Evolução mineral
editA evolução mineral é uma hipótese recente que provém do contexto histórico de mineralogia. É postulado que a mineralogia nos planetas e nas luas começaram a crescer complexamente como resultado de mudanças no ambiente físico, químico e biológico. No sistema solar o número de espécies minerais tem crescido por pelo menos 5400 anos como resultado de três processos: separação e concentração dos elementos, aumento da faixa de temperatura e pressão juntamente com a ação da volatilidade e novos caminhos químicos providos de organismos vivos.
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Na Terra, existem três eras da evolução mineral. O nascimento do sol e formação dos asteroides e planetas cresceu o número de minerais para cerca de 250. A repetição do trabalho da crosta terrestre e do manto através do processo de fusão parcial e placas tectônicas cresceram em um total de 1500. Os minerais remanescentes, mais de três terços do total, foram e resultado de mudanças químicas mediadas por organismos vivos, com o largo crescimento ocorrendo depois do grande evendo de oxigenação.
Uso do termo "evolução"
editEm 2008, foi introduzido o termo "evolução mineral", Robert Hazen e co-autores reconheceram que a aplicação da palavra "evolução" para os minerais era provavelmente controversa, apesar de ter precedentes no livro publicado em 1928 A evolução das rochas ígneas de Norman L. Bowen. Eles usaram esse termo no sentido de uma mudança irreversível em uma sequência de eventos levando cada vez mais à complexidade e diversidade de minerais.[1]. Diferente da evolução biológica, essa não envolve mutuação, competição ou passando informações progênitas. Hazen explorou algumas outras analogias, incluindo a ideia da extinção. Alguns processos de formações minerais não aconteceram demoradamente, como aqueles que não produziram certos minerais instáveis na Terra em estado oxidado. Também, o efeito estufa em Vênus pode levar à perda permanente de alguns minerais[1][2]. No entanto, a extinção dos minerais não são irreversíveis; muitos minerais podem emergir novamente em condições ambientais favoráveis e se restabelecer.[3]
Minerais pré-solares
editEm um universo próximo, não existiam minerais pois haviam apenas hidrogênio, hélio e traços de lítio[4]. A formação mineral foi possível depois de elementos pesados, incluindo carbono, oxigênio, silício e nitrogênio, serem sintetizados nas estrelas. Na expansão atmosférica dos Red giant e a ejeção da supernova, minerais microscópicos foram formados em temperaturas em torno de 1500 ºC.
A evidência desses materiais podem ser encontradas em grãos interestelares incorporados em meteorito primitivos chamados condrito, que são essencialmente rochas sedimentares cósmicas[5]. O número conhecido de espécies é de aproximadamente uma dúzia, apesar de mais materiais terem sidos identificados mas não classificados como minerais. Porque possui uma temperatura de cristalização por volta de 4400 ºC, diamante foi provavelmente o primeiro mineral a ser formado[6]. Esse seguido pelo grafite, óxidos (rutilo, corídon,espinélio, hibonita) carbetos, nitretos(silício) e silicatos. Esses minerais semearam as nuvens moleculares das quais o sistema solar foi formado.[7]
Processos
editDepois da formação do sistema solar, a evolução mineral foi guiada por três mecanismos primários: a separação e concentração dos elementos; grandes gamas de temperatura e pressão combinadas com ações químicas de volatilidade; novos caminhos de reações acompanhados de organismos vivos[8]
Separação e concentração
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O alto nível na classificação mineral é baseado na composição química.[9]No entanto, os elementos são separados em diversos grupos de minerais, como o Boro nos boratos e o fósforo nos fosfatos, onde primeiramente é apresentada as concentrações em partes por milhão ou menos. Eles não tem chance ou poucas chances de se juntarem para formar minerais a menos que haja influência externa concentrada neles.[10] Processos de separação e concentração incluem diferenciação planetária;cristalização fracionada;outgassing e fusão parcial.
Variáveis intensivas e volatilidade
editA permissão da combinação dos elementos em minerais são determinadas termodinamicamente; para um elemento ser adicionado a um cristal, é preciso reduzir a energia. Em temperaturas altas, muitos elementos são intercambiáveis em minerais como a olivina.
Enquanto o planeta esfria, os minerais ficam expostos à variáveis intensivas como temperatura e pressão, permitindo a formação de novas fases e combinações mais especializadas em elementos como minerais de argila e zeólitas. Novos minerais são formados quando compostos voláteis como a água, dióxido de carbono e oxigênio reage com eles. Ambientes como calotas de gelo, lagos congelados e rochas metamórficas tem porções distintas de minerais
Influência biológica
editA vida é feita de mudanças dramáticas no meio ambiente. A mais dramática foi o Grande Evento de Oxigenação há 2.4 bilhões de anos quando os organismos fotossintetizantes inundaram a atmosfera com oxigênio. organismos vivos também catalizaram reações, criaram minerais como a aragonita que não estão em equilíbrio com o seu redor.[11]
Cronologia
editAntes da formação do sistema solar, existiam em torno de 12 minerais. A estimativa é que o numero de minerais tenha mudado e crescido rapidamente. Na cronologia da Terra, Haren et al. (2008) separou as mudanças em três níveis: acreção planetária, retrabalho da crosta e manto terrestre e influências biológicas.
Acreção planetária
editNa primeira era, o sol apareceu esquentando o redor e as nuvens moleculares. 60 novos minerais foram produzidos e preservados. A acreção do pó nos asteroides e planetas, aquecimento e reações com água elevou o número para 250.
Retrabalho da crosta e manto terrestre
editA segunda era histórica da evolução dos minerais começou com o massivo impacto que formou a lua. Isso derreteu a maior parte do manto. A mineralogia primitiva foi determinada pela cristalização das rochas ígneas e mais bombardeios. Essa fase foi substituída pela extensiva reciclagem da crosta e manto, então no final dessa era foram formados por volta de 1500 minerais. No entanto, algumas das rochas sobreviveram portanto o momento de muitos eventos permanece incerto.
A biologia mediou a mineralogia
editO processo inorgânico descreveu na seção prévia que foram produzidas 1500 espécies de minerais. Os restantes mais de dois terços dos minerais da Terra são o resultado da transformação da Terra por organismos vivos. A maior contribuição foi do enorme crescimento do oxigênio na atmosfera, começando com o Grande Evento de Oxigenação. Organismos vivos começaram a produzir esqueletose outras formas de biomineralização. Minerais como a calcita e óxidos podem ser considerados bioassinaturas, ao longo com gemas como malaquita, turquesa e azurita
- ^ a b ; Hazen, R.M; Papineau, D; Bleeker, W; Downs, R.T; Ferry J.M; McCoy, T.J; Sverjensky, D.A; Yang, H (2008). Mineal evolution. American Mineralogist. pp. 93 (11-12).
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{{cite book}}: CS1 maint: extra punctuation (link) CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ^ Rosing, Minik T. (2008). "Earth science: On the evolution of minerals". pp. 456–458.
- ^ "WMAP Big Bang Elements Test". National Aeronautics and Space Administration. 2018.
- ^ McCoy, T. J. (2010). "Mineralogical Evolution of Meteorites". pp. 1:(19-23).
- ^ Wei-Haas,, Maya. (2017). ""Life and Rocks May Have Co-Evolved on Earth"". Smithsonian.
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- ^ Hazen, Robert. mineral evolution. 2018.
- ^ Jolyon,, Ralph (2012). "Did life change Earth's geology?". Astronomy. pp. 44–49.
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- ^ Hazen, R. M.; Ferry, J. M (2010). "Mineral Evolution: Mineralogy in the Fourth Dimension". Elements. pp. 9–12.
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