdeki izin verilen element kombinasyonları termodinamik tarafından belirlenir; Belirli bir yerde bir kristale bir elementin eklenmesi için, enerjiyi azaltması gerekir. Daha yüksek sıcaklıklarda, olivin gibi minerallerde birçok element birbirinin yerine geçebilir . Bir gezegen soğudukça, mineraller sıcaklık ve basınç gibi daha geniş kapsamlı değişkenlere maruz kaldılar ve bu da yeni fazların oluşmasına ve kil mineralleri ve zeolitler gibi daha özel element kombinasyonlarının oluşmasına izin verdi . Su , karbondioksit ve O ₂ gibi uçucu bileşikler bunlarla reaksiyona girdiğinde yeni mineraller oluşur . Gibi ortamlar buz kapaklar , kuru göller ve kazılarak çıkarılmış metamorfıtleri minerallerin ayırt edici süit sahiptir.

biyolojik etki

Hayat, çevrede dramatik değişiklikler yaptı. En dramatik olanı, yaklaşık 2,4 milyar yıl önce, fotosentetik organizmaların atmosferi oksijenle doldurduğu Büyük Oksijenlenme Olayıydı . Canlı organizmalar ayrıca , çevreleriyle dengede olmayan aragonit gibi mineraller oluşturarak reaksiyonları katalize ederler.

kronoloji

Güneş Sistemi'nin oluşumundan önce yaklaşık 12 mineral vardı. Mevcut mineral sayısı için tahmin hızla değişiyor. 2008'de 4300'dü, ancak Kasım 2018 itibariyle resmi olarak tanınan 5413 mineral türü vardı.

Dünya için kronolojilerinde Hazen ve ark. (2008), mineral bolluğundaki değişiklikleri üç geniş aralığa ayırdı: 4.55 Ga'ya kadar gezegensel birikim (milyar yıl önce); 4.55 Ga ile 2.5 Ga arasında yerkabuğunun ve mantosunun yeniden işlenmesi; 2.5 Ga'dan sonra biyolojik etkiler ve yaşları, bazıları örtüşen 10 aralığa böldüler. Ayrıca, bazı tarihler belirsizdir; örneğin, modern levha tektoniğinin başlangıcına ilişkin tahminler 4.5 Ga ile 1.0 Ga arasında değişmektedir.

Dünya'nın mineral evriminin dönemleri ve aşamaları

çağ/aşama	Yaş (Ga)	kümülatif no. türlerin
Prenebular "Ur-mineraller"	>4.6	12
Gezegensel birikim dönemi (>4.55 Ga)
1. Güneş tutuşur, ısıtma bulutsusu	>4.56	60
2. Gezegenimsi formlar	>4.56–4.55	250
Kabuk ve manto yeniden işleme dönemi (4.55–2.5 Ga)
3. Magmatik kaya evrimi	4.55–4.0	350–420
4. Granitoid ve pegmatit oluşumu	4.0–3.5	1000
5. Levha tektoniği	>3.0	1500
Biyolojik olarak aracılık edilen mineraloji çağı (2.5 Ga – mevcut)
6. Anoksik biyolojik dünya	3.9–2.5	1500
7. Büyük Oksidasyon Olayı	2.5–1.9	>4000
8. Orta okyanus	1,85-0,85	>4000
9. Kartopu Dünya olayları	0.85–0.542	>4000
10. Biyomineralizasyonun fanerozoik dönemi	<0.542	>5413

gezegensel yığılma

İlk çağda Güneş, çevreleyen moleküler bulutu ısıtarak tutuşturdu . 60 yeni mineral üretildi ve kondritlerde kapanım olarak korundu. Asteroitlere ve gezegenlere toz birikmesi, bombardımanlar, ısınma ve su ile reaksiyonlar bu sayıyı 250'ye çıkardı.

Aşama 1: Güneş tutuşur

4.56 Ga'dan önce, güneş öncesi bulutsu , dağınık toz taneleri ile hidrojen ve helyum gazından oluşan yoğun bir moleküler buluttu . Güneş tutuşup T-Boğa evresine girdiğinde, yakındaki toz tanelerini eritti. Eriyik damlacıklarından bazıları, kondrül adı verilen küçük küresel nesneler olarak kondritlere dahil edildi . Hemen hemen tüm kondritler , Güneş Sisteminde oluşan en eski malzemeler olan kalsiyum-alüminyum açısından zengin kapanımlar (CAI'ler) içerir. Bu çağdaki kondritlerin incelenmesinden, tüm kristal sistemlerinden kristal yapılara sahip 60 yeni mineral tanımlanabilir . Bunlara ilk demir-nikel alaşımları , sülfürler , fosfitler ve çeşitli silikatlar ve oksitler dahildir . En önemlileri arasında magnezyum açısından zengin olivin, magnezyum açısından zengin piroksen ve plajiyoklaz vardı . Artık Dünya'da bulunmayan oksijen açısından fakir ortamlarda üretilen bazı nadir mineraller enstatit kondritlerde bulunabilir.

Aşama 2: Gezegenimsi formlar

Aşama 1'de oluşan yeni minerallerden kısa bir süre sonra, bir araya toplanmaya, asteroitler ve gezegenler oluşturmaya başladılar . En önemli yeni minerallerden biri buzdu ; erken Güneş Sistemi, kayalık gezegenleri ve asteroitleri buz zengini gaz devleri , asteroitler ve kuyruklu yıldızlardan ayıran bir "kar çizgisine" sahipti . Isıtma radyonüklidlerin buz eritilir ve su şekillendirme, olivin zengin kayalar ile reaksiyona fillosilikatları gibi oksitler magnetit gibi sülfitler pirotit , karbonatlar dolomit ve kalsit ve sülfatlar gibi alçı . Bombardıman ve nihai erimeden kaynaklanan şok ve ısı , Dünya'nın mantosunun önemli bir bileşeni olan ringwoodit gibi mineraller üretti .

Sonunda, asteroitler kısmi erimenin meydana gelmesi için yeterince ısıtılır, piroksen ve plajiyoklaz ( bazalt üretebilen ) ve çeşitli fosfatlar açısından zengin eriyikler üretir . Siderofil (metal seven) ve litofil (silikat seven) elementler ayrılarak bir çekirdek ve kabuk oluşumuna neden olmuş ve uyumsuz elementler eriyiklerde tutulmuştur. Ortaya çıkan mineraller bir tür taşlı göktaşı, ökrit ( kuvars , potasyum feldispat , titanit ve zirkon ) ve demir-nikel göktaşlarında ( kamasit ve taenit gibi demir-nikel alaşımları ; troilit gibi geçiş metali sülfürler ; karbürler ve zirkon ) korunmuştur . fosfitler ). Bu aşamada yaklaşık 250 yeni mineral oluştu.

Kabuk ve manto yeniden işleme

Mineral evrimi tarihindeki ikinci dönem, Ay'ı oluşturan büyük etkiyle başladı. Bu, kabuğun ve mantonun çoğunu eritti. Erken mineraloji, magmatik kayaçların kristalleşmesi ve sonraki bombardımanlarla belirlendi. Bu aşama daha sonra kabuk ve mantoda kapsamlı bir geri dönüşüm ile değiştirildi, böylece bu çağın sonunda yaklaşık 1500 mineral türü vardı. Ancak, bu dönemden çok az kaya hayatta kaldı, bu nedenle birçok olayın zamanlaması belirsizliğini koruyor.

Aşama 3: Magmatik süreçler

Aşama 3, mafik (demir ve magnezyum oranı yüksek) ve bazalt gibi ultramafik kayalardan oluşan bir kabukla başladı . Bu kayaçlar, fraksiyonel ergime, fraksiyonel kristalizasyon ve karışmayı reddeden magmaların ayrılması yoluyla tekrar tekrar geri dönüştürülmüştür . Böyle bir işlemin bir örneği, Bowen'in reaksiyon serisidir .

Bu aşamada mineraloji hakkında doğrudan bilgi veren az sayıdaki kaynaktan biri, zirkon kristallerindeki mineral inklüzyonlarıdır ve tarihi 4.4 Ga'ya kadar uzanır. İnklüzyonlardaki mineraller arasında kuvars, muskovit , biyotit , potasyum feldispat , albit , klorit ve hornblend bulunur. .

Merkür ve Ay gibi uçucu-fakir bir vücutta , yukarıdaki süreçler yaklaşık 350 mineral türüne yol açar. Varsa su ve diğer uçucular toplamı arttırır. Toprak N oluşan bir atmosfere sahip, uçucu zengin oldu ₂ , CO ₂ ve su ve giderek daha tuzlu oldu bir okyanus. Volkanizması , gaz giderme ve hidrasyon yol açan hidroksitler , hidratlar , karbonatlar ve evaporitlerin . Bu aşamanın Hadean Eon'a denk geldiği Dünya için, yaygın olarak bulunan minerallerin toplam sayısının 420 olduğu ve 100'den fazla nadir olduğu tahmin edilmektedir. Mars muhtemelen mineral evriminin bu aşamasına ulaştı.

Aşama 4: Granitoidler ve pegmatit oluşumu

Yeterli ısı verildiğinde, bazalt yeniden eritilerek granitoidler , granite benzer iri taneli kayalar oluştu . Eritme döngüleri, lityum, berilyum , bor, niyobyum , tantal ve uranyum gibi nadir elementleri 500 yeni mineral oluşturabilecekleri noktaya yoğunlaştırdı . Bunların çoğu , tipik olarak daha büyük magmatik kütlelerin yakınında dayklarda ve damarlarda bulunan, pegmatit adı verilen istisnai olarak iri taneli kayalarda yoğunlaşmıştır . Venüs bu evrim seviyesine ulaşmış olabilir.

Aşama 5: Levha tektoniği

Levha tektoniğinin başlamasıyla, yitim , kabuğu ve suyu aşağı taşıdı, bu da sıvı-kayaç etkileşimlerine ve daha fazla nadir element konsantrasyonuna yol açtı. Özellikle 150 yeni sülfosalt minerali ile sülfür yatakları oluşmuştur . Batma da manto içine soğutucu kaya taşınır ve daha sonra fırlayan gibi maruz bırakıldı yeni faz ile sonuçlanarak yüksek baskılara bunu maruz metamorfik mineraller gibi dişten ve sillimanit .

Biyolojik aracılı mineraloji

Önceki bölümde açıklanan inorganik süreçler, yaklaşık 1500 mineral türü üretti. Dünya minerallerinin geri kalan üçte ikisinden fazlası, Dünya'nın canlı organizmalar tarafından dönüştürülmesinin sonucudur. En büyük katkı, Büyük Oksijenlenme Olayı ile başlayan atmosferin oksijen içeriğindeki muazzam artıştan geldi. Canlı organizmalar da iskelet ve diğer biyomineralizasyon biçimlerini üretmeye başladı . Kalsit, metal oksitler ve birçok kil minerali gibi mineraller , turkuaz , azurit ve malakit gibi değerli taşlarla birlikte biyolojik imza olarak kabul edilebilir .

Aşama 6: Anoksik bir dünyada biyoloji

Yaklaşık 2.45 Ga'dan önce atmosferde çok az oksijen vardı. Yaşam, kıta kenarlarına yakın masif karbonat tabakalarının çökelmesinde ve bantlı demir oluşumlarının birikmesinde rol oynamış olabilir, ancak yaşamın mineraller üzerindeki etkisine dair kesin bir kanıt yoktur.

7. Aşama: Büyük Oksijenlenme Olayı

2,45 Ga'dan başlayıp yaklaşık 2,0 veya 1,9 Ga'ya kadar devam ederek, Büyük Oksijenlenme Olayı veya Büyük Oksidasyon Olayı (GOE) olarak adlandırılan alt atmosferin, kıtaların ve okyanusların oksijen içeriğinde çarpıcı bir artış oldu. GOE'den önce, çoklu oksidasyon durumunda olabilen elementler en düşük durumla sınırlandırıldı ve bu da oluşturabilecekleri mineral çeşitliliğini sınırladı. Yaşlı sedimentlerden olarak, mineraller siderittir (FECO ₃ ), Uraninit (UO ₂ ) ve pirit (FeS ₂ ) yaygın olarak bulunur. Bunlar, oksijenli bir atmosfere maruz kaldıklarında hızla oksitlenirler, ancak bu, yoğun hava koşullarından ve taşınmadan sonra bile gerçekleşmedi.

Atmosferdeki oksijen moleküllerinin konsantrasyonu mevcut seviyenin %1'ine ulaştığında, ayrışma sırasındaki kimyasal reaksiyonlar bugünküne çok benziyordu. Siderit ve piritin yerini demir oksitler manyetit ve hematit almıştır ; denize taşınan çözünmüş Fe2 ⁺ iyonları artık geniş bantlı demir oluşumlarında birikmişti. Bununla birlikte, bu yeni demir mineralleri ile sonuçlanmadı, sadece bolluklarında bir değişiklik oldu. Buna karşılık, uraninitin oksitlenmesi, sodiit ve haftasit gibi 200'den fazla yeni uranil minerali türünün yanı sıra gummit gibi mineral kompleksleri ile sonuçlandı .

Çoklu oksidasyon durumuna sahip diğer elementler arasında bakır (321 oksit ve silikatlarda bulunur), bor, vanadyum , magnezyum , selenyum , tellür , arsenik , antimon , bizmut , gümüş ve cıva bulunur . Toplamda yaklaşık 2500 yeni mineral oluştu.

Aşama 8: Orta okyanus

Sonraki kabaca milyar yıl (1.85–0.85 Ga) genellikle " Sıkıcı Milyar " olarak anılır çünkü çok az şey olmuş gibi görünüyordu. Yüzeye yakın daha oksitlenmiş okyanus suyu tabakası, anoksik derinlikler pahasına yavaş yavaş derinleşti , ancak iklimde, biyolojide veya mineralojide dramatik bir değişiklik olmadı. Bununla birlikte, bu algının bir kısmı, o zaman aralığındaki kayaların zayıf korunmasından kaynaklanıyor olabilir. Dünyanın en değerli kurşun, çinko ve gümüş rezervlerinin çoğu, o zamandan beri kayalarda ve zengin berilyum, bor ve uranyum mineralleri kaynaklarında bulunur. Bu aralık aynı zamanda süper kıta Columbia'nın oluşumunu , dağılmasını ve Rodinia'nın oluşumunu gördü . Berilyum, bor ve cıva minerallerine ilişkin bazı nicel çalışmalarda, Büyük Oksidasyon Olayı sırasında yeni mineraller yoktur, ancak Columbia'nın toplanması sırasında bir yenilik nabzı vardır. Dağ inşası sırasında mineralize edici sıvıların salınmasıyla ilgili bir şey olsa da, bunun nedenleri açık değildir .

Aşama 9: Kartopu Dünya

1.0 ve 0.542 Ga arasında, Dünya , yüzeyin çoğunun (muhtemelen tamamının) buzla kaplandığı (onu baskın yüzey minerali haline getiren) en az iki " Kartopu Dünyası " olayı yaşadı . Buzla ilişkili , aragonit fanları ile birlikte kapak karbonatları , kalın kireçtaşı veya dolomit katmanlarıydı . Kil mineralleri de bolca üretildi ve volkanlar buzu delmeyi ve mineral stoğuna eklemeyi başardı.

Aşama 10: Fanerozoik dönem ve biyomineralizasyon

Son aşama , canlı organizmalar tarafından minerallerin yaratılması olan biyomineralizasyonun yaygınlaştığı Fanerozoik döneme denk gelir . Bazı biyomineraller daha önceki kayıtlarda bulunabilse de, bilinen iskelet formlarının çoğu ve ana iskelet mineralleri (kalsit, aragonit, apatit ve opal ) Kambriyen patlaması sırasında gelişti . Bunların çoğu karbonatlardır, ancak bazıları fosfat veya kalsittir. Toplamda, canlı organizmalarda metal sülfürler, oksitler, hidroksitler ve silikatlar dahil olmak üzere 64'ün üzerinde mineral faz tanımlanmıştır; iki düzineden fazla insan vücudunda bulundu.

Fanerozoyikten önce, arazi çoğunlukla çorak kayaydı, ancak Silüriyen Dönemi'nde bitkiler onu doldurmaya başladı . Bu, kil minerallerinin üretiminde büyüklük sırasına göre bir artışa yol açtı. Okyanuslarda, plankton taşınan kalsiyum karbonat kap karbonatların üretimini inhibe ve az olasılıkla Toprak olaylar kartopu geleceğini oluştururken, derin okyanus sığ sulardan. Mikroplar ayrıca çoğu elementin jeokimyasal döngülerine karışarak onları biyojeokimyasal döngüler haline getirdi . Mineralojik yenilikler , kömür ve siyah şeyller gibi karbon açısından zengin yaşam kalıntılarında bulunan organik mineralleri içeriyordu .

antroposen

Kesin konuşmak gerekirse, tamamen biyojenik mineraller, jeolojik süreçler de dahil olmadıkça Uluslararası Mineraloji Birliği (IMA) tarafından tanınmamaktadır . Deniz organizmalarının kabukları gibi tamamen biyolojik ürünler kabul edilmez. Ayrıca açıkça hariç tutulanlar antropojenik bileşiklerdir. Bununla birlikte, insanlar gezegenin yüzeyinde o kadar etkili oldular ki, jeologlar bu değişiklikleri yansıtmak için yeni bir jeolojik dönem olan Antroposen'i başlatmayı düşünüyorlar.

2015 yılında, Zalasiewicz ve ortak yazarlar, mineral tanımının insan-mineralleri içerecek şekilde genişletilmesini ve bunların üretiminin mineral evriminin 11. aşamasını oluşturduğunu öne sürdüler. Daha sonra, Hazen ve ortak yazarlar, IMA tarafından resmi olarak tanınan ancak esas olarak veya münhasıran insan faaliyetlerinin sonucu olan 208 minerali katalogladılar. Bunların çoğu madencilikle birlikte oluşmuştur . Ek olarak, metal eserler battığında ve deniz tabanıyla etkileşime girdiğinde bazıları yaratıldı. Birkaçı muhtemelen bugün resmen tanınmayacak, ancak katalogda kalmasına izin verilecek; bunlar, bir aldatmaca olabilecek iki ( niobokarbid ve tantalkarbid ) içerir.

Hazen ve ortak yazarlar, insanların minerallerin dağılımı ve çeşitliliği üzerinde büyük bir etkisi olduğu üç yolu belirlediler. Birincisi üretim yoluyla. Uzun bir sentetik kristal listesi, sentetik taşlar, seramikler, tuğla, çimento ve piller dahil olmak üzere mineral eşdeğerlerine sahiptir. Birçoğunun mineral eşdeğeri yoktur; 180.000'den fazla inorganik kristalli bileşik, İnorganik Kristal Yapı Veritabanında listelenmiştir . Madencilik veya altyapı inşası için insanlar kayaları, tortuları ve mineralleri buzullaşmanınkine rakip bir ölçekte yeniden dağıttı ve değerli mineraller doğal olarak meydana gelmeyecek şekillerde yeniden dağıtıldı ve yan yana getirildi.

hayatın kökeni

Mineral türlerinin üçte ikisinden fazlası varlığını yaşama borçludur, ancak yaşam da varlığını minerallere borçlu olabilir. Organik molekülleri bir araya getirmek için şablon olarak bunlara ihtiyaç duyulmuş olabilir; kimyasal reaksiyonlar için katalizörler olarak ; ve metabolitler olarak . Yaşamın kökeni için öne çıkan iki teori, killer ve geçiş metali sülfürleri içerir. Başka bir teori, kolemanit ve borat gibi kalsiyum-borat minerallerinin ve muhtemelen molibdatın , ilk ribonükleik asidin (RNA) oluşması için gerekli olabileceğini savunuyor . Diğer teoriler, makinevit veya grejit gibi daha az yaygın mineraller gerektirir . Hadeon Eon sırasında oluşan minerallerin bir kataloğu, kil minerallerini ve makinevit ve greigit dahil olmak üzere demir ve nikel sülfürleri içerir; ancak boratlar ve molibdatlar olası değildi.

Mineraller ayrıca erken yaşamın hayatta kalması için gerekli olabilir. Örneğin kuvars, kumtaşlarındaki diğer minerallerden daha şeffaftır . Yaşam, onu zararlı ultraviyole ışınlarından korumak için pigmentler geliştirmeden önce , fotosentez için yeterli ışığın geçmesine izin verirken ince bir kuvars tabakası onu koruyabilirdi. Fosfat mineralleri de erken yaşam için önemli olabilir. Fosfor, tüm canlı hücrelerde bulunan bir enerji taşıyıcısı olan adenozin trifosfat (ATP) gibi moleküllerdeki temel elementlerden biridir ; RNA ve DNA ; ve hücre zarları . Dünya'nın fosforunun çoğu çekirdekte ve mantodadır. Yaşama uygun hale getirmek için en olası mekanizma, fraksiyonlama yoluyla apatit gibi fosfatların oluşturulması ve ardından fosforu serbest bırakmak için hava koşullarına maruz bırakılması olacaktır. Bu, plaka tektoniği gerektirebilir.

Daha fazla araştırma

Mineral evrimi hakkındaki orijinal makaleden bu yana, uranyum, toryum , cıva, karbon, berilyum ve kil mineralleri dahil olmak üzere belirli elementlerin mineralleri üzerine çeşitli çalışmalar yapılmıştır . Bunlar farklı süreçler hakkında bilgi verir; örneğin, uranyum ve toryum ısı üreticileri iken uranyum ve karbon oksidasyon durumunu gösterir. Kayıtlar, Sıkıcı Milyar sırasında olduğu gibi yeni minerallerin epizodik patlamalarının yanı sıra yeni minerallerin ortaya çıkmadığı uzun dönemleri ortaya koyuyor . Örneğin, Columbia'nın montajı sırasında çeşitlilikte bir sıçramadan sonra, 1.8 Ga ile 600 milyon yıl önce arasında yeni cıva mineralleri yoktu. Bu dikkate değer ölçüde uzun ara, mineral cinnabar'ın hızlı bir şekilde birikmesine yol açan sülfür bakımından zengin bir okyanusa atfedilir .

Mineral evrimi makalelerinin çoğu, minerallerin ilk görünümüne bakmıştır, ancak belirli bir mineralin yaş dağılımına da bakılabilir. Milyonlarca zirkon kristali tarihlendirilmiştir ve yaş dağılımları, kristallerin bulunduğu yerden (örneğin, magmatik kayalar, tortul veya metasedimanter kayalar veya modern nehir kumları) neredeyse bağımsızdır . Süper kıta döngüsüyle bağlantılı inişler ve çıkışlar var, ancak bunun yitim aktivitesindeki değişikliklerden mi yoksa korumadan mı kaynaklandığı açık değil.

Diğer çalışmalar, "mineral evrimi" başlığı altında olmasa da, izotop oranları, kimyasal bileşimler ve minerallerin nispi bollukları gibi mineral özelliklerinin zamansal değişimlerine baktı.

Tarih

Tarihinin çoğunda mineralojinin tarihsel bir bileşeni yoktu. Minerallerin kimyasal ve fiziksel özelliklerine (kimyasal formül ve kristal yapı gibi) göre sınıflandırılması ve bir mineral veya mineral grubunun stabilitesi için koşulların tanımlanması ile ilgiliydi. Ancak, yayınların minerallerin veya cevherlerin yaş dağılımına baktığı istisnalar vardı. 1960 yılında Russell Gordon Gastil, mineral tarihlerinin dağılımında döngüler buldu. Charles Meyer, bazı elementlerin cevherlerinin diğerlerinden daha geniş bir zaman aralığında dağıldığını bulmuştur, farkı tektonik ve biyokütlenin yüzey kimyası üzerindeki etkilerine, özellikle serbest oksijen ve karbona bağlamıştır. 1979'da AG Zhabin, Rusça yayınlanan Doklady Akademii Nauk dergisinde mineral evrimi aşamaları kavramını tanıttı ve 1982'de NP Yushkin, Dünya yüzeyine yakın zaman içinde minerallerin artan karmaşıklığına dikkat çekti. Ardından, 2008'de Hazen ve meslektaşları, mineral evrimi konusunda çok daha geniş ve daha ayrıntılı bir vizyon ortaya koydular. Bunu, çeşitli mineral gruplarının evrimine ilişkin bir dizi nicel araştırma izledi. Bunlar, 2015 yılında mineral ekolojisi kavramına , minerallerin uzay ve zaman içindeki dağılımlarının incelenmesine yol açtı .

Nisan 2017'de Viyana'daki Doğa Tarihi Müzesi , mineral evrimi üzerine yeni bir kalıcı sergi açtı.

Notlar

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar

• Mineral evrimi üzerine özel sayı ( Elements dergisi)
• Mineral Evrim Veritabanı