อธิบายเกี่ยวกับแร่ธาตุ

ในเอกสารแฝดที่เผยแพร่ในวันนี้โดย นัก วิทยาแร่แร่ชาวอเมริกันและได้รับการสนับสนุนจาก NASA นักวิทยาศาสตร์ของ Carnegie Robert Hazen และ Shaunna Morrison ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการใหม่ในการรวมกลุ่ม (ก้อน) ชนิดของแร่ธาตุเข้าด้วยกันหรือแยกสายพันธุ์ใหม่ขึ้นอยู่กับเวลาและวิธีที่พวกมันเกิดขึ้น เมื่อพิจารณาการกำเนิดของแร่แล้ว จำนวนของ "ชนิดแร่" ซึ่งเป็นคำที่บัญญัติขึ้นใหม่จะมีมากกว่า 10,500 ชนิด ซึ่งเป็นจำนวนที่มากกว่าประมาณ 75% มากกว่าชนิดแร่ประมาณ 6,000 ชนิดที่สมาคมแร่วิทยาระหว่างประเทศ (IMA) ยอมรับ พื้นฐานของโครงสร้างผลึกและองค์ประกอบทางเคมีเพียงอย่างเดียว "งานนี้ได้เปลี่ยนมุมมองของเราเกี่ยวกับความหลากหลายของแร่ธาตุบนโลกใบนี้โดยพื้นฐาน" ดร. เฮเซน นักวิทยาศาสตร์ประจำทีมของ Earth and Planets Laboratory สถาบันคาร์เนกีเพื่อวิทยาศาสตร์ วอชิงตัน ดี.ซี. กล่าว 80% ของแร่ธาตุบนโลกมีน้ำเป็นสื่อกลาง "ตัวอย่างเช่น แร่ธาตุมากกว่า 80% ของโลกมีน้ำเป็นสื่อกลาง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความหลากหลายของแร่ธาตุบนโลกใบนี้ โดยขยายความแล้ว สิ่งนี้จะอธิบายเหตุผลสำคัญประการหนึ่งที่ว่าทำไมดวงจันทร์ ดาวพุธ และแม้แต่ดาวอังคาร แร่ธาตุน้อยกว่าโลก” "งานนี้ยังบอกเราถึงบางสิ่งที่ลึกซึ้งเกี่ยวกับบทบาทของชีววิทยา" เขากล่าวเสริม "แร่ธาตุหนึ่งในสามของโลกไม่สามารถก่อตัวขึ้นได้หากปราศจากชีววิทยา เช่น เปลือก กระดูกและฟัน หรือจุลินทรีย์ เป็นต้น หรือบทบาททางอ้อมที่สำคัญของชีววิทยา เช่น โดยการสร้างบรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนซึ่งนำไปสู่แร่ธาตุ 2,000 ชนิดที่จะ ไม่ได้ก่อตัวเป็นอย่างอื่น" "ตัวอย่างแร่แต่ละชิ้นมีประวัติ แต่ละชิ้นบอกเล่าเรื่องราว แต่ละชิ้นคือแคปซูลเวลาที่เผยให้เห็นอดีตของโลกอย่างที่ไม่มีสิ่งใดทำได้" 40% ของแร่ธาตุบนโลกก่อตัวขึ้นมากกว่าหนึ่งทาง จากรายงานระบุว่าธรรมชาติสร้างแร่ธาตุ 40% ของโลกด้วยวิธีมากกว่าหนึ่งวิธี เช่น ทั้งทางธรรมชาติและด้วยความช่วยเหลือจากเซลล์ และในหลายกรณีใช้สูตรอาหารที่แตกต่างกันมากกว่า 15 สูตรเพื่อสร้างโครงสร้างผลึกเดียวกัน และองค์ประกอบทางเคมี ในบรรดา แร่ธาตุ 5,659 ชนิดที่สำรวจโดย Hazen และเพื่อนร่วมงาน เก้าชนิดเกิดขึ้นจากกระบวนการทางกายภาพ เคมี และ/หรือชีวภาพที่แตกต่างกันตั้งแต่ 15 กระบวนการขึ้นไป ทุกอย่างตั้งแต่การก่อตัวขึ้นในชั่วพริบตาโดยฟ้าผ่าหรืออุกกาบาต ไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากหินน้ำ ปฏิกิริยาหรือการเปลี่ยนแปลงที่ความดันและอุณหภูมิสูงเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี และเพื่อแสดงให้เห็นว่าเธอมีอารมณ์ขัน ธรรมชาติได้ใช้ 21 วิธีที่แตกต่างกันในช่วง 4.5 พันล้านปีที่ผ่านมาเพื่อสร้างแร่ไพไรต์ (หรือที่รู้จักในชื่อ Fool's Gold) ซึ่งเป็นแชมป์โลกแร่ธาตุจากแหล่งกำเนิดที่หลากหลาย ไพไรต์ก่อตัวขึ้นที่อุณหภูมิสูงและต่ำ โดยมีและไม่มีน้ำ ด้วยความช่วยเหลือของจุลินทรีย์และในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งสิ่งมีชีวิตไม่มีบทบาทใดๆ เลย ประกอบด้วยธาตุเหล็กหนึ่งส่วนต่อซัลไฟด์สองส่วน (FeS2) แร่ไพไรต์ได้มาจากอุกกาบาต ภูเขาไฟ แหล่งความร้อนใต้พิภพ โดยความดันระหว่างชั้นหิน ไฟไหม้เหมืองถ่านหิน และอื่น ๆ อีกมากมาย เพื่อให้ได้ข้อสรุป Hazen และ Morrison ได้สร้างฐานข้อมูลของกระบวนการการก่อตัวของแร่ที่รู้จักทุกอย่าง อาศัยฐานข้อมูลแร่ขนาดใหญ่ที่เปิดให้เข้าถึงได้ ( mindat.orgและ rruff.ima/info) ซึ่งขยายความจากบทความวิจัยหลักหลายพันบทความเกี่ยวกับธรณีวิทยาของแหล่งแร่ทั่วโลก พวกเขาระบุการรวมกันของแร่ธาตุและรูปแบบการก่อตัวที่แตกต่างกัน 10,556 รายการ รายละเอียดในบทความ "ในโหมดพาราเจเนติกส์ของแร่ธาตุ: มุมมองวิวัฒนาการของแร่" โดยรวมแล้ว แร่ธาตุเกิดขึ้นด้วยวิธีต่างๆ กันตั้งแต่หนึ่งวิธีขึ้นไปจากทั้งหมด 57 วิธี ตามรายงานฉบับนั้นและบทความพี่น้องที่ตีพิมพ์พร้อมกันในวารสารเดียวกันเรื่อง "Lumping and Splitt: toward a Classification of Mineral Natural types" ร่วมเขียนโดย ดร. Hazen และ Morrison ร่วมกับนักวิทยาแร่วิทยา Sergey Krivovichev จาก Russian Academy of Sciences และ Robert Downs จาก University of Arizona เป้าหมายของความพยายามของพวกเขา: "เพื่อทำความเข้าใจว่าความหลากหลายและการกระจายของแร่ธาตุมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรในช่วงเวลาลึก ๆ และเพื่อเสนอระบบการจำแนกแร่ธาตุที่สะท้อนถึงแหล่งกำเนิดแร่ในบริบทของโลกที่มีวิวัฒนาการ" จำแนกแร่ธาตุตามลักษณะและเวลาที่เกิดขึ้นในประวัติศาสตร์โลกกว่า 4.5 พันล้านปี ในการศึกษาก่อนหน้านี้เป็นเวลากว่าศตวรรษ นักวิทยาแร่หลายพันคนทั่วโลกได้บันทึก "ชนิดแร่" ที่แตกต่างกันเกือบ 6,000 ชนิดไว้อย่างละเอียด โดยพิจารณาจากส่วนผสมทางเคมีและโครงสร้างผลึกที่มีลักษณะเฉพาะ ดร. Hazen และเพื่อนร่วมงานใช้แนวทางที่ต่างออกไป โดยเน้นย้ำว่าแร่ธาตุแต่ละชนิดปรากฏขึ้นอย่างไรและเมื่อใดในประวัติศาสตร์โลกกว่า 4.5 พันล้านปี ดร. Hazen ได้รับเกียรติจาก IMA ด้วยเหรียญรางวัลประจำปี 2564 จากความสำเร็จอันโดดเด่นในด้านเคมีผลึกแร่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านวิวัฒนาการของแร่ "ไม่เคยมีใครทำงานใหญ่ขนาดนี้มาก่อน" "ในรายงานฉบับแฝดนี้ เรากำลังพยายามอย่างเต็มที่ในการวางรากฐานสำหรับแนวทางใหม่ในการจำแนกแร่ธาตุประเภทต่างๆ เรายินดีรับข้อมูลเชิงลึก การเพิ่มเติม และเวอร์ชันอนาคตของชุมชนแร่วิทยา"