Mineraloger identificerer en gruppe af mineraler, der skylder deres eksistens til menneskelig aktivitet

Ingen anden art i Jordens historie har efterladt et mærke på planeten så dybtgående og varigt som Homo sapiens. Så meget, at videnskabsmænd i stigende grad argumenterer for at udpege en ny geologisk tidsperiode:Antropocæn. I et papir offentliggjort i denne måned i tidsskriftet American Mineralogist, to UA-forskere giver denne idé yderligere fortjeneste ved for første gang at identificere en gruppe på 208 mineralske arter, der opstod enten hovedsageligt eller udelukkende på grund af menneskelige aktiviteter.

Holdet, ledet af Robert Hazen fra Carnegie Institution for Science, rapporterer, at 208 mineraler, af de mere end 5, 200 mineraler officielt anerkendt af International Mineralogical Association, skylder deres eksistens til menneskelige aktiviteter i en eller anden form.

"I sedimentlagene efterladt fra vores tid, fremtidige mineraloger vil finde rigelige byggematerialer såsom mursten, slaggblokke og cement; metallegeringer såsom stål, titanium og aluminium; sammen med mange dødelige radioaktive biprodukter fra den nukleare tidsalder, " sagde Marcus Origlieri, en mineralog og en associeret, der arbejder med UA geovidenskabsprofessor Robert Downs og er en af ​​papirets medforfattere. "De kan også undre sig over nogle af de smukke fremstillede ædelstene som cubic zirconia, moissanite, syntetiske rubiner og mange andre."

De fleste af de menneskemedierede, antropiske mineraler blev skabt ved minedrift - i malmdepoter, gennem forvitring af slagger, dannet i tunnelvægge, minevand eller tømmer, eller gennem mine brande. Seks blev fundet på smelteværkernes vægge; tre dannet i et geotermisk rørsystem. Et mineral, calclacit, opstod i et gammelt museums opbevaringsskab. Tre blev opdaget i korroderede blyartefakter ombord på et tunesisk skibsvrag, to på bronzeartefakter i Egypten og to på tinartefakter i Canada. Fire blev opdaget på forhistoriske offerbrændingssteder i de østrigske bjerge.

"I betragtning af menneskehedens gennemgribende indflydelse på miljøet, der må være hundredvis af endnu ikke-genkendte 'mineraler' i gamle miner, smelteværker, forladte bygninger og andre steder, " sagde Downs. "I mellemtiden, nye suiter af forbindelser kan nu dannes i, for eksempel, fast affald deponerer gamle batterier, elektronik, hårde hvidevarer, og andre højteknologiske udsmid er udsat for vejrlig og ændringer."

Hvordan dannes mineraler og hvorfor?

Origlieri:Mineraler dannes, fordi jorden ikke kun er lavet af tør sten, men af ​​væsker, også. De ting kan transporteres, flyttet rundt og deponeret. Tænk på, hvordan sukker opløses i vand:Når du har drænet vandet ud, du har sukkerkrystaller. Mineraler dannes på nøjagtig denne måde. For eksempel, når lava stiger op under et kontinent og afkøles, mens den stadig er under jorden, det kan danne en granit. Eller det kan komme lige ud som en gas, som i Yellowstone National Park, hvor man kan se svovlkrystaller dannes på en sten.

Hvorfor er der så mange forskellige variationer af mineraler?

Origlieri:Det hele afhænger af miljøet, hvor mineralet dannes. Når to aflejringer dannes i forskellige dybder, ved forskellige temperaturer, du får forskellige mineraler. Du kan have de samme atomer arrangeret i en anden struktur og få to forskellige mineraler. Calcit og aragonit, for eksempel, er begge lavet af forskellige dyregrupper, der bruger forskellige biologiske veje til at lave deres skaller. Malmforekomster, som kobber, er ikke ens overalt i verden. Nogle steder har kobber i form af metal kobber. I andre, hvor der er iltmangel, kobberet er dannet i sulfitter. Andre steder, kobberet oxideres, resulterer i kobbercarbonat. Metoden til minedrift ændrer sig afhængigt af, hvordan kobberet opstår i klippen.

I dit papir, du argumenterer for en ny geologisk æra baseret på mineraler, der skylder mennesket deres eksistens. Hvad er tanken bag det?

Origlieri:I betragtning af at mennesker har haft så stor en indvirkning på jorden og miljøet, videnskabsmænd diskuterer, hvornår vi skal afskære den helt naturlige og geologiske æra, der tilsyneladende er slut, og starte en ny æra, en, der erkender, at mennesket har ændret Jorden. Vi hævder, at en måde at indikere denne æra på er arten i mineralriget. Andre mennesker har talt om nukleare isotoper, vi har dannet; andre har talt om lag af plastik, som vi har lavet. Vi citerede alt det i vores avis. Vores liste over menneskeskabte mineraler er blot endnu en markør, der indikerer, at mennesker har ændret den geologiske stratigrafi, de sedimenter, der findes. Lad os sige, at en fremtidig geolog finder dem i en prøve. Disse mineraler ville indikere noget, der er blevet forstyrret eller ændret af mennesket. Dengang vi skrev avisen, vi rapporterer 208 sådanne mineraler. Det er 4 procent af alle kendte mineraler. Tænk over det. Det er en masse "Jorden skabt af mennesker."

Hvad er historien bag sådanne menneskeskabte mineraler?

Origlieri:En del af definitionen af ​​et mineral er, at det dannes uden menneskets handling. Derfor er plastik ikke mineraler. Mineraler kan dannes gennem biologiske processer. For eksempel, visse mineraler findes i tørrede saguaro kaktus, eller flagermus guano, eller i emaljen i tænderne. De mineraler, som vi taler om i vores papir, har både helt naturlige, geologiske aspekter af deres dannelse såvel som menneskelige aspekter. Når du graver en mine, for eksempel, du udsætter mineraler, der er mindre stabile, for ilt i luften. Så du skaber miljøet for en kemisk reaktion, men ikke bevidst og ikke på nogen form for kontrolleret måde. I det antikke Grækenland og Rom, for eksempel, folk ville dumpe mineaffald i havet, hvor det ville reagere med havvandet og skabe nye mineraler i processen. Vi kalder de slaggemineraler. Disse særlige mineraler ville ikke være blevet dannet, hvis mennesket ikke havde smidt tingene i havet, men da havet allerede var der, menneskelig aktivitet ændrede bare tingene ved at transportere materialet. En del af det er processen naturlig, og en del af det er det ikke.

Hvordan klassificeres mineraler, og hvilken rolle spiller UA i den proces?

Origlieri:Kommissionen for nye mineraler og mineralnomenklatur gennemgår forslag til nye mineraler lavet af mineraloger, der studerer mineraler. Organisationen distribuerer derefter oplysningerne til sine stemmeberettigede medlemmer. De stemmer på to kriterier:Hvis mineralet synes gyldigt for dem, og hvis de kan lide navnet. Der er tilfælde, hvor et foreslået navn er afvist, for eksempel, fordi det lyder dårligt på et fremmedsprog, eller måske føler de, at det burde være opkaldt efter nogen, eller fordi det lyder for meget som et eksisterende eller forældet navn. UA er vært for den officielle mineralliste for International Mineralogical Association. Der er 5, 231 anerkendte mineralarter på dette tidspunkt. Hvert år, mere end 100 tilføjes til databasen. Bob Downs' bidrag var, at han udviklede en database fra den liste, der gjorde den tilgængelig for alle. Denne ressource har links til videnskabelige referencer, det viser første gang mineralnavnet blev offentliggjort, hvilke mineraler det er relateret til, og det inkluderer også spektrografiske data. Det inkorporerer virkelig en masse data, der er frit tilgængelige. Det hjælper virkelig videnskabsmænd, som måske ikke har alle bøger nogensinde udgivet, og så med databasen kan de identificere mineralerne ved hjælp af disse data.

Kan du fortælle os om et mineral, du har opdaget?

Origlieri:For nogle år siden, et eksemplar fundet i en sydafrikansk manganmine blev bragt til et mineraludstilling, der så anderledes ud end noget, jeg nogensinde havde set. Jeg analyserede det med en teknik kaldet Raman-spektroskopi, og det matchede ikke noget. Så lavede jeg nogle røntgendiffraktionstest, og det matchede ikke noget. Endelig, en kemisk analyse viste, at det lignede noget andet, men bare lidt anderledes. Det viste sig, at det var et mellemprodukt mellem to kendte mineraler. Jeg karakteriserede det og præsenterede det på International Mineralogical Association Meeting. Det kaldes Marshallsussmanite.

Hvad er de mest sandsynlige miljøer, hvor man ville finde et nyt mineral?

Origlieri:Mest sandsynligt på steder, hvor sjældne grundstoffer er koncentreret. Du vil bemærke, at vores papir viser en masse uranmineraler. Uran reagerer med ilt i luften og hvad der ellers er omkring. Hvis der er vand og kulstof omkring, det danner et karbonat. Hvis der er svovl omkring, det danner et sulfat. Alt andet i klippen får et andet mineral til at dannes. Uranmineraler er meget forskellige.

Kan det tænkes, at der dannes nye mineraler i dybet af en eller anden losseplads, som kan være nyttige til noget?

Origlieri:Nogle kan have interessante egenskaber, og kan give idéer til materialeforskere til at skabe nye forbindelser. Måske er der nogle naturligt dannede mineraler, der ikke er fundet endnu, eller nogle lavet i et laboratorium, hvor arrangementet af atomer er lidt anderledes, som har en ønskelig egenskab og kunne tjene som skabelon for et nyt materiale. Men helt ærligt, en lille mængde af et eksotisk mineral vil ikke finde for meget brug. Jeg mener, generelt, denne slags mineraler findes ikke i store mængder, og de fleste mineraler er ikke ligefrem rene. Til industrielle anvendelser, normalt vil du kontrollere kemien i dit materiale.