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地球的故事是一场不断的,有时是暴力的变化的戏剧

火山,地震,碰撞的构造板块和巨大的小行星撞击都将它们的变形强加于地球的外层然而,在现代地质学中最大的惊喜之一,它现在看来,地球近地表环境变化的最重要因素是生命

证据无处不在,几乎锁定在每一块岩石和矿物中,但隐藏在平原中我的背景是矿物学,一个长期以来一直被教导的领域从地球的宏大故事中奇怪地离婚这是一种无法解释的偏见,因为矿物质形成了坚实的地球我们所知道的地球遥远的过去最终来自锁定在矿物中的证据然而大多数矿物学家很少谈论他们的样本的年龄或演变相反,两个多世纪以来,矿物学研究一直关注其静态物理和化学性质

这种思维方式反映了最小化eralogy起源于采矿和化学,可能是由潜意识认为物理学和化学领域更加严谨,因此比地质学家的创造性故事讲述更“科学”因此,很少有矿物学家考虑过地球上令人惊讶的变化

随着时间的推移,近地表矿物学的传统观点随着人们越来越多地认为岩石和矿物质在生命起源中发挥核心作用而变化

生命起源化学的一些初步实验通过将水和简单的火山气体限制在玻璃容器中来模仿古代地球同时用混合物喷射电火花 - 在海洋上空的大气中模拟闪电这些实验产生了像氨基酸这样的基本生命分子,蛋白质的构建块,但导致第一个活细胞的复杂化学需要很多超过海洋,大气层和一些闪电我们的实验表明,结晶矿物质的表面可以通过选择和浓缩生物分子,保护这些分子免于降解,促进大量的生化反应来促进生命的起源

很容易得出结论,矿物质对于生命的起源至关重要在一个惊人的转变中,现在似乎生命是对于大多数矿物的起源至关重要2008年,我们的研究团队撰写了一篇名为“矿物进化”的不寻常论文 - 试图将矿物学重新定义为历史科学这种对地球矿物学历史的研究表明,我们这个星球的矿物学已经通过阶段的顺序,每个阶段都看到了矿物的多样性和分布的变化地球从矿物学简单到复杂,从制造我们的太阳系的尘埃和气体中的十几种矿物,到今天超过4500种已知的矿物种类

从一个新的角度来看,在一个熟悉的领域会导致意想不到的结果我们问,例如, “宇宙中第一种矿物质是什么

”答案 - 钻石,形成于超过130亿年前的第一颗爆炸恒星的冷却富含碳的信封中 - 几乎与以前似乎没有人问过这个问题的事实一样令人惊讶

3000种不同的矿物质 - 大约每三种已知物种中的两种 - 是光合作用产生氧气的间接后果我们估计像金星这样的非生物,地球大小的世界被限制在大约1,500种不同的矿物和火星,太小而不能拥有足够的内部热量来修复它的地壳,可能有不超过500种不同的矿物质当你参观一个矿物博物馆并看到一排又一排的铜,铀和镍的多彩矿物时,你会看到一个活生生的星球的后果国际媒体很快就发现生命和矿物共同进化了一位双曲线评论家称我们的论文为“两个世纪以来矿物学的第一次范式转变”,将定量的肉体放在骨头上矿物进化假说我们需要检查单个矿物组这就是为什么我们联系缅因大学地球科学研究教授埃德格鲁和世界上稀有元素铍和硼元素矿物的专家偶尔集中在大而美丽的水晶中,Ed知道所有108种官方批准的铍矿物质,如老朋友 每个人都有一个角色;每个人都扮演地质角色所以我们问他们什么时候第一次出现,什么过程导致他们的多样化,并且有任何铍矿物质变得“灭绝”

从来没有人试图回答这些问题

当每个物种第一次出现或消失时,这是一项艰巨的任务经过一年的努力,Ed Grew制作了一个标志性的图表,显示了随着时间的推移累积的铍矿物数量

第一个绿柱石出现的时间很长 - 差不多150亿年元素铍在地壳中的含量仅为百万分之二,因此热流体需要时间来选择并将痕量铍浓缩成能够形成流体的铍

沉淀的绿柱石晶体再过十亿年,只出现了大约20种不同的铍矿物质

新矿物的最大脉冲必须等待大气层与氧气结合 - 光合生命的结果Ed Grew随后对其进行了更为令人印象深刻的调查

263种已知的硼矿物质,他再次观察到氧气上升后物种数量增加一倍意义明显看似毫无生气的sc岩石和矿物的生命与生物学有着千丝万缕的联系生命是最强大的地质变化之一我们无法理解地球的历史,也无法预测它的未来,如果没有对地圈和生物圈共同进化的敏锐感觉,罗伯特·哈森就是华盛顿卡内基研究所地球物理实验室资深科学家,乔治梅森大学地球科学罗宾逊教授本文改编自他的最新着作“地球的故事”(Viking,2012)

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