研究发现生命帮助制造了地球上几乎一半的矿物

2022年07月05日 21:12 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

一个基于起源的矿物分类系统揭示了生命在地球上留下的巨大地球化学印记。它也可以帮助我们识别其他有生命的世界。

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地球地质对生命的影响不难看出,生物体适应了沙漠、山脉、森林和海洋等不同的环境。然而,生命对地质学的全面影响可能很容易被忽略。对我们星球的矿物进行的一项全面的新调查现在纠正了这一遗漏。


在其发现中,有证据表明所有矿物的多样性中有一半是生物及其副产品的直接或间接结果。这一发现可以为科学家们拼凑地球复杂的地质历史提供有价值的见解,也可以为那些寻找这个世界以外的生命证据的人提供。

在今天发表在《美国矿物学家》上的两篇论文中,研究人员Robert Hazen、Shaunna Morrison和他们的合作者概述了一个新的矿物分类系统,该系统重视矿物的精确形成,而不仅仅是它们的外观。这样一来,他们的系统承认了地球的地质发展和生命的进化是如何相互影响的。


他们的新分类法,基于对数千篇科学论文的算法分析,确认了超过10,500种不同类型的矿物。这几乎是国际矿物学协会经典分类法中大约5800个矿物种类的两倍,后者严格关注矿物的晶体结构和化学构成。他们发现许多矿物种类被证明是由多个不同的过程产生的。

以黄铁矿晶体为例。黄铁矿以21种基本不同的方式形成。一些黄铁矿晶体是在地下深处富含氯化物的铁矿床经过数百万年的加热而形成的。其他的形成于寒冷的海洋沉积物中,是细菌分解海底有机物的副产品。还有一些与火山活动、地下水渗漏或煤矿有关。其中,三种不同的黄铁矿,在温度和水化的大相径庭的条件下,在有和没有微生物的帮助下,可以以21种不同的方式形成。


出于这个原因,新论文按"种类"对矿物进行分类,Hazen和Morrison将这个术语定义为矿物种类与其起源机制的组合,利用机器学习分析,他们从数以千计的科学论文中搜寻数据,确定了10556种不同的矿物种类。研究人员还确定了57个单独或组合产生所有已知矿物的过程。这些过程包括各种类型的风化、化学沉淀、地幔内的变质转化、雷击、辐射、氧化、地球形成过程中的大规模撞击,甚至在地球形成之前星际空间的凝结。他们证实,地球上矿物多样性的最大单一因素是水,它通过各种化学和物理过程帮助产生了80%以上的矿物。

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