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viernes, enero 27, 2023

Quedan 1.500 minerales por descubrir, la mineralogía de la Tierra es única en el universo

Los minerales se forman a partir de nuevas combinaciones de elementos. Estas combinaciones pueden ser propiciadas tanto por la actividad geológica –volcanes, tectónica de placas, interacciones agua-roca y actividad biológica–, como por las reacciones químicas con oxígeno y materia orgánica.

La Tierra contiene más de 1.500 minerales no descubiertos y la diversidad de minerales exacta de nuestro planeta es única y no puede ser duplicado en cualquier lugar en el cosmos.

Es la conclusión de una nueva investigación dirigida por Robert Hazen, experto en minerales de la Carnegie Institution.

Los minerales se forman a partir de nuevas combinaciones de elementos. Estas combinaciones pueden ser propiciadas tanto por la actividad geológica –volcanes, tectónica de placas, interacciones agua-roca y actividad biológica–, como por las reacciones químicas con oxígeno y materia orgánica.

Hace casi una década, Hazen desarrolló la idea de que la explosión de diversidad de minerales del planeta, desde la decena presente en el nacimiento de nuestro Sistema Solar a los cerca de 5.000 tipos existentes en la actualidad, surgió principalmente de la expansión de la vida.

Más de dos tercios de minerales conocidos pueden ser vinculados directa o indirectamente a la actividad biológica, según Hazen. Gran parte de esto se debe al aumento de la fotosíntesis bacteriana, que aumentó drásticamente la concentración de oxígeno atmosférico hace unos 2.400 millones de años.

En una serie de cuatro artículos relacionados, publicados recientemente, Hazen y su equipo dieron un paso más allá en el concepto de la evolución mineral. Utilizaron dos modelos estadísticos de la investigación de los ecosistemas y un extenso análisis de bases de datos mineralógicos para explorar cuestiones de probabilidad que involucran la distribución de minerales.

Descubrieron que la probabilidad de que existe un mineral «especie» (definido por su combinación única de la composición química y estructura cristalina) en una sola localización es alrededor del 22 por ciento, mientras que la probabilidad de que se encuentra en 10 o menos ubicaciones es de aproximadamente el 65 por ciento. La mayoría de las especies minerales son muy raras, de hecho, se encuentran en 5 o menos localizaciones.

CONDICIONES EVOLUTIVAS

«Los minerales siguen el mismo tipo de frecuencia de distribución que las palabras en un libro», explicó Hazen. «Por ejemplo, las palabras más usadas en un libro son muy comunes tales como ‘y’ ‘la’, y ‘a’. Las palabras raras definen la diversidad de vocabulario de un libro. Lo mismo es cierto para los minerales de la Tierra. `ilos minerales raros definen la diversidad mineralógica de nuestro planeta. «

Además, el análisis estadístico de la distribución y diversidad de minerales sugirió que miles de minerales raros plausibles siguen aguardando su descubrimiento o surgieron en algún momento de la historia de la Tierra, sólo para desaparecer posteriormente por el entierro, la erosión, o la subducción en el manto. El equipo predijo que existen 1.563 minerales en la Tierra hoy en día que aún no se han descubierto y descrito.

La distribución de estos minerales «desaparecidos» no es uniforme, sin embargo.

Varias circunstancias influyen en la probabilidad de que un mineral haya sido descubierto. Esto incluye características físicas, como el color. Minerales blancos son menos propensos a haberse caracterizado, por ejemplo. Otros factores incluyen la calidad de cristalización, solubilidad en agua, y la estabilidad cerca de la superficie del planeta.

Hazen y sus colegas predijeron que casi el 35 por ciento de los minerales de sodio permanecen sin descubrir, porque más de la mitad de ellos son de color blanco, mal cristalizados, o solubles en agua. Por el contrario, menos del 20 por ciento de minerales de cobre y magnesio no han sido descubiertos.

Ampliando aún más la relación entre la evolución geológica y biológica, el equipo de Hazen aplica los conceptos biológicos de azar y necesidad de la evolución mineral. En biología, esta idea significa que la selección natural se produce por una mutación al azar en el material genético de un organismo vivo, que confiere unaventaja reproductiva.

Pero en este caso, el equipo de Hazen se preguntó cómo la diversidad y distribución de minerales de la Tierra llegó a existir y la probabilidad de que podría ser replicado en otros lugares. Lo que encontraron es que si pudiéramos volver atrás el reloj y «reproducir» la historia de la Tierra, es probable que muchos de los minerales formados y descubiertos en esta versión alternativa de nuestro planeta serían diferentes de las que conocemos hoy en día.

«Esto significa que a pesar de la física, la química, y los factores biológicos que controlan la mayor parte de la diversidad de minerales de nuestro planeta, la mineralogía de la Tierra es única en el cosmos«, dijo Hazen.

ep

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