Унікальна робота показала, що вода взяла участь в утворенні більшої частини земних мінералів, тисячі з них з’явилися завдяки живим організмам, сотні – з виділень тварин, а планета могла стати придатною для життя вже в перші 250 мільйонів років.
Малахіт з’явився вже після того, як в атмосфері став накопичуватися кисень / ©ARKENSTONE, Rob Lavinsky
Американські вчені склали каталог, узагальнюючий механізми формування всіх відомих мінералів Землі. За 15 років кропіткої роботи вони узагальнили результати тисяч попередніх досліджень, зібравши інформацію по 5659 мінералів. Унікальний каталог дозволив розділити їх по шляхах походження на 57 груп і показав, що більшість з них утворилися в присутності води. Судячи з цих даних, вода – а можливо, і життя – могли з’явитися на Землі набагато раніше, ніж вважається. Унікальний каталог ще принесе нові відкриття, а поки про нього розповідає пара статей (1, 2), опублікованих в журналі American Mineralogist.
Мінерали майже завжди розглядають і класифікують, виходячи з їх складу і кристалічної структури. Однак робота, виконана Робертом Хейзеном (Robert Hazen) і Шонною Моррісон (Shaunna Morrison) з Інституту Карнегі, спирається на процеси, що призводять до їх утворення. Вчені показали, що близько 40 відсотків мінералів можуть з’являтися більш ніж одним способом (наприклад, абіогенними і біогенними), а дев’ять – більш ніж 15-ма різними. Рекордсменом тут можна назвати пірит (дисульфід заліза), який формується 26-ма різними шляхами, з різних комбінацій вихідних речовин, при абсолютно різних умовах і в різному оточенні, від повільних осадових відкладень до ударів метеоритів.
В цілому геологи визначили 10556 мінералів і механізмів їх формування. Переважна більшість – понад 80 відсотків – з них вимагають присутності води. Близько половини утворюються за допомогою живих організмів, а третина (1900 штук) виключно такими біогенними способами. 77 “біомінералів” можуть з’являтися при перетвореннях різних живих структур, таких як корали, раковини і кістки. А ще 72 формуються за участю гуано та інших виділень тварин. Нарешті, більше 600 мінералів з’явилися в результаті людської діяльності, включаючи 234, що утворюються при спалюванні вугілля.
Пірит – “Золото дурнів” – мінерал, який може з’являтися 26-ма різними способами, з водою і без неї, в присутності мікробів і без / ©ARKENSTONE, Rob Lavinsky
Особливу роль в мінеральному розмаїтті Землі грають рідкісноземельні елементи: хоча їх вміст в земній корі не перевищує п’яти частин, вони входять до складу приблизно 2400 мінералів. Цілі групи мінералів пов’язані зі значними подіями в геологічній історії Землі. Деякі з них з’явилися в ході «кисневої революції», коли на планеті став накопичуватися вільний кисень. Група з 350 мінералів сформувалася близько 4,45 мільярда років тому, коли на поверхні з’явилися великі водойми.
Крім того, вчені роблять висновок, що чимала частина (більше 3500) всього розмаїття мінералів з’явилася вже в перші 250 мільйонів років існування Землі. 296 з них навіть старше нашої планети, а 97 можуть потрапляти сюди з метеоритами, вік яких більше, ніж у самої Сонячної системи. Це показує, що геохімічні умови, які підходять для розвитку раннього життя, сформувалися на Землі вже незабаром після її появи на світ. “Робота принципово змінює наші погляди на мінерали планети”, – додає Роберт Хазен. – Наприклад, те, що більше 80 відсотків з них утворилися в присутності води, показує, наскільки важливу роль відіграє волога. Цей факт може пояснювати, чому Місяць, Меркурій і навіть Марс і близько не демонструють такого мінерального розмаїття».