✖


Jump to content

Минеральная эволюция

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.

Большинство минералов на Земле образовавшиеся после фотосинтеза цианобактерий , (на фото), начали добавлять кислород в атмосферу.

Эволюция минералов – это недавняя гипотеза , которая обеспечивает исторический контекст минералогии . Он постулирует, что минералогия планет и спутников становится все более сложной в результате изменений в физической, химической и биологической среде. В Солнечной системе число минеральных видов выросло примерно с дюжины до более чем 5400 в результате трёх процессов: разделения и концентрации элементов; большие диапазоны температур и давлений в сочетании с действием летучих веществ; и новые химические пути, обеспечиваемые живыми организмами.

На Земле существовало три эпохи минеральной эволюции. Рождение Солнца и образование астероидов и планет увеличили количество минералов примерно до 250. Повторяющаяся переработка коры и мантии посредством таких процессов, как частичное плавление и тектоника плит, увеличила общее количество примерно до 1500. Остальные минералы, более двух Трети от общего числа были результатом химических изменений, вызванных живыми организмами, причем наибольший рост произошел после Великого оксигенационного события .

Использование термина «эволюция»

[ редактировать ]

В статье 2008 года, в которой был введен термин «эволюция минералов», Роберт Хейзен и соавторы признали, что применение слова «эволюция» к минералам, вероятно, будет спорным, хотя прецеденты были еще в книге 1928 года « Эволюция». «Магматические скалы» Нормана Боуэна . Они использовали этот термин в смысле необратимой последовательности событий, приводящих ко все более сложным и разнообразным комплексам минералов. [1] В отличие от биологической эволюции , она не предполагает мутаций , конкуренции или передачи информации потомству . Хазен и др. исследовал некоторые другие аналогии, включая идею вымирания . Некоторые процессы минералообразования больше не происходят, например, те, которые привели к образованию некоторых минералов в энстатитовых хондритах , нестабильных на Земле в окисленном состоянии. Кроме того, безудержный парниковый эффект на Венере мог привести к безвозвратной потере минеральных видов. [1] [2] Однако вымирание полезных ископаемых не является действительно необратимым; потерянный минерал может появиться снова, если будут восстановлены подходящие условия окружающей среды. [3]

Пресолнечные минералы

[ редактировать ]
Пресолнечные зерна («звездная пыль») метеорита Мерчисон дают информацию о первых минералах.

В ранней Вселенной не было минералов, поскольку единственными доступными элементами были водород , гелий и следовые количества лития . [4] Образование минералов стало возможным после того, как в звездах были синтезированы более тяжелые элементы, включая углерод , кислород, кремний и азот . В расширяющихся атмосферах красных гигантов и выбросах сверхновых микроскопические минералы образовывались при температуре выше 1500 °C (2730 °F). [1] [5]

Доказательства существования этих минералов можно найти в межзвездных зернах, включенных в примитивные метеориты, называемые хондритами , которые по сути представляют собой космические осадочные породы. [5] Число известных видов составляет около дюжины, хотя еще несколько материалов были идентифицированы, но не классифицированы как минералы. [5] Поскольку алмаз имеет высокую температуру кристаллизации (около 4400 °C (7950 °F)), он , вероятно, был первым образовавшимся минералом. [6] [7] Далее следовали графит , оксиды ( рутил , корунд , шпинель , гибонит ), карбиды ( муассанит ), нитриды ( осборнит и нитрид кремния ) и силикаты ( форстерит и силикат-перовскит (MgSiO 3 )). [1] Эти «ур-минералы» зародили молекулярные облака, из которых сформировалась Солнечная система. [8]

Процессы

[ редактировать ]

После образования Солнечной системы эволюция минералов управлялась тремя основными механизмами: разделением и концентрацией элементов; более широкий диапазон температур и давлений в сочетании с химическим действием летучих веществ; и новые пути реакций, управляемые живыми организмами. [9]

Разделение и концентрация

[ редактировать ]
Виды некоторых планет земной группы в разрезе , показывающие слои
Смотрите также: Геохимия § Дифференциация и смешивание

Высший уровень классификации минералов основан на химическом составе. [10] Однако определяющие элементы для многих групп минералов, такие как бор в боратах и ​​фосфор в фосфатах , сначала присутствовали только в концентрациях, составляющих миллионные доли или меньше. Это не оставляло им шансов собраться вместе и образовать минералы, пока внешние воздействия не сконцентрировали их. [11] Процессы разделения и концентрации элементов включают планетарную дифференциацию (например, разделение на такие слои, как ядро ​​и мантия); дегазация ; фракционная кристаллизация ; и частичное плавление . [1]

Интенсивные переменные и летучие факторы

[ редактировать ]
Кристаллы гипса образовались в результате испарения воды в озере Лусеро , Нью-Мексико.

Допустимые сочетания элементов в минералах определяются термодинамикой; Чтобы элемент был добавлен в кристалл в данном месте, он должен уменьшить энергию. При более высоких температурах многие элементы взаимозаменяемы в таких минералах, как оливин . [3] По мере охлаждения планеты минералы подвергаются воздействию более широкого диапазона интенсивных переменных, таких как температура и давление. [1] позволяя образовывать новые фазы и более специализированные комбинации элементов, таких как глинистые минералы и цеолиты . [3] Новые минералы образуются, когда летучие соединения, такие как вода , углекислый газ и О 2 с ними вступают в реакцию . Такие среды, как ледяные шапки , высохшие озера и эксгумированные метаморфические породы , содержат характерные наборы минералов. [1]

Биологическое влияние

[ редактировать ]

Жизнь внесла кардинальные изменения в окружающую среду. Самым драматичным было Великое событие оксигенации, произошедшее около 2,4 миллиарда лет назад, когда фотосинтезирующие организмы наполнили атмосферу кислородом. Живые организмы также катализируют реакции, создавая минералы, такие как арагонит , которые не находятся в равновесии с окружающей средой. [1] [12]

Хронология

[ редактировать ]

До образования Солнечной системы насчитывалось около 12 минералов. [5] Оценка текущего количества полезных ископаемых быстро меняется. В 2008 году это было 4300, [1] но по состоянию на ноябрь 2018 года официально признанных видов минералов было 5413. [13]

В своей хронологии Земли Хейзен и др. (2008) разделили изменения содержания минералов на три широких интервала: планетарная аккреция до 4,55 млрд лет назад (миллиарды лет назад); переработка земной коры и мантии между 4,55 и 2,5 млрд лет назад; и биологические влияния после 2,5 млрд лет назад. [1] [12] Далее они разделили возраст на 10 интервалов, некоторые из которых пересекаются. Кроме того, некоторые даты неясны; например, оценки начала современной тектоники плит варьируются от 4,5 до 1,0 млрд лет. [14]

Эры и этапы минеральной эволюции Земли [12]
Эра/стажировка Возраст (Га) Совокупный номер. видов
Донебулярные «Ур-минералы» — >4,6 12
Эра планетарной аккреции (>4,55 млрд лет назад) 1. Солнце зажигает, нагревая туманность >4,56 60
2. Форма планетезималей >4,56–4,55 250
Эра переработки коры и мантии (4,55–2,5 млрд лет назад) 3. Эволюция магматических пород 4.55–4.0 350–420 [а]
4. Гранитоидно-пегматитовое образование. 4.0–3.5 1000
5. Тектоника плит >3,0 1500
Эра биологически опосредованной минералогии (2,5 млрд лет – настоящее время) 6. Аноксический биологический мир 3.9–2.5 1500
7. Великое событие окисления 2.5–1.9 >4000
8. Промежуточный океан 1.85–0.85 [15] : 181  >4000
9. События Snowball Earth 0.85–0.542 >4000
10. Фанерозойская эра биоминерализации. <0,542 >5413 [13]

Планетарная аккреция

[ редактировать ]
Основная статья: Планетарная аккреция
Поперечное сечение хондрита, содержащего круглые оливиновые хондры и неправильные белые CAI.
Образец палласита с кристаллами оливина в железо-никелевой матрице

В первую эпоху Солнце вспыхнуло, нагревая окружающее молекулярное облако . Образовано 60 новых минералов, сохранившихся в виде включений в хондритах. Аккреция пыли на астероиды и планеты, бомбардировки, нагревание и реакции с водой увеличили это число до 250. [8] [12]

Этап 1: Солнце зажигает

[ редактировать ]

До 4,56 млрд лет назад предсолнечная туманность представляла собой плотное молекулярное облако, состоящее из водорода и гелия с рассеянными пылевыми частицами. Когда Солнце вспыхнуло и вошло в фазу Т-Тельца , оно расплавило близлежащие пылинки. Некоторые капли расплава были включены в хондриты в виде небольших сферических объектов, называемых хондрами . [12] Почти все хондриты также содержат богатые кальцием и алюминием включения (CAI), самые ранние материалы, образовавшиеся в Солнечной системе. [5] При исследовании хондритов этой эпохи можно идентифицировать 60 новых минералов с кристаллическими структурами всех кристаллических систем . [5] К ним относятся первые железо-никелевые сплавы , сульфиды , фосфиды , а также некоторые силикаты и оксиды . [12] Среди наиболее важных были богатый магнием оливин, богатый магнием пироксен и плагиоклаз . Некоторые редкие минералы, образующиеся в средах с низким содержанием кислорода, больше не встречающиеся на Земле, можно найти в энстатитовых хондритах. [5]

Этап 2: Формирование планетезималей

[ редактировать ]

Вскоре после того, как новые минералы образовались на Стадии 1, они начали слипаться, образуя астероиды и планеты. Одним из наиболее важных новых минералов был лед ; В ранней Солнечной системе была «снежная линия», отделявшая каменистые планеты и астероиды от богатых льдом планет-гигантов , транснептуновых объектов и комет . Нагревание радионуклидов растопило лед, и вода вступила в реакцию с камнями, богатыми оливином, образуя слоистые силикаты , оксиды, такие как магнетит , сульфиды, такие как пирротин , карбонаты , доломит и кальцит , а также сульфаты , такие как гипс . Удары и жара от бомбардировок и возможного плавления привели к образованию таких минералов, как рингвудит , основного компонента мантии Земли. [5]

В конце концов, астероиды нагрелись настолько, что произошло частичное плавление, в результате чего образовались расплавы, богатые пироксеном и плагиоклазом (способным производить базальт ) и различными фосфатами . Сидерофильные (металлолюбивые) и литофильные (силикатолюбивые) элементы разделились, что привело к образованию ядра и корки, а несовместимые элементы секвестрировались в расплавах. [5] Полученные минералы сохранились в виде каменного метеорита, эвкрита ( кварц , калиевый полевой шпат , титанит и циркон ) и в железо-никелевых метеоритах (железо-никелевые сплавы, такие как камасит и тэнит ; сульфиды переходных металлов, такие как троилит ; карбиды и фосфиды ). [1] На этом этапе образовалось около 250 новых минералов. [8] [12]

Переработка коры и мантии

[ редактировать ]
Кристалл циркона
Образец пегматита из Гранд-Каньона
Схема зоны субдукции

Вторая эра в истории эволюции минералов началась с массивного удара, образовавшего Луну. Это расплавило большую часть земной коры и мантии. Ранняя минералогия определялась кристаллизацией магматических пород и дальнейшими бомбардировками. Затем эта фаза сменилась обширной переработкой коры и мантии, так что к концу этой эры насчитывалось около 1500 видов минералов. Однако немногие камни сохранились с этого периода, поэтому время многих событий остается неопределенным. [1]

Этап 3: Магматические процессы

[ редактировать ]

Стадия 3 началась с коры, состоящей из основных пород (с высоким содержанием железа и магния) и ультраосновных пород, таких как базальт. Эти породы неоднократно подвергались вторичной переработке путем фракционного плавления, фракционной кристаллизации и отделения магмы , отказывающейся смешиваться. Примером такого процесса является ряд реакций Боуэна . [1]

Одним из немногих источников прямой информации о минералогии на этом этапе являются минеральные включения в кристаллах циркона, датируемые 4,4 млрд лет назад. Среди минералов включений — кварц, мусковит , биотит , калиевый полевой шпат , альбит , хлорит и роговая обманка. . [16]

В таких бедных летучими телами телах, как Меркурий и Луна, вышеуказанные процессы приводят к образованию около 350 видов минералов. Вода и другие летучие вещества, если они присутствуют, увеличивают общее количество. Земля была богата летучими веществами, ее атмосфера состояла из N 2 , CO 2 и воды, а океан становился все более соленым. Вулканизм , дегазация и гидратация привели к образованию гидроксидов , гидратов , карбонатов и эвапоритов . На Земле, где этот этап совпадает с Гадейским эоном, общее количество широко распространенных минералов оценивается в 420, причем еще более 100 являются редкими. [6] Марс , вероятно, достиг этой стадии минеральной эволюции. [1]

Этап 4: Образование гранитоидов и пегматитов.

[ редактировать ]

При достаточном нагревании базальт переплавлялся с образованием гранитоидов — крупнозернистых пород, похожих на гранит. Циклы плавления концентрировали редкие элементы, такие как литий, бериллий , бор, ниобий , тантал и уран, до такой степени, что они могли образовать 500 новых минералов. Многие из них сосредоточены в исключительно крупнозернистых породах, называемых пегматитами , которые обычно встречаются в дайках и жилах вблизи более крупных магматических масс. Венера, возможно, достигла этого уровня эволюции. [12]

Этап 5: Тектоника плит

[ редактировать ]

С началом тектоники плит субдукция унесла кору и воду вниз, что привело к взаимодействию жидкости и породы и большей концентрации редких элементов. В частности, образовались сульфидные месторождения со 150 новыми минералами сульфосолей . Субдукция также перенесла более холодную породу в мантию и подвергла ее воздействию более высокого давления, что привело к образованию новых фаз, которые позже были подняты и обнажены в виде метаморфических минералов, таких как кианит и силлиманит . [12]

Биологически опосредованная минералогия

[ редактировать ]
Окаменелость строматолита в разрезе полосчатого железа возрастом 2,1 млрд лет
Кюрит — свинца и урана. минерал, содержащий оксид

В результате неорганических процессов, описанных в предыдущем разделе, образовалось около 1500 видов минералов. Остальные более двух третей полезных ископаемых Земли являются результатом преобразования Земли живыми организмами. [12] Наибольший вклад внесло огромное увеличение содержания кислорода в атмосфере, начиная с Великого события оксигенации. [17] Живые организмы также начали производить скелеты и другие формы биоминерализации . [18] Такие минералы, как кальцит, оксиды металлов и многие глинистые минералы, можно считать биосигнатурами . [19] наряду с такими драгоценными камнями, как бирюза , азурит и малахит . [15] : 177 

Этап 6: Биология в бескислородном мире

[ редактировать ]

Примерно до 2,45 млрд лет назад в атмосфере было очень мало кислорода. Жизнь могла сыграть роль в осаждении массивных карбонатных слоев вблизи окраин континентов и в отложении полосчатых железных образований. [1] но однозначных доказательств влияния жизни на минералы нет. [16]

Этап 7: Великое событие оксигенации

[ редактировать ]

Начиная примерно с 2,45 млрд лет назад и продолжаясь примерно до 2,0 или 1,9 млрд лет назад, произошло резкое повышение содержания кислорода в нижних слоях атмосферы, на континентах и ​​океанах, получившее название «Великое событие окисления» или «Великое событие окисления» (GOE). До GOE элементы, которые могут находиться в нескольких степенях окисления, были ограничены самым низким состоянием, и это ограничивало разнообразие минералов, которые они могли образовывать. минералы сидерит (FeCO 3 ), уранинит (UO 2 ) и пирит (FeS 2 В более древних отложениях обычно встречаются ). Они быстро окисляются при воздействии атмосферы с кислородом, однако этого не происходит даже после интенсивного выветривания и транспортировки. [20]

Когда концентрация молекул кислорода в атмосфере достигла 1% от современного уровня, химические реакции при выветривании стали во многом такими же, как сегодня. Сидерит и пирит были заменены оксидами железа магнетитом и гематитом ; растворенный Fe 2+ ионы, вынесенные в море, теперь отлагались в виде обширных полосчатых железных образований. Однако это не привело к появлению новых минералов железа, а лишь к изменению их содержания. Напротив, окисление уранинита привело к появлению более 200 новых видов ураниловых минералов, таких как соддиит и виксит , а также минеральных комплексов, таких как гуммит . [20]

Другие элементы, имеющие несколько степеней окисления, включают медь (которая встречается в 321 оксидах и силикатах), бор, ванадий , магний , селен , теллур , мышьяк , сурьму , висмут , серебро и ртуть . [20] Всего образовалось около 2500 новых минералов. [12]

Этап 8: Промежуточный океан

[ редактировать ]

Следующий примерно миллиард лет (1,85–0,85 млрд лет) часто называют « скучным миллиардом », потому что, казалось, мало что произошло. Более окисленный слой океанской воды у поверхности медленно углублялся за счет бескислородных глубин, но, похоже, не произошло каких-либо резких изменений в климате, биологии или минералогии. Однако отчасти такое мнение может быть связано с плохой сохранностью камней того периода времени. В горных породах того времени обнаружены многие из самых ценных в мире запасов свинца, цинка и серебра, а также богатые источники минералов бериллия, бора и урана. [15] : 181  В этот период также произошло формирование суперконтинента Колумбия , его распад и образование Родинии . [15] : 195  В некоторых количественных исследованиях минералов бериллия, бора и ртути во время Великого окисления не обнаружено новых минералов, но есть импульс инноваций во время сборки Колумбии. Причины этого не ясны, хотя, возможно, это было как-то связано с выделением минерализующих жидкостей при горообразовании . [15] : 202–204 

Этап 9: Земля-снежок

[ редактировать ]

Между 1,0 и 0,542 млрд лет назад Земля пережила по крайней мере два события « Земля-снежок », во время которых большая часть (возможно, вся) поверхность была покрыта льдом (что делало его доминирующим поверхностным минералом). Со льдом ассоциировались шапочные карбонаты , толстые слои известняка или доломита с веерами арагонита. [21] Глинистые минералы также добывались в изобилии, и вулканам удавалось пробивать лед и пополнять запасы минералов. [12]

Этап 10: Фанерозойская эра и биоминерализация.

[ редактировать ]
позднего кембрия трилобита Окаменелость

Последний этап совпадает с фанерозойской эрой , в которую получила широкое распространение биоминерализация — создание минералов живыми организмами. [12] Хотя некоторые биоминералы можно найти и в более ранних записях, именно во время кембрийского взрыва развилось большинство известных скелетных форм. [18] и основные скелетные минералы (кальцит, арагонит, апатит и опал ). [1] Большинство из них представляют собой карбонаты, но некоторые представляют собой фосфаты или кальцит. Всего в живых организмах идентифицировано более 64 минеральных фаз, в том числе сульфиды, оксиды, гидроксиды и силикаты металлов; [18] в организме человека обнаружено более двух десятков. [1]

До фанерозоя земля представляла собой в основном бесплодные скалы, но растения начали заселять ее в силурийский период . Это привело к увеличению добычи глинистых минералов на порядок. В океанах планктон переносил карбонат кальция из мелководья в глубокий океан, препятствуя образованию покрышка карбонатов и делая будущие земные явления снежного кома менее вероятными. Микробы также стали участвовать в геохимических циклах большинства элементов, превратив их в биогеохимические циклы . Минералогические новинки включали органические минералы , которые были обнаружены в богатых углеродом остатках жизни, таких как уголь и черные сланцы . [1]

антропоцен

[ редактировать ]
Минерал абхурит образуется в результате коррозии оловянных изделий в морской воде и встречается возле затонувших кораблей. [22]

Строго говоря, чисто биогенные минералы не признаются Международной минералогической ассоциацией (IMA), если только они не связаны с геологическими процессами. Чисто биологические продукты, такие как раковины морских организмов, не принимаются. Также категорически исключены антропогенные соединения. [23] Однако люди оказали такое влияние на поверхность планеты, что геологи рассматривают возможность введения новой геологической эпохи , Антропоцена , чтобы отразить эти изменения. [24] [25]

В 2015 году Заласевич и соавторы предложили расширить определение минералов, включив в него человеческие минералы и что их производство представляет собой 11-ю стадию эволюции минералов. [17] [26] Впоследствии Хейзен и соавторы каталогизировали 208 минералов, которые официально признаны IMA, но являются преимущественно или исключительно результатом деятельности человека. Большинство из них образовалось в связи с горнодобывающей деятельностью . Кроме того, некоторые из них были созданы, когда металлические артефакты погружались под воду и взаимодействовали с морским дном. Некоторые из них, вероятно, сегодня не будут официально признаны, но им разрешено оставаться в каталоге; в их число входят два ( ниобокарбид и танталкарбид ), которые, возможно, были подделкой. [25] [27] [28] [29]

Хейзен и соавторы определили три способа, которыми люди оказали большое влияние на распределение и разнообразие минералов. Первый – через производство. Длинный список синтетических кристаллов имеет минеральные эквиваленты, включая синтетические драгоценные камни, керамику, кирпич, цемент и батарейки. [29] Многие другие не имеют минерального эквивалента; более 180 000 неорганических кристаллических соединений перечислены в базе данных неорганических кристаллических структур . [27] Для добычи полезных ископаемых или строительства инфраструктуры люди перераспределили горные породы, отложения и минералы в масштабах, сравнимых с масштабами оледенения, а ценные минералы были перераспределены и сопоставлены способами, которые не могли бы возникнуть в природе. [28]

Происхождение жизни

[ редактировать ]

Более двух третей минеральных видов обязаны своим существованием жизни. [12] но жизнь может также быть обязана своим существованием минералам. Возможно, они были необходимы в качестве шаблонов для объединения органических молекул; в качестве катализаторов химических реакций; и в виде метаболитов . [1] Две известные теории происхождения жизни связаны с глинами и сульфидами переходных металлов. [30] [31] Другая теория утверждает, что минералы-бораты кальция, такие как колеманит и борат , а также, возможно, молибдат , могли быть необходимы для первой рибонуклеиновой кислоты (РНК). образования [32] [33] Другие теории требуют менее распространенных минералов, таких как макинавит или грейгит . [1] Каталог минералов, образовавшихся во время Гадейского эона, включает глинистые минералы, а также сульфиды железа и никеля, включая макинавит и грейгит; но бораты и молибдаты были маловероятны. [6] [34] [35]

Минералы также могли быть необходимы для выживания на ранних этапах жизни. Например, кварц более прозрачен, чем другие минералы в песчаниках . До того, как жизнь разработала пигменты для защиты от вредных ультрафиолетовых лучей , тонкий слой кварца мог защищать ее, пропуская достаточно света для фотосинтеза. Фосфатные минералы также могли иметь важное значение для раннего периода жизни. Фосфор является одним из важнейших элементов в таких молекулах, как аденозинтрифосфат (АТФ), энергоноситель, присутствующий во всех живых клетках; РНК и ДНК ; и клеточные мембраны . Большая часть фосфора Земли находится в ядре и мантии. Наиболее вероятным механизмом сделать его доступным для жизни было бы создание фосфатов, таких как апатит, путем фракционирования с последующим выветриванием для высвобождения фосфора. Возможно, для этого потребовалась тектоника плит. [36] [37]

Дальнейшие исследования

[ редактировать ]
Киноварь (красная) на доломите

Со времени выхода оригинальной статьи об эволюции минералов было проведено несколько исследований минералов конкретных элементов, включая уран, торий , ртуть, углерод, бериллий и глинистые минералы. Они раскрывают информацию о различных процессах; например, уран и торий являются производителями тепла, а уран и углерод указывают на степень окисления. [14] Записи показывают эпизодические всплески новых минералов, например, во время « Скучного миллиарда» , а также длительные периоды, когда новые минералы не появлялись. Например, после скачка разнообразия во время сборки Колумбии, между 1,8 млрд лет и 600 миллионами лет назад не было новых минералов ртути. Этот удивительно длительный перерыв объясняется наличием богатого сульфидами океана, который привел к быстрому отложению минерала киновари . [15] : 204 

В большинстве работ по эволюции минералов рассматривается первое появление минералов, но можно также посмотреть на возрастное распределение данного минерала. Были датированы миллионы кристаллов циркона, и распределение по возрасту практически не зависит от того, где обнаружены кристаллы (например, магматические породы, осадочные или метаосадочные породы или современные речные пески). У них есть взлеты и падения, связанные с циклом суперконтинента, хотя неясно, связано ли это с изменениями субдукционной активности или с сохранением. [14]

Другие исследования изучали временные изменения свойств минералов, таких как соотношения изотопов, химический состав и относительное содержание минералов, хотя и не в рамках «эволюции минералов». [38]

История

[ редактировать ]

На протяжении большей части своей истории минералогия не имела исторического компонента. Он был связан с классификацией минералов в соответствии с их химическими и физическими свойствами (такими как химическая формула и кристаллическая структура) и определением условий стабильности минерала или группы минералов. [1] Однако были исключения, когда в публикациях рассматривалось распределение возраста минералов или руд. В 1960 году Рассел Гордон Гастил обнаружил циклы в распределении минеральных дат. [39] Чарльз Мейер, обнаружив, что руды некоторых элементов распределены в более широком временном интервале, чем другие, объяснил разницу влиянием тектоники и биомассы на химию поверхности, особенно свободного кислорода и углерода. [40] В 1979 г. А. Г. Жабин в русскоязычном журнале «Доклады Академии наук» представил концепцию стадий эволюции минералов , а в 1982 г. Н. П. Юшкин отметил усложнение минералов с течением времени у поверхности Земли. [41] [42] Затем, в 2008 году, Хейзен и его коллеги представили гораздо более широкое и детальное видение эволюции минералов. За этим последовала серия количественных исследований эволюции различных групп минералов. Это привело в 2015 году к концепции экологии минералов — изучению распределения минералов в пространстве и времени. [42] [43]

В апреле 2017 года Музей естественной истории в Вене открыл новую постоянную экспозицию, посвященную эволюции минералов. [44] [45]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Цифра 420 означает «фазы, которые могли сыграть значительную роль в гадейских геохимических процессах»; Также имеется более 100 редких минералов. [6]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в Хазен, РМ; Папино, Д.; Бликер, В.; Даунс, RT; Ферри, Дж. М.; Маккой, Ти Джей; Сверженский Д.А.; Ян, Х. (1 ноября 2008 г.). «Минеральная эволюция». Американский минералог . 93 (11–12): 1693–1720. Бибкод : 2008AmMin..93.1693H . дои : 10.2138/am.2008.2955 . S2CID   27460479 .
  2. ^ Хазен, РМ; Элдридж, Н. (22 февраля 2010 г.). «Темы и вариации в сложных системах». Элементы . 6 (1): 43–46. дои : 10.2113/gselements.6.1.43 . S2CID   3068623 .
  3. ^ Перейти обратно: а б с Розинг, Миник Т. (27 ноября 2008 г.). «Науки о Земле: Об эволюции минералов». Природа . 456 (7221): 456–458. Бибкод : 2008Natur.456..456R . дои : 10.1038/456456а . ПМИД   19037307 . S2CID   205042578 .
  4. ^ «Тест элементов большого взрыва WMAP» . Вселенная WMAP . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Проверено 22 августа 2018 г.
  5. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Маккой, Ти Джей (22 февраля 2010 г.). «Минералогическая эволюция метеоритов». Элементы . 6 (1): 19–23. дои : 10.2113/gselements.6.1.19 .
  6. ^ Перейти обратно: а б с д Хазен, РМ (25 ноября 2013 г.). «Палеоминералогия Гадейского эона: предварительный список видов». Американский научный журнал . 313 (9): 807–843. Бибкод : 2013AmJS..313..807H . дои : 10.2475/09.2013.01 . S2CID   128613210 .
  7. ^ Вей-Хаас, Майя. «Жизнь и камни могли эволюционировать на Земле одновременно» . Смитсоновский институт . Проверено 26 сентября 2017 г.
  8. ^ Перейти обратно: а б с Конди, Кент К. (2015). Земля как развивающаяся планетарная система . Академическая пресса. п. 360. ИСБН  978-0128037096 .
  9. ^ Хейзен, Роберт. «Минеральная эволюция» . Наука Карнеги . Проверено 12 августа 2018 г.
  10. ^ Джолион, Ральф (ноябрь 2012 г.). «Изменила ли жизнь геологию Земли?». Астрономия . 40 (11): 44–49.
  11. ^ Хейзен, Роберт (24 июня 2014 г.). «Как жизнь превратила Землю в космическое чудо» . Эон . Проверено 13 августа 2018 г.
  12. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Хазен, РМ; Ферри, Дж. М. (22 февраля 2010 г.). «Эволюция минералов: минералогия в четвертом измерении». Элементы . 6 (1): 9–12. дои : 10.2113/gselements.6.1.9 . S2CID   128904704 .
  13. ^ Перейти обратно: а б Пасеро, Марко; и др. (ноябрь 2018 г.). «Новый список минералов IMA – работа в стадии разработки» . Новый список минералов IMA . IMA – CNMNC (Комиссия по номенклатуре и классификации новых полезных ископаемых). Архивировано из оригинала 5 марта 2017 года . Проверено 6 февраля 2019 г.
  14. ^ Перейти обратно: а б с Брэдли, округ Колумбия (23 декабря 2014 г.). «Эволюция минералов и история Земли». Американский минералог . 100 (1): 4–5. Бибкод : 2015AmMin.100....4B . дои : 10.2138/am-2015-5101 . S2CID   140191182 .
  15. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Хейзен, Роберт М. (2013). История Земли: первые 4,5 миллиарда лет, от звездной пыли до живой планеты . Нью-Йорк: Книги Пингвина. ISBN  978-0143123644 .
  16. ^ Перейти обратно: а б Папино, Д. (22 февраля 2010 г.). «Минеральная среда на древней Земле». Элементы . 6 (1): 25–30. дои : 10.2113/gselements.6.1.25 . S2CID   128891543 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Гросс, Майкл (октябрь 2015 г.). «Как жизнь сформировала Землю» . Современная биология . 25 (19): 847–850 р. дои : 10.1016/j.cub.2015.09.011 . ПМИД   26726334 .
  18. ^ Перейти обратно: а б с Голубь, премьер-министр (22 февраля 2010 г.). «Рост скелетных биоминералов». Элементы . 6 (1): 37–42. дои : 10.2113/gselements.6.1.37 .
  19. ^ Йегер, Эшли (14 ноября 2008 г.). «Микробы управляли минеральной эволюцией Земли» . Природа . дои : 10.1038/news.2008.1226 . Проверено 23 августа 2018 г.
  20. ^ Перейти обратно: а б с Сверженский Д.А.; Ли, Н. (22 февраля 2010 г.). «Великое событие окисления и диверсификация полезных ископаемых». Элементы . 6 (1): 31–36. дои : 10.2113/gselements.6.1.31 .
  21. ^ Шилдс, Грэм А. (август 2005 г.). «Неопротерозойские шапочные карбонаты: критическая оценка существующих моделей и гипотезы мира плюмов» . Терра Нова . 17 (4): 299–310. Бибкод : 2005TeNov..17..299S . дои : 10.1111/j.1365-3121.2005.00638.x .
  22. ^ Мемет, Дж. Б. (2007). «Коррозия металлических предметов в морской воде: описательный анализ». В Диллманне, П.; Беранже, Г.; Пиккардо, П.; Маттиссен, Х. (ред.). Коррозия артефактов металлического наследия: исследование, сохранение и прогнозирование долгосрочного поведения . Эльзевир. стр. 152–169. дои : 10.1533/9781845693015.152 . ISBN  9781845693015 .
  23. ^ Никель, Эрнест Х. (1995). «Определение минерала» . Канадский минералог . 33 (3): 689–690.
  24. ^ Монастерский, Ричард (11 марта 2015 г.). «Антропоцен: век человечества» . Природа . 519 (7542): 144–147. Бибкод : 2015Natur.519..144M . дои : 10.1038/519144a . ПМИД   25762264 .
  25. ^ Перейти обратно: а б Хини, Пи Джей (2017). «Определение минералов в эпоху человека». Американский минералог . 102 (5): 925–926. Бибкод : 2017AmMin.102..925H . дои : 10.2138/am-2017-6045 . S2CID   125401258 .
  26. ^ Заласевич, Ян; Крыза, Рышард; Уильямс, Марк (2014). «Минеральная подпись антропоцена в его глубоком контексте». Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 395 (1): 109–117. Бибкод : 2014GSLSP.395..109Z . дои : 10.1144/SP395.2 . S2CID   128774924 .
  27. ^ Перейти обратно: а б Хейзен, Роберт М.; Грю, Эдвард С.; Орильери, Маркус Дж.; Даунс, Роберт Т. (1 марта 2017 г.). «К минералогии «эпохи антропоцена» ». Американский минералог . 102 (3): 595–611. Бибкод : 2017AmMin.102..595H . дои : 10.2138/am-2017-5875 . S2CID   111388809 .
  28. ^ Перейти обратно: а б Глубокая углеродная обсерватория. «Каталог 208 минералов, созданных человеком, подтверждает аргументы в пользу провозглашения «эпохи антропоцена» » . Проверено 24 августа 2018 г.
  29. ^ Перейти обратно: а б Холл, Шеннон. «Найдено: тысячи искусственных минералов – еще один аргумент в пользу антропоцена» . Научный американец . Проверено 24 августа 2018 г.
  30. ^ Докинз, Ричард (1996). Слепой часовщик (переиздание с новым введением). Нью-Йорк: WW Norton & Company . стр. 153–159 . ISBN  978-0-393-31570-7 . LCCN   96229669 . OCLC   35648431 .
  31. ^ Фрай, Айрис (2000). Возникновение жизни на Земле: исторический и научный обзор . Издательство Университета Рутгерса. стр. 162–172. ISBN  978-0813527406 .
  32. ^ Уорд, Питер; Киршвинк, Джо (07 апреля 2015 г.). Новая история жизни: радикально новые открытия о происхождении и эволюции жизни на Земле . Издательство Блумсбери. стр. 55–57. ISBN  978-1608199082 .
  33. ^ Браун, Уильям Ф. (2016). Перспективы: эволюция космоса, жизни, человека, культуры и религии и взгляд в будущее . ФризенПресс. п. 33. ISBN  978-1460270301 .
  34. ^ Институт Карнеги. «Древние минералы: Что породило жизнь?» . ScienceDaily . Проверено 28 августа 2018 г.
  35. ^ Грю, Эдвард С.; Бада, Джеффри Л.; Хейзен, Роберт М. (8 января 2011 г.). «Боратные минералы и происхождение мира РНК». Происхождение жизни и эволюция биосфер . 41 (4): 307–316. Бибкод : 2011OLEB...41..307G . дои : 10.1007/s11084-010-9233-y . ПМИД   21221809 . S2CID   17307145 .
  36. ^ Парнелл, Дж. (апрель 2004 г.). «Тектоника плит, поверхностная минералогия и ранняя эволюция жизни». Международный журнал астробиологии . 3 (2): 131–137. Бибкод : 2004IJAsB...3..131P . дои : 10.1017/S1473550404002101 . S2CID   122717120 .
  37. ^ Шульце-Макух, Дирк. «Фосфор: без него невозможна жизнь, по крайней мере на Земле» . Журнал «Авиация и космос» . Проверено 28 августа 2018 г.
  38. ^ Хазен, РМ; Беккер, А.; Биш, Д.Л.; Бликер, В.; Даунс, RT; Фаркуар, Дж.; Ферри, Дж. М.; Грю, ЕС; Нолл, АХ; Папино, Д.; Ральф, JP; Сверженский Д.А.; Вэлли, JW (24 июня 2011 г.). «Потребности и возможности в исследованиях эволюции минералов» . Американский минералог . 96 (7): 953–963. Бибкод : 2011AmMin..96..953H . дои : 10.2138/am.2011.3725 . S2CID   21530264 .
  39. ^ Гастиль, Р.Г. (1 января 1960 г.). «Распределение минеральных дат во времени и пространстве». Американский научный журнал . 258 (1): 1–35. Бибкод : 1960AmJS..258....1G . дои : 10.2475/ajs.258.1.1 .
  40. ^ Мейер, К. (22 марта 1985 г.). «Рудные металлы в геологической истории». Наука . 227 (4693): 1421–1428. Бибкод : 1985Sci...227.1421M . дои : 10.1126/science.227.4693.1421 . ПМИД   17777763 . S2CID   6487666 .
  41. ^ Грю, ЕС; Хазен, РМ (15 мая 2014 г.). «Эволюция минерала бериллия». Американский минералог . 99 (5–6): 999–1021. Бибкод : 2014AmMin..99..999G . дои : 10.2138/am.2014.4675 . S2CID   131235241 .
  42. ^ Перейти обратно: а б Кривовичев Сергей Владимирович; Кривовичев Владимир Георгиевич; Хейзен, Роберт М. (2017). «Структурная и химическая сложность минералов: корреляции и эволюция во времени». Европейский журнал минералогии . 30 (2): 231–236. дои : 10.1127/ejm/2018/0030-2694 . S2CID   73692485 .
  43. ^ Квок, Роберта (11 августа 2015 г.). «Случайна ли эволюция минералов?» . Журнал Кванта . Проверено 11 августа 2018 г.
  44. ^ «В Вене открывается новая выставка, демонстрирующая эволюцию минералов на Земле» (пресс-релиз). Глубокая углеродная обсерватория. 13 апреля 2017 года. Архивировано из оригинала 13 октября 2018 года . Проверено 5 октября 2018 г.
  45. ^ Станцль, Ева (4 апреля 2017 г.). «Эволюция камней» (на немецком языке). Венская газета . Проверено 5 октября 2018 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mineral_evolution&oldid=1223763748"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 174730c0c60d3102905bfe6405d56db4__1715654820
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/17/b4/174730c0c60d3102905bfe6405d56db4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Mineral evolution - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)