如果每种矿物都讲述一个故事,那么地质学家现在就有了相当于《一千零一夜》的作品。

科学家们第一次对每种已知矿物的形成方式进行了分类,并将所有这些信息存储在一起。这一系列矿物起源故事暗示地球可能比以前认为的更早孕育生命,量化了水作为地质学中最具变革性的成分的重要性,并可能改变研究人员在其他行星上寻找生命迹象和水的方式。

“这将是一场爆炸,”华盛顿特区卡内基科学研究所的矿物学家和天体生物学家 Robert Hazen 说,“现在你可以提出一千个我们以前无法回答的问题。”

100 多年来,科学家一直根据矿物的结构和化学成分来定义矿物。但这可能会造成定义的不完整。例如,尽管所有钻石都是一种结晶碳,但三颗不同的钻石可能会讲述三个不同的故事。其中一颗可能是 50 亿年前在遥远的恒星中形成的,另一颗可能是在陨石撞击中诞生的,而第三颗可能是在地壳深处烘烤而成

因此,Hazen 和他的同事开始研究其他定义矿物分类方法。他和他的团队在 7 月 1 日发表在American Mineralogist的两项研究中报告说,这个新角度通过将矿物视为从生命、地球和太阳系的历史演变而来的事物来定义矿物 。研究人员定义了“矿物王国”形成的 57 种主要方式,包括从恒星之间的空间凝结到蝙蝠粪便中的形成。

目录中的信息并不罕见,但它以前分散在数千篇科学论文中。Hazen 说,他们工作是对5,600多种已知类型的矿物进行整理和汇总。这使得目录成为那些想要使用矿物了解过去的人的一站式商店。

该汇编还使团队能够退后一步,从更广泛的角度思考矿物演化。其中一项新研究表明,超过一半的已知矿物种类的形成方式本应在初生的地球上形成。这意味着:在科学家们认为是地球生命起源的潜在坩埚的所有地质环境中,大多数可能早在 43 亿年前就已经存在(SN:2020 年 9 月 24 日)。因此,生命可能几乎在地球形成的时候就形成了,或者至少比科学家们想象的有更多的时间出现。有生命痕迹的岩石可以追溯到34 亿年前。

威斯康星大学麦迪逊分校的古生物学家扎卡里·亚当(Zachary Adam)说:“这将是一个非常非常深刻的暗示——生命的潜力在行星诞生之初就已经存在。”

不过,法国奥尔良分子生物物理中心的地球生物学家弗朗西斯·韦斯特尔(Frances Westall)说,生命条件成熟的确切时间是基于“不确定”的模型。她认为科学家需要更多的数据才能确定,但她对Hazen及其同事进行的研究给予了肯定。

结果还表明,水对于制造地球上的大部分矿物质是多么重要。研究小组报告说,大约80%的已知矿物类型需要 H 2 O(水分子) 才能形成。

光合作用细菌有助于产生这种蓝铜矿所需的富氧条件,而蛋白石化菊石是由矿物蛋白石填充而产生。

一方面,这意味着如果研究人员在火星这样的星球上看到水,他们可以猜测它有丰富的矿物生态系统。科学家可以确定红色星球上的矿物,然后使用新的目录向后工作,并找出它过去的环境是什么样的。例如,一组矿物质可能只有在有水甚至生命存在的情况下才能解释。

现在,科学家们一次只对几种矿物进行这种侦探工作。但如果研究人员想充分利用在其他行星上收集的样本,就需要更全面的东西,比如新研究的框架。