واشنطن العاصمة - كل صخرة لها قصة. إن فهم كيفية تشكلها يمكن أن يخبر العلماء عن البيئة التي أحاطت بالصخرة عند ولادتها. ولكن عندما يصنف العلماء المعادن التي تتكون منها الصخور ، فإنهم يتركون تفاصيل كيفية تشكل تلك المعادن. عالم واحد يريد تغيير ذلك. يريد إعادة سيرهم الذاتية للمعادن. يقول إن معرفة هذا التاريخ يمكن أن يساعد العلماء على فهم المزيد عن كوكبنا - والعديد من الأشياء الأخرى.
المعادن هي مواد صلبة توجد في الطبيعة. عن قرب ، تشكل جزيئاتها أنماطًا بلورية منتظمة ثلاثية الأبعاد. الماس هو أحد الأمثلة. غالبًا ما يحدث الماس على شكل بلورات مكعبة. هذا يعني أن ذراتهم مكدسة في أشكال مكعبة متكررة. قد تنتهي الصخرة بأكملها (التي يمكن أن تكون مصنوعة من معدن واحد أو أكثر) بحواف حادة أيضًا. قد يكون مكعبًا ، أو قد يكون ثماني السطوح ، شكل له ثمانية وجوه مسطحة.
يقول أندرو كريستي ، إن الماس هو مثال جيد على كيف يمكن أن يكون للمعادن التي تحمل الاسم نفسه تواريخ مختلفة. إنه أمين علم التعدين في متحف كوينزلاند في بريسبان ، أستراليا. تشكلت الماسات الكبيرة الموجودة في المجوهرات على عمق يزيد عن 160 كيلومترًا (100 ميل) تحت سطح الأرض ، في الوشاح. أدت الحرارة والضغط هناك إلى سحق ذرات الكربون معًا إلى مكعبات. هذا خلق بلورات الماس. لقد تم دفع تلك التي نحفرها اليوم إلى السطح من خلال الانفجارات البركانية العنيفة.
لكن الماس يمكن أن يتشكل في مكان آخر في الكون أيضًا. الماس الصغير ، على سبيل المثال ، يتشكل في النيازك التي تصطدم بالأرض من الفضاء. يوضح كريستي أن بعض هذه النيازك تحتوي على ذرات كربون. عندما ينفجر نيزك عبر الغلاف الجوي للأرض ، يمكن أن يولد موجات صدمية من الحرارة والضغط. تشرح كريستي قائلة:"إن موجات الصدمة تلك التي تمر عبر ذلك الكربون [في النيزك] ستنتج ألماسات صغيرة جدًا".
كل من هذه الصخور من الماس. بناءً على هيكلها البلوري ، فإن علماء المعادن يصنفونها بنفس الطريقة. لكن روبرت هازن يقول إن العلماء يخسرون الكثير عندما يزيلون قصة ولادة معدن. يقول:"المعادن الطبيعية هي مستودعات للمعلومات". "إنها كبسولات زمنية بكميات هائلة من المعلومات التي لم نستكشفها بعد." هازن عالم معادن في المختبر الجيوفيزيائي التابع لمعهد كارنيجي في واشنطن العاصمة
يمكن أن تخبرنا معادن القصص
في الوقت الحالي ، لكل معدن "نوع". الماس هو أحد الأنواع ، على سبيل المثال. تتأكد مجموعة تسمى الرابطة الدولية للمعادن (IMA) من تطابق أسماء الأنواع المعدنية. لكن أنواع الصخور لا تخبرك بأي شيء عن كيفية تشكل المعادن فيها.
ربما يمكن أن يقول اسم المعدن أكثر من ذلك. يتم تنظيم الكائنات الحية في جنس وأنواع. النمر ، على سبيل المثال ، هو النمر دجلة . " النمر هو جنس و دجلة "هي الأنواع. الأنواع التي تنتمي إلى نفس الجنس ترتبط ارتباطًا وثيقًا. النمر دجلة هو نمر ، لكنه ليو النمر هو أسد. هازن يريد شيئا من هذا القبيل للمعادن.
في نظام هازن ، لا يزال للمعدن نوعه - الماس ، على سبيل المثال. ولكن سيكون لها أيضًا "نوع" - طريقة لوصف كيفية تشكل المعدن. لم يعد الماس مجرد ألماس. بدلاً من ذلك ، سيكون الماس المتشكل في نيزك بمثابة ماس تصادم. سيكون الماس الموجود في عباءة الأرض من النوع الأول أو النوع الثاني.
هذا لا يعني أن IMA ستختفي. يقول هازن:"أنا لا أحاول الإطاحة بالنظام". بدلاً من ذلك ، يريد إضافة "نوع" لكل معدن. هذا "النوع" سيكون بمثابة ملاحظة تحكي قصة من أين أتت الصخرة.
قد يبدو هذا وكأنه تغيير بسيط. لكن "إضافة حاشية التكوين إلى معدن يفتح عوالم جديدة من المعلومات ،" يوضح هازن. "سيسمح لنا بالنظر إلى المعادن القديمة وتحديد البيئة التي تشكلت فيها بدقة أكبر."
إذا وجد عالم الحديد مع وجود صدأ بداخله ، فإنه لم يعد مجرد حديد. الصدأ مهم أيضًا. يشير الصدأ إلى وجود أكسجين عند تشكل الحديد. لذلك كان لابد من وجود شيء مثل الميكروبات أو النباتات حول الهواء لملء الهواء بالأكسجين. تخبر هذه الأنواع من التفاصيل العلماء المزيد عن العالم الذي تشكل فيه المعدن. قدم هازن فكرته عن "أنواع" المعادن في اجتماع الخريف للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في 14 ديسمبر 2018.
يقول إدوارد غرو:"أعتقد أنها فكرة جيدة" أن تضيف هذه "الأنواع" إلى معدن. إنه عالم معادن في جامعة مين في أورونو. "ليس من الجيد التفكير في المعادن بمعزل عن غيرها - أن يكون لديك بلورة كوارتز جميلة على طاولتك ، ولا تفكر في كيفية تشكلها."
بالطبع ، تتشكل المعادن في العديد من الأماكن المختلفة على الأرض وفي الفضاء الخارجي. يأمل هازن أن يساعد سرد قصة حياة المعادن العلماء في معرفة المزيد عن كوكبنا - والكواكب الأخرى أيضًا. "لماذا الأرض مميزة؟ هل هي مميزة؟ " سأل. "ما هو الاختلاف في كوكب المريخ أو عطارد أو القمر؟ تعد المعادن في بعض الحالات أقوى خطوط الأدلة التي لدينا على تاريخ نظامنا الشمسي البالغ 4.5 مليار سنة ". وهو يعتقد أنه من خلال ملاحظة كيفية تشكل المعادن ، قد يكون للعلماء فرصة أفضل لفهم كيفية ظهور النظام الشمسي - والصخرة التي نطلق عليها اسم الوطن -.
