O nouă privire asupra „regnului mineral” ar putea transforma modul în care căutăm viața

Dacă fiecare mineral spune o poveste, atunci geologii au acum echivalentul lor de Nopțile Arabe.

Pentru prima dată, oamenii de știință au catalogat toate modurile diferite în care se poate forma fiecare mineral cunoscut și au pus toate aceste informații într-un singur loc. Această colecție de povești despre originea mineralelor sugerează că Pământul ar fi putut adăposti viață mai devreme decât se credea, cuantifică importanța apei ca fiind cel mai transformator ingredient în geologie și poate schimba modul în care cercetătorii caută semne de viață și apă pe alte planete.

„Aceasta va fi pur și simplu o explozie”, spune Robert Hazen, mineralogist și astrobiolog la Carnegie Institution for Science din Washington, D.C. „Acum puteți pune o mie de întrebări la care nu am fi putut răspunde înainte”.

Timp de peste 100 de ani, oamenii de știință au definit mineralele în termeni de „ce”, concentrându-se pe structura și compoziția lor chimică. Dar acest lucru poate crea o imagine incompletă. De exemplu, deși toate diamantele sunt un fel de carbon cristalin, trei diamante diferite ar putea spune trei povești diferite, spune Hazen. Unul s-ar fi putut forma acum 5 miliarde de ani într-o stea îndepărtată, altul s-ar fi putut naște în urma unui impact cu un meteorit, iar al treilea ar fi putut fi copt adânc sub scoarța terestră.

diamantul care s-a format în adâncul pământului
Diamantele au aceeași structură de carbon, dar se pot forma în moduri diferite. Această piatră prețioasă specială și-a avut originea în adâncul Pământului.Rob Lavinsky/ARKENSTONE

Așadar, Hazen și colegii săi și-au propus să definească o abordare diferită a clasificării mineralelor. Acest nou unghi se concentrează pe „cum”, gândindu-se la minerale ca la lucruri care evoluează din istoria vieții, a Pământului și a sistemului solar, el și echipa sa raportează 1 iulie într-o pereche de studii în American Mineralogist. Cercetătorii au definit 57 de moduri principale în care se formează „regnul mineral”, cu opțiuni care variază de la condensarea din spațiul dintre stele până la formarea în excrementele liliecilor.

Informațiile din catalog nu sunt noi, dar anterior erau împrăștiate în mii de lucrări științifice. „Îndrăzneala” muncii lor, spune Hazen, a fost să treacă prin ele și să le compileze laolaltă pentru cele peste 5.600 de tipuri de minerale cunoscute. Acest lucru face din catalog un ghișeu unic pentru cei care doresc să folosească mineralele pentru a înțelege trecutul.

Compilarea a permis, de asemenea, echipei să facă un pas înapoi și să se gândească la evoluția mineralelor dintr-o perspectivă mai largă. Modelele au ieșit imediat în evidență. Unul dintre noile studii arată că peste jumătate din toate tipurile de minerale cunoscute se formează în moduri care ar fi trebuit să fie posibile pe Pământul nou-născut. Implicația: Dintre toate mediile geologice pe care oamenii de știință le-au considerat drept creuzete potențiale pentru începutul vieții pe Pământ, majoritatea ar fi putut exista încă de acum 4,3 miliarde de ani (SN: 24.09.20). Prin urmare, este posibil ca viața să se fi format aproape la fel de repede ca și Pământul sau, cel puțin, să fi avut mai mult timp să apară decât au crezut oamenii de știință. Rocile cu urme de viață datează de acum numai 3,4 miliarde de ani (SN: 26/7/21).

„Aceasta ar fi o implicație foarte, foarte profundă – că potențialul de viață este copt chiar la începutul unei planete”, spune Zachary Adam, un paleobiolog de la Universitatea din Wisconsin-Madison care nu a fost implicat în noile studii.

Totuși, momentul exact în care au apărut condițiile propice pentru viață se bazează pe modele „dubioase”, spune Frances Westall, un geobiolog de la Centrul de Biofizică Moleculară din Orléans, Franța, care, de asemenea, nu a făcut parte din echipa lui Hazen. Ea crede că oamenii de știință au nevoie de mai multe date înainte de a fi siguri. Dar, spune ea, „principiul este fantastic”.

Noile rezultate arată, de asemenea, cât de esențială a fost apa pentru fabricarea majorității mineralelor de pe Pământ. Aproximativ 80 la sută din tipurile de minerale cunoscute au nevoie de H2O la formă, echipa raportează.

„Apa este pur și simplu incredibil de importantă”, spune Hazen, adăugând că estimarea este conservatoare. „Ar putea fi mai aproape de 90 la sută”.

imagini compozite a două minerale verzi: azuritul și amonitul opalizat
Unele minerale nu s-ar forma în anumite moduri fără influența vieții. Bacteriile fotosintetizante au ajutat la crearea condițiilor bogate în oxigen necesare pentru acest azurit (stânga), în timp ce amonitul opalizat (dreapta) a fost creat de mineralul opal care a umplut spațiul în care se afla o cochilie de amonit.Rob Lavinsky/ARKENSTONE

Luat într-un fel, acest lucru înseamnă că, dacă cercetătorii văd apă pe o planetă precum Marte, pot ghici că aceasta are un ecosistem mineral bogat (SN: 3/16/21 MARTIE). Dar răsturnarea acestei idei poate fi mai utilă: Oamenii de știință ar putea identifica ce minerale se află pe Planeta Roșie și apoi să folosească noul catalog pentru a lucra înapoi și a afla cum era mediul înconjurător în trecut. Un grup de minerale, de exemplu, ar putea fi explicabil doar dacă ar fi existat apă sau chiar viață.

În prezent, oamenii de știință fac acest tip de muncă de detectiv pe doar câteva minerale la un moment dat (SN: 5/11/20). Dar dacă cercetătorii doresc să valorifice la maximum probele colectate de pe alte planete, este nevoie de ceva mai cuprinzător, spune Adam, cum ar fi cadrul noului studiu.

Și acesta este doar începutul. „Valoarea acestui [catalog] este că este continuă și potențial multigenerațională”, spune Adam. „Ne putem întoarce la ea din nou și din nou și din nou pentru diferite tipuri de întrebări”.

„Cred că putem face mult mai mult”, este de acord Shaunna Morrison, mineralogist la Carnegie Institution și coautor al noilor studii. „Abia zgâriem suprafața”.