Historien om Jorden og spørgsmålet, som ingen videnskabsmand nogensinde har stillet

Planetens udvikling og 'mikrobielle afføring' var blot nogle af de vidtspændende emner, som den amerikanske mineralog Dr. Robert Hazen dækkede ved UNSW Center for Ideas-arrangementet i går aftes.

Da den anerkendte amerikanske mineralog Robert Hazen var en ung dreng, han samlede og organiserede altid ting som frimærker eller mønter. Men så begyndte han at indsamle fossiler og mineraler, og han indså, at de fortalte en historie.

"Den sten kom fra et sted, den blev født på et tidspunkt, det udviklede sig på visse måder … jeg blev fascineret af de historier, "Senior Staff Scientist ved Carnegie Institution's Geophysical Laboratory, og Clarence Robinson professor i geovidenskab ved George Mason University, sagde under en UNSW Sydney Center for Ideas begivenhed i går aftes.

Dr. Hazen blev interviewet af Martin Van Kranendonk, der er professor i geologi og astrobiologi ved UNSW Sydney, og er direktør for Australian Center for Astrobiology.

Prof. Van Kranendonk har også brugt en stor del af sit liv på at kortlægge klipper:specifikt de gamle klipper i Australien, Sydafrika, og Grønland, og har delt denne viden med geovidenskabsmænd fra hele verden på sin berømte "Grand Tour"-eksamenstur på tværs af det vestlige Australien, hvor han første gang mødte Robert Hazen i 2014.

Dr. Hazen fortalte prof. Van Kranendonk, hvordan hans barndoms stensamlinger vakte hans interesse for en karriere inden for geologi og hans forskningsrejse, der førte til en af ​​de store historier inden for jordvidenskab, ideen om mineraludvikling. Ideen blev udløst af et spørgsmål ved en julefest i 2006.

"Vi tror, ​​at liv opstod i denne periode af jordens tidlige historie kaldet Hadean, " han sagde.

"Og mange mennesker postulerer, at lermineraler spillede en vigtig rolle. Og (en professorven) sagde, 'hvis lermineraler ikke fandtes i Hadean, så kan de hypoteser ikke være rigtige."

"Jeg havde aldrig hørt nogen stille det spørgsmål ... Ingen har nogensinde spurgt, "hvad var det første mineral i kosmos?"

Mineraludvikling

I 2008 han og syv medforfattere skrev et tidsskrift, som kom op med ideen om, at jorden har gennemgået 10 stadier af mineraludvikling.

"På hvert trin, en ny proces eller begivenhed eller karakteristik kom i spil, der ændrede eller ændrede den nære overflade, mangfoldighed og fordeling af mineraler, " sagde Dr. Hazen.

"Den største punchline i det papir var, at mere end halvdelen af ​​alle mineraler på Jorden er en konsekvens af levende systemer, " han sagde.

"Livet ændrer Jordens miljø; hvert aspekt af geologi og hydrologi og mineralogi er påvirket på måder, som vi virkelig ikke havde formuleret før."

Dr. Hazen beskrev, hvordan Jordens farver ændrede sig fra dens begyndelse for fire og en halv milliard år siden, da det var en sort planet "dækket med sort basalt, denne tunge, tæt klippe med revner af lyserød glødelampe, da lava strømmede ud af forskellige sprækker og vulkaner" til landet, der til sidst blev grønt med "udviklingen af ​​grønne planter."

"Disse farveændringer er emblematiske for, hvor fantastisk udviklingen af ​​vores planet har været, hvordan det er gået igennem mange stadier, hver en konsekvens af det, der kom før, hver af dem fører til det næste, " han sagde.

Bedt om at forklare, hvordan en kulstofholdig sten blev til på toppen af ​​Mount Everest, han sagde, at kontinentale masser og plader, der bevæger sig over hundrede millioner år, kunne være ansvarlige.

"Det du ser er en kalksten dannet som en del af et koralrev, meget som Great Barrier Reef … nogle gange når to kontinentalplader kolliderer, de fører med sig kystzoner med koralrev. Du begynder at få bjerge til at danne sig og derefter krølle sammen, de begynder at hæve og skubbe sammen."

Klima forandring

Han diskuterede også en af ​​verdens største usikkerheder:klimaændringer.

"Hvad mennesker producerer nu ved at brænde og producere (kuldioxid) er 10, 20, 50 gange mere end de mest aktive vulkaner, der har været i gang, " han sagde.

"Så vi tipper pludselig hele denne proces, som var gradvis, statelige, godt kontrolleret, og vi skæver det ved at brænde alt dette begravede kulstof, der var låst i klipperne, den blev sekvestreret. Det skulle ingen steder hen. Men når vi brænder kul, når vi brænder olie, når vi brænder naturgas, kulstof, der er blevet låst i undergrunden, bliver pludselig bragt tilbage og sat ind i atmosfæren meget hurtigt... De millioner af år, det tog at lave kullet, der er begravet under jorden, bliver vendt i løbet af årtier."

Dr. Hazen var administrerende direktør for Deep Carbon Observatory, et projekt oprettet for at forstå de kemiske og biologiske roller af kulstof i Jorden, fra 2009 til 2019.

"Deep Carbon Observatory var virkelig et stort videnskabeligt program, der var designet til at forstå de skjulte 90% af kulstof i jorden, " han sagde.

"Mange mennesker har af forståelige grunde studeret kulstof i havene, kulstof i atmosfæren, kulstof i den lave skorpe, hvor vi udvindede det til kul og naturgas.

"Men der er en skjult kulstofkredsløb, der går meget dybere ... kulstof, der kan være til stede i jordens kerne, kulstof, der kan være til stede i forskellige slags mineraler meget langt nede i det, der kaldes den nedre kappe. Og vi anede ikke. There was almost no one who had been studying this because it wasn't the main topic."

The project was important to gauge how humans were impacting Earth.

"You really have to know for sure how much carbon is coming out of volcanoes, how much carbon is being sequestered by weathering on Earth's surface, how much carbon is going down in subduction zones, is the amount of carbon going down equal to the amount of carbon coming out, it could be more could be less, we didn't know, " han sagde.

The baseline, han sagde, was that humans "are just completely overwhelming every other aspect of the carbon cycle, that what we're doing in the last century and a half, is just unprecedented in earth history … this is just scientific evidence that there is something fundamentally different about what we're doing."

"Microbial poop"

Prof. Van Kranendonk asked him about the mineral Hazenite, named after Dr. Hazen and only found in Mono Lake, Californien.

"It's a hyper saline lake, it's got a very high concentration of phosphorous and some other elements, so high in fact that when microbes live in this lake they can't survive unless they adjust their internal chemistry, " Dr. Hazen said.

"One of the ways they do that is they excrete crystals, a crystal of an alkaline phosphate which is Hazenite. So Hazenite is essentially microbial poop."

Dr. Hazen said he could have been a professional trumpet player.

"What I realized very quickly was … you can be a very good musician on the side while doing science. But you can't be a very good scientist on the side while doing music."

He described some of his great science teachers, and also lamented the decline of students' interest in science in high school.

Some science teachers don't appreciate that the career is about asking questions, "it's not about memorizing answers, " han sagde.

"You need to have mentors … who take students in hand and say 'you've got great questions, let's see if we can figure out an answer."

"The most exciting thing in science is "I've got a question' … if you can come up with a question that no one has ever thought to ask before, you will be a great scientist."

Dr. Hazen has continued collecting, amassing over 2000 trilobites, or fossil arthropods (marine animals).

The collection of almost 1000 different species from six continents has been donated to the Smithsonian Museum of Natural History.

He said one of his life's favorite moments was watching a young boy stare in awe at his collection in the museum.

"That was me when I was a seven or eight year old, going to the museum, looking at the specimens, " han sagde.

"What better way to pass it forward than to give something that might inspire another young person to become a scientist."