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광물 진화

Mineral evolution
시아노박테리아(사진)에 의한 광합성 후 형성된 지구상의 대부분의 광물들이 대기에 산소를 더하기 시작했다.

광물 진화는 광물학에 역사적 맥락을 제공하는 최근의 가설이다.그것은 행성과 달의 광물학은 물리적, 화학적, 생물학적 환경의 변화로 인해 점점 더 복잡해지고 있다고 가정한다.태양계에서는, 세 가지 과정의 결과로 약 10종에서 5400종 이상으로 광물종의 수가 증가했다: 원소의 분리 및 농도, 휘발성 물질의 작용과 결합된 더 큰 온도 및 압력, 그리고 살아있는 유기체들이 제공하는 새로운 화학적 경로.

지구에는 3개의 광물 진화의 시대가 있었다.태양의 탄생과 소행성과 행성의 형성은 광물의 수를 약 250개로 늘렸다.부분 용해와 판구조론과 같은 과정을 통해 지각과 맨틀의 반복적인 재작업은 총계를 약 1500개로 늘렸다.나머지 미네랄은 전체의 3분의 2 이상이 생물체가 매개하는 화학적 변화의 결과였으며, 대산소화 사건 이후 가장 큰 증가가 일어났다.

진화라는 용어의 사용

'미네랄 진화'라는 용어를 도입한 2008년 논문에서 로버트 하젠과 공동저자들은 1928년 노먼 보웬의 '이그니우스 암석의 진화'라는 책만큼 거슬러 올라가도 광물에 '진화'라는 단어를 적용하는 것이 논란이 될 가능성이 있다고 인식했다.그들은 광물의 점점 더 복잡하고 다양한 조합으로 이어지는 불가역적인 일련의 사건들의 의미에서 이 용어를 사용했다.[1]생물학적 진화와는 달리, 그것은 돌연변이, 경쟁, 또는 자손에게 정보를 전달하는 것을 포함하지 않는다.하젠 외는 멸종의 사상을 포함한 다른 유사점들을 탐구했다.산화상태에서 지구상에 불안정한 엔스타이트 콘드라이트의 특정 광물을 생산하는 것과 같은 일부 광물 형성 과정은 더 이상 발생하지 않는다.또한, 비너스에 대한 치솟는 온실효과는 광물종의 영구적인 손실로 이어졌을지도 모른다.[1][2]그러나, 광물 멸종은 정말로 되돌릴 수 없는 것이 아니다; 적절한 환경 조건이 다시 설정된다면 잃어버린 광물이 다시 나타날 수 있다.[3]

전극 광물

머치슨 운석의 전극 곡물("스타더스트")은 첫 번째 광물에 대한 정보를 제공한다.

초기 우주에는, 이용 가능한 유일한 원소가 수소, 헬륨, 미량의 리튬이었기 때문에, 광물이 없었다.[4]탄소, 산소, 실리콘, 질소 등 무거운 원소가 별에서 합성되면서 광물 형성이 가능해졌다.붉은 거인의 팽창하는 대기와 초신성의 이젝타에서는 1,500 °C(2,730 °F) 이상의 온도에서 미세한 미네랄이 형성된다.[1][5]

이러한 광물의 증거는 콘드라이트라고 불리는 원시 운석에 통합된 성간 알갱이에서 발견될 수 있는데, 이것은 본질적으로 우주 퇴적암이다.[5]알려진 종의 수는 대략 십여 종이지만, 몇 가지 더 많은 물질이 확인되었지만 광물로 분류되지는 않았다.[5]결정화 온도(약 4,400 °C (7,950 °F))가 높기 때문에 다이아몬드는 아마도 최초의 광물이었을 것이다.[6][7]이어 흑연, 산화물(루틸레, 코룬덤, 스피넬, 히보나이트), 탄화물(모이사나이트), 질화물(오스보나이트, 규산염 페로브스카이트(MgSiO3) 및 규산염(MgSiO)이 뒤를 이었다.[1]이러한 "ur-minerals"는 태양계가 형성된 분자 구름을 형성했다.[8]

과정

태양계가 형성된 후, 광물 진화는 세 가지 주요 메커니즘, 즉 원소의 분리 및 농도, 휘발성의 화학 작용과 결합된 더 큰 온도 및 압력 범위, 그리고 살아있는 유기체에 의해 구동되는 새로운 반응 경로에 의해 추진되었다.[9]

분리 및 농도

일부 지상 행성의 잘라내기 뷰, 레이어 표시
참고 항목:지구화학 § 분화 및 혼합

광물의 분류에서 가장 높은 수준은 화학적 조성에 근거한다.[10]그러나 붕산염의 붕소와 인산염의 인과 같은 많은 광물 집단의 정의 요소는 처음에는 백만 개 이하의 부분 농도로만 존재했다.이것은 외부적인 영향이 그들을 집중시킬 때까지 그들이 함께 모여 광물을 형성할 기회를 거의 혹은 전혀 남겨두지 않았다.[11]원소를 분리하고 농축하는 과정에는 행성 분화(예를 들어 코어 및 맨틀과 같은 층으로 분리), 외주화, 부분 결정화, 부분 용융 등이 포함된다.[1]

집약적 변수 및 볼륨

뉴멕시코주 루케로 호수에서 물이 증발하면서 석고 결정체가 형성되었다.

광물 내 원소들의 허용 가능한 조합은 열역학으로 결정된다. 어떤 원소가 주어진 위치에서 결정체에 추가되려면 에너지를 줄여야 한다.높은 온도에서, 많은 원소들은 올리빈과 같은 미네랄에서 교환할 수 있다.[3]행성이 식으면서 광물은 온도, 압력 등 보다 광범위한 집중 변수에 노출되어 새로운 국면이 형성되고 점토광물, 제올라이트 등의 원소의 보다 전문화된 조합이 가능해졌다.[1][3]물, 이산화탄소, O와2 같은 휘발성 화합물이 반응할 때 새로운 미네랄이 형성된다.만년설, 건조한 호수, 그리고 분출된 변성암과 같은 환경은 독특한 광물군을 가지고 있다.[1]

생물학적 영향

삶은 환경에 극적인 변화를 가져왔다.가장 극적인 것은 약 24억년 전 광합성 유기체가 대기에 산소를 범람시킨 대산소 사건이었다.생물은 또한 반응을 촉진시켜 주변과 평형하지 않은 아라곤이트와 같은 미네랄을 생성한다.[1][12]

연대기

태양계가 형성되기 전에는 약 12개의 광물이 있었다.[5]현재 광물 수의 추정치는 빠르게 변화하고 있다.2008년에는 4300종이었으나 2018년 11월 현재 5413종의 공식적으로 인정받은 광물이 있다.[1][13]

그들의 지구 연대기에서는 하젠 외 연구원이 있다.(2008) 광물 풍부함의 변화를 3가지 넓은 간격으로 구분했다: 최대 455 Ga (억년 전)의 행성 축적, 4.55 Ga와 2.5 Ga 사이의 지구의 지각과 맨틀의 재작업, 그리고 2.5 Ga 이후의 생물학적 영향.[1][12]그들은 더 나아가 나이를 10개의 간격으로 나누었는데, 그 중 일부는 겹친다.또한 일부 날짜는 불확실하다. 예를 들어 현대 판구조론의 시작 추정치는 4.5 Ga에서 1.0 Ga까지 다양하다.[14]

에라스 및 지구[12] 광물 진화의 단계
시대/단계 나이 (가) 누적종수
재생 "Ur-minerals" >4.6 12
행성상응축시대 (>4.55 Ga)
1. 태양 점화, 가열 성운 >4.56 60
2. 행성상자형 >4.56–4.55 250
지각 및 맨틀 재작업 시대(4.55–2.5 Ga)
3. 화성암 진화 4.55–4.0 350–420[a]
4. 그라니토이드와 페그마타이트 형성 4.0–3.5 1000
5. 판구조론 >3.0 1500
생물학적으로 매개된 광물학 시대(2.5 Ga – 현재)
6. 항산화 생물계 3.9–2.5 1500
7. 위대한 산화 사건 2.5–1.9 >4000
8. 중양 1.85–0.85[15]: 181 >4000
9. 눈덩이 지구 사건 0.85–0.542 >4000
10. 파네로조 시대 생물화 <0.542 >5413[13]

행성상응고

주요기사: 행성상응고
원형 올리빈 콘드룰과 불규칙한 흰색 CAI를 함유한 콘드라이트의 단면
철 니켈 매트릭스에 올리빈 결정이 있는 팔라사이트의 표본

첫 번째 시대에는 태양에 불이 붙으면서 주변의 분자구름을 가열했다.60개의 새로운 광물이 생산되었고 연두산염에 포함된 광물로 보존되었다.소행성과 행성에 먼지가 쌓이고, 폭격, 난방, 물과의 반응이 그 수를 250으로 늘렸다.[8][12]

1단계: 태양 점화

4.56 Ga 이전의 전극 성운은 먼지 알갱이가 흩어진 수소와 헬륨 가스로 이루어진 밀집된 분자 구름이었다.태양이 점화하여 T-Tauri 단계로 접어들자 근처의 먼지 알갱이를 녹였다.녹은 물방울의 일부는 콘드라이트로 불리는 작은 구형 물체로서 콘드라이트에 통합되었다.[12]거의 모든 콘드라이트는 또한 칼슘-알루미늄 함량이 높은 함유량(CAIs)을 함유하고 있는데, 이는 태양계에서 최초로 형성된 물질이다.[5]이 시대의 연돌을 조사해 보면 60개의 새로운 광물을 모든 결정체계의 결정구조로 확인할 수 있다.[5]여기에는 최초의 철 니켈 합금, 황산염, 인산염, 그리고 여러 개의 규산염과 산화물이 포함되었다.[12]가장 중요한 것 중에는 마그네슘이 풍부한 올리빈, 마그네슘이 풍부한 피록신, 플라기오클라아제 등이 있었다.산소가 부족한 환경에서 생산되는 몇몇 희귀한 광물은 더 이상 지구에서 찾아볼 수 없는, 엥스타이트 콘드라이트에서 발견될 수 있다.[5]

2단계: 행성상체 형태

1단계에서 새로운 광물이 형성된 직후, 그들은 소행성과 행성을 형성하면서 뭉치기 시작했다.가장 중요한 새로운 광물 중 하나는 얼음이었다; 초기 태양계는 바위가 많은 행성들과 소행성들을 얼음으로 풍부한 가스 거인, 소행성, 혜성으로부터 분리하는 "눈길"을 가지고 있었다.방사성핵종으로부터의 난방은 얼음을 녹였고 물은 올리빈이 풍부한 암석과 반응하여 필로실리테를 형성하고 자석 같은 산화물, 피루하이트와 같은 황화물, 탄산염 돌로마이트와 석회석과 같은 황산염, 석회암과 같은 황산염과 반응하였다.폭격과 용해로 인한 충격과 열은 지구 맨틀의 주요 성분인 링우드라이트 같은 광물을 생성했다.[5]

결국 부분융해에 충분히 가열된 소행성들은 피록신과 플라기오클라아제(현무암을 생산할 수 있는 능력)가 풍부한 용해와 다양한 인산염을 생성한다.시데로필(금속 애호)과 석회질(실산 애호) 원소가 분리되어 코어와 지각의 형성으로 이어졌으며, 양립할 수 없는 원소는 용해 속에 은닉되어 있었다.[5]그 결과로 생긴 광물은 돌로 된 운석, 유크라이트(쿼츠, 칼륨 장석, 타이탄산염, 지르콘)와 철 니켈 운석(카마카이트, 태나이트와 같은 철 니켈 합금, 트로일라이트, 탄화물과 인산염과 같은 전이 금속 황화물이 보존되어 왔다.[1]250개의 새로운 광물들이 이 단계에서 형성되었다.[8][12]

크러스트 및 맨틀 재작업

지르콘 결정
그랜드 캐년의 페그마타이트 샘플
전도 구역의 개략도

광물 진화 역사상 두 번째 시대는 달을 형성한 엄청난 충격으로 시작되었다.이것은 대부분의 지각과 맨틀을 녹였다.초기 광물학은 화성암의 결정화와 추가 폭격에 의해 결정되었다.그리고 나서 이 단계는 크러스트와 맨틀의 광범위한 재활용으로 대체되었고, 그래서 이 시대가 끝날 무렵에는 약 1500종의 광물종이 있었다.그러나 이 시기부터 살아남은 암석은 거의 없어 많은 사건의 발생 시기는 여전히 불확실하다.[1]

3단계: 화성 과정

3단계는 마피크(철분과 마그네슘 함량이 높음)와 현무암과 같은 울트라마피크 암석으로 만들어진 지각으로 시작되었다.이 암석들은 분수 용해, 분수 결정화, 혼합을 거부하는 마그마의 분리에 의해 반복적으로 재활용되었다.그러한 과정의 한 예가 보웬의 반응 시리즈다.[1]

이 단계에서 광물학에 관한 직접적인 정보의 출처 중 몇 안 되는 것은 4.4 Ga까지 거슬러 올라가는 지르콘 결정의 광물 포함이다.포함된 미네랄 중에는 석영, 무스코바이트, 비오타이트, 칼륨 장석, 염화, 염소산염, 뿔블렌데 등이 있다.[16]

수성과 달과 같은 휘발성 빈약체에서는 위의 과정이 약 350개의 광물종을 발생시킨다.물과 다른 휘발성 물질이 있으면 총량을 증가시킨다.지구는 휘발성이 풍부했고, 대기는 N2, CO2, 물로 이루어져 있었고, 바다는 꾸준히 더 많은 식염수가 되었다.화산, 가스 배출 및 수화 작용은 수산화물, 수산화물, 탄산염, 증발물을 발생시켰다.이 단계가 하데스 이온과 일치하는 지구의 경우, 광범위하게 발생하는 광물의 총수는 420개로 추정되며, 100개 이상이 더 희귀했다.[6]화성은 아마 광물 진화의 이 단계에 도달했을 것이다.[1]

4단계: 그래니토이드와 페그마타이트 형성

충분한 열을 받으면 현무암은 다시 용해되어 화강암과 비슷한 굵은 결의 암석인 그래니토이드(granitoid)를 형성하였다.리튬, 베릴륨, 붕소, 니오비움, 탄탈룸, 우라늄과 같은 농축된 희귀 원소를 500개의 새로운 광물을 형성할 수 있을 정도로 녹이는 사이클.이 중 많은 것들은 보통 더 큰 화성 덩어리 근처의 제방과 정맥에서 발견되는 페그마이트라고 불리는 유난히 굵은 결석들에 집중되어 있다.금성은 이 정도의 진화를 달성했을지도 모른다.[12]

5단계: 판구조론

판구조론의 시작과 함께, 전도는 지각과 물을 아래로 운반했고, 유체 암석의 상호작용과 더 많은 희귀 원소들의 집중을 이끌었다.특히 150여 개의 새로운 황산염 광물로 황화 퇴적물이 형성됐다.서브전도 차가운 암석을 맨틀로 운반해 더 높은 압력에 노출시켰고, 그 결과 나중에 상승하여 카야나이트나 실리마나이트와 같은 변성광물로 노출되는 새로운 국면을 초래했다.[12]

생물학적 매개 광물학

2.1 Ga 띠철성형 단면의 스트로마톨라이트 화석
산화 우라늄 광물인 큐라이트

앞의 절에서 설명한 무기 공정은 약 1500종의 광물을 생산했다.지구 광물의 나머지 3분의 2 이상은 살아있는 유기체에 의한 지구의 변형의 결과물이다.[12]가장 큰 기여는 대산소화 행사를 시작으로 대기의 산소 함량이 엄청나게 증가한 데 있었다.[17]살아있는 유기체들은 또한 해골과 다른 형태의 생물 분배를 생산하기 시작했다.[18]석회석, 금속 산화물과 많은 점토 광물과 같은 광물은 청록색, 아즈라이트, 말라카이트와 같은 보석과 [19]함께 생물학적 특징으로 여겨질 수 있다.[15]: 177

6단계: 양극성 세계의 생물학

약 2.45 Ga 이전에는 대기 중에 산소가 거의 없었다.생명은 대륙 여백 부근의 대규모 탄산염 층의 침수와 띠철 형성물의 퇴적에서 역할을 했을지 모르지만,[1] 생물이 광물에 미치는 영향에 대한 명백한 증거는 없다.[16]

7단계: 대산소화 이벤트

2.45 Ga 전후로 시작하여 약 2.0 Ga 또는 1.9 Ga까지 계속되면서 대산소화 이벤트 또는 대산소화 이벤트(GOE)라고 하는 낮은 대기, 대륙, 해양의 산소 함량이 극적으로 상승하였다.GOE 이전에는 다중 산화 상태에 있을 수 있는 원소들이 가장 낮은 상태로 제한되었고, 그것은 그들이 형성할 수 있는 광물의 다양성을 제한하였다.오래된 퇴적물에서는 광물 사이다이트(FeCO3), 천왕나이트(UO2), 피라이트(FeS2) 등이 흔히 발견된다.산소와 함께 대기에 노출되면 산화가 빠르게 진행되지만, 광범위한 풍화작용과 운반 후에도 이러한 현상은 발생하지 않았다.[20]

대기 중의 산소 분자의 농도가 현재 수준의 1%에 도달했을 때, 풍화 중의 화학 반응은 오늘날과 많이 유사했다.사이다이온과 피라이트는 철산화물 자석석과 헤마이트로 대체되었다. 바다로 운반되었던 용해된 Fe2+ 이온들은 이제 광범위한 띠철 형태로 퇴적되었다.그러나, 이것은 새로운 철광석을 낳지 않고 단지 그 풍부함에 변화를 가져왔다.이와는 대조적으로 천왕나이트의 산화작용은 소다이나이트와 주간지 같은 200종 이상의 천왕성 광물과 검미이트와 같은 광물 복합체를 야기했다.[20]

다중 산화 상태를 가지는 다른 원소로는 구리(산화물과 규산 321개에서 발생한다), 붕소, 바나듐, 마그네슘, 셀레늄, 텔루륨, 비소, 안티몬, 비스무트, 은, 수은 등이 있다.[20]총 약 2500개의 새로운 광물이 형성되었다.[12]

8단계: 중간 해양

다음 약 10억 년(1.85–0.85 Ga)은 거의 일어나지 않는 것 같았기 때문에 종종 "보링 억만장자"라고 불린다.표면 가까이에 있는 바닷물의 산화층은 음산화 깊이를 희생하여 서서히 깊어져 갔지만, 기후나 생물학이나 광물학에는 극적인 변화는 보이지 않았다.그러나, 이러한 인식의 일부는 그 시간 범위로부터 암석의 보존 상태가 좋지 않았기 때문일 수 있다.세계에서 가장 가치 있는 납, 아연, 은 등의 매장량은 베릴륨, 붕소, 우라늄 광물의 풍부한 공급원을 비롯해 이 시기부터 바위에서 많이 발견된다.[15]: 181 이 간격은 또한 초대륙 컬럼비아의 형성, 그것의 분열, 그리고 로디니아의 형성을 보았다.[15]: 195 베릴륨, 붕소, 수은 광물에 대한 일부 정량적 연구에서는 그레이트 산화 이벤트 기간에는 새로운 광물이 없고 컬럼비아의 집회 기간에는 혁신의 맥박이다.그 이유는 분명하지 않지만, 산악 건축 중 미네랄라이징 액체의 방출과 관련이 있을 수 있다.[15]: 202–204

9단계: 스노우볼 어스

1.0에서 0.542 Ga 사이, 지구는 표면의 많은 (아마도 모든) 부분이 얼음으로 덮여 있는 (우세한 표면 광물이 되는) 최소한 두 번의 "스노볼 어스" 사건을 경험했다.얼음과 관련된 것은 석회암이나 돌로마이트의 두꺼운 층인 캡 탄산염과 아라곤이트 팬이었다.[21]점토 광물도 풍부하게 생산되었고, 화산은 간신히 얼음을 뚫고 광물의 비축량을 더했다.[12]

10단계: 파네로조 시대와 생물유민화

후기 캄브라이언트릴로바이트 화석

마지막 단계는 생물체들에 의한 광물 생성인 생물유민화가 널리 퍼진 파네로조 시대와 일치한다.[12]일부 생체리너럴은 이전의 기록에서 발견될 수 있지만, 알려진 골격 형태 대부분이 발달한 것은 캄브리아 폭발 당시와 주요 골격 광물([18]석회, 아라곤이트, 아파타이트, 오팔)이었다.[1]이 중 대부분은 탄산염이지만 일부는 인산염이나 석회암이다.전체적으로 64개 이상의 광물 단계가 금속 황화물, 산화물, 수산화물, 규산염과 같은 살아있는 유기체에서 확인되었고,[18] 20개 이상의 광물 단계가 인체에서 발견되었다.[1]

파네로조 시대 이전에는 땅은 대부분 불모의 바위였으나, 실루리아 시대에 식물이 그 암석을 채우기 시작했다.이로 인해 점토 광물의 생산량이 크게 증가했다.바다에서 플랑크톤은 탄산칼슘을 얕은 물에서 깊은 바다로 운반하여 캡 탄산염의 생산을 억제하고 미래의 눈덩이 지구 사건의 발생 가능성을 낮췄다.미생물도 대부분의 원소의 지질학적 순환에 관여하게 되어 생물학적 지질학적 순환이 되었다.광물학소설에는 석탄과 검은 셰일즈 등 탄소가 풍부한 생물의 잔해에서 발견된 유기광물이 포함됐다.[1]

인류세

광물 아후라이트는 주석 유물이 바닷물에 부식될 때 형성되며, 일부 난파선 근처에서 발견된다.[22]

엄밀히 말하면, 지질학적 과정도 관여하지 않는 한 순수하게 생체인식 광물은 국제광물학협회(IMA)에 의해 인정받지 못한다.해양 생물의 껍질 같은 순수 생물학적 생산물은 받아들여지지 않는다.또한 명시적으로 제외된 인공 화합물도 있다.[23]그러나 인간은 지구 표면에 그러한 영향을 끼쳐 지질학자들은 이러한 변화를 반영하기 위해 새로운 지질학적 시대인 인류세 도입을 고려하고 있다.[24][25]

2015년 잘라시위츠와 공동저자들은 광물의 정의를 인간-미네랄을 포함하도록 확장하고 그 생산이 11단계 광물 진화에 해당한다고 제안했다.[17][26]이후 하젠과 공동저자는 IMA에서 공식적으로 인정받지만 주로 또는 독점적으로 인간 활동의 결과물인 208개의 광물을 목록화했다.이 중 대부분은 채굴과 연관되어 형성되었다.또한, 일부는 금속활자가 가라앉아 해저와 상호작용하면서 만들어졌다.몇몇은 아마도 오늘 공식적으로 인정되지 않을 것이지만 카탈로그에 남아 있는 것이 허용된다; 이것들은 두개의 (니오보카르바이드와 탄탈카르바이드)를 포함하고 있는데, 그것은 날조였을지도 모른다.[25][27][28][29]

하젠과 공동저자는 인간이 광물의 분포와 다양성에 큰 영향을 끼친 세 가지 방법을 확인했다.첫번째는 제조를 통한 것이다.많은 합성 결정체 목록에는 합성 보석, 도자기, 벽돌, 시멘트, 배터리를 포함한 광물 등가물이 있다.[29]더 많은 이들이 광물 등가물이 없다; 180,000개 이상의 무기 결정 화합물이 무기 결정 구조 데이터베이스에 나열되어 있다.[27]기반시설의 채굴이나 건축을 위해 인간은 빙하의 규모에 따라 암석, 퇴적물, 광물을 재분배했고, 가치 있는 광물들은 자연적으로 발생하지 않는 방식으로 재분배되고 대접되었다.[28]

생명의 기원

광물종의 3분의 2 이상이 생명에 의해 존재하지만 생명체 또한 생물의 존재에 기인할 수 있다.[12]그것들은 유기 분자들을 하나로 모으기 위한 템플릿으로, 화학 반응의 촉매로서, 그리고 대사물로서 필요했을지도 모른다.[1]생명의 기원에 대한 두 가지 저명한 이론은 쇄석과 전이 금속 황화물을 포함한다.[30][31]또 다른 이론은 콜레마나이트와 붕산염, 그리고 아마도 몰리브데이트와 같은 칼슘-보레이트 미네랄이 최초의 리보핵산(RNA)이 형성되기 위해 필요했을 것이라고 주장한다.[32][33]다른 이론들은 맥키나와이트나 그리게이트와 같은 덜 흔한 광물을 필요로 한다.[1]하동언에 형성된 광물의 목록에는 점토 광물과 맥키나위트, 그리기이트를 포함한 철과 황화 니켈이 포함되어 있지만 붕산염과 몰리브다이트가 있을 가능성은 낮았다.[6][34][35]

광물은 또한 초기의 생존에 필요했을지도 모른다.예를 들어, 석영들은 사암에 있는 다른 광물들보다 더 투명하다.생명체가 자외선을 손상시키지 않도록 하기 위해 색소를 개발하기 전에, 얇은 석영 층은 광합성을 위해 충분한 빛을 통과시키면서 그것을 보호할 수 있었다.인산염 광물은 또한 어린 시절에 중요했을지도 모른다.인은 모든 살아있는 세포에서 발견되는 에너지 전달체인 아데노신 삼인산염(ATP), RNA와 DNA, 세포막과 같은 분자의 필수 요소 중 하나이다.지구의 인의 대부분은 중심과 맨틀에 있다.그것을 생명체가 이용할 수 있게 하는 가장 유력한 메커니즘은 분열을 통해 아파타이트와 같은 인산염의 생성에 이어 인을 방출하는 풍화작용일 것이다.이것은 판구조학이 필요했을지도 모른다.[36][37]

추가 연구

돌로마이트에 시나바르(빨간색)

광물 진화에 관한 최초의 논문 이후 우라늄, 토륨, 수은, 탄소, 베릴륨, 점토 광물 등 특정 원소의 광물에 대한 연구가 여러 차례 있었다.이것은 다른 과정에 대한 정보를 보여준다; 예를 들어, 우라늄과 토륨은 열을 발생시키는 반면, 우라늄과 탄소는 산화 상태를 나타낸다.[14]이 기록에는 보링 억만장자 시절과 같은 새로운 광물들의 폭발적 폭발과 새로운 광물들이 나타나지 않았던 오랜 기간들이 드러난다.예를 들어, 콜롬비아의 집회 동안 다양성이 급증한 후, 1.8 Ga에서 6억년 전 사이에 새로운 수은 광물이 없었다.이 현저하게 긴 공백은 황화물이 풍부한 대양에 기인하며, 이는 광물 신나바의 급속한 침적으로 이어졌다.[15]: 204

대부분의 광물 진화 논문은 광물의 첫 출현을 살펴봤지만, 주어진 광물의 연령 분포도 살펴볼 수 있다.수백만 개의 지르콘 결정이 날짜가 잡혔으며, 나이 분포는 그 결정들이 발견되는 곳(예: 화성암, 퇴적암 또는 유전암 또는 현대의 강 모래)과는 거의 무관하다.전도활동의 변화 때문인지, 보존에 의한 것인지는 분명치 않지만, 초대륙 사이클과 연계된 고저(高高)[14]를 가지고 있다.

다른 연구에서는 "미네랄 진화"[38]의 영향 아래는 아니지만, 동위원소 비율, 화학적 구성 및 광물의 상대적 풍부함과 같은 광물 성질의 시간적 변화를 살펴보았다.

역사

대부분의 역사에서 광물학은 역사적 요소가 없었다.그것은 광물의 화학적 및 물리적 특성(화학식 및 결정 구조 등)에 따라 광물을 분류하고 광물 또는 광물군의 안정성을 위한 조건을 정의하는 것에 대해 우려했다.[1]그러나, 출판물이 광물 시대나 광석의 분포를 조사한 경우는 예외였다.1960년에 러셀 고든 가스틸은 광물 날짜의 분포에서 주기를 발견했다.[39]찰스 마이어는 일부 원소의 광석이 다른 원소보다 더 넓은 시간 범위에 걸쳐 분포한다는 사실을 발견하면서, 그 차이를 표면 화학, 특히 자유 산소와 탄소 등에 미치는 텍토닉과 바이오매스의 영향 때문이라고 설명했다.[40]1979년 A. G. 자빈은 러시아어 학술지 도끼레이디 아카데미 나우크에 광물 진화의 단계 개념을 소개했고 1982년 N. P. 유슈킨은 지구 표면 근처에서 시간이 지남에 따라 광물의 복잡성이 증가하고 있다고 지적했다.[41][42]그 후, 2008년, 하젠과 동료들은 광물 진화에 대한 훨씬 더 광범위하고 상세한 비전을 소개했다.이에 뒤이어 다양한 광물군의 진화에 대한 정량적 탐사가 잇따랐다.이는 2015년에 공간과 시간의 광물 분포에 대한 연구인 광물 생태학의 개념으로 이어졌다.[42][43]

2017년 4월 비엔나에 있는 자연사 박물관은 광물 진화에 관한 새로운 상설 전시회를 열었다.[44][45]

메모들

  1. ^ 420호는 "하데스산 지질화학 공정에서 중요한 역할을 했을지도 모를 피스"를 위한 것이다. 또한 100개 이상의 희귀 광물이 있다.[6]

참조

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추가 읽기

외부 링크