Articulo de referencia

Evolución de los minerales

La mayoría de los minerales de la Tierra se formaron después de que la fotosíntesis de las cianobacterias (en la foto) comenzó a agregar oxígeno a la atmósfera. La evolución min...

La mayoría de los minerales de la Tierra se formaron después de que la fotosíntesis de las cianobacterias (en la foto) comenzó a agregar oxígeno a la atmósfera.

La evolución mineral es una hipótesis reciente que proporciona un contexto histórico a la mineralogía . Postula que la mineralogía en los planetas y lunas se vuelve cada vez más compleja como resultado de los cambios en el entorno físico, químico y biológico. En el Sistema Solar , el número de especies minerales ha crecido de alrededor de una docena a más de 5400 como resultado de tres procesos: separación y concentración de elementos; mayores rangos de temperatura y presión junto con la acción de los volátiles; y nuevas vías químicas proporcionadas por los organismos vivos.

En la Tierra, hubo tres eras de evolución mineral. El nacimiento del Sol y la formación de asteroides y planetas aumentaron el número de minerales a unos 250. La reelaboración repetida de la corteza y el manto a través de procesos como la fusión parcial y la tectónica de placas aumentó el total a unos 1500. Los minerales restantes, más de dos tercios del total, fueron el resultado de cambios químicos mediados por organismos vivos, y el mayor aumento se produjo después del Gran Evento de Oxigenación .

Uso del término “evolución”

En el artículo de 2008 que introdujo el término "evolución mineral", Robert Hazen y coautores reconocieron que una aplicación de la palabra "evolución" a los minerales probablemente sería controvertida, aunque había precedentes que se remontan al libro de 1928 The Evolution of the Igneous Rocks de Norman Bowen . Utilizaron el término en el sentido de una secuencia irreversible de eventos que conducen a conjuntos de minerales cada vez más complejos y diversos. [1] A diferencia de la evolución biológica , no implica mutación , competencia o transmisión de información a la progenie . Hazen et al. exploraron algunas otras analogías, incluida la idea de extinción . Algunos procesos de formación de minerales ya no ocurren, como los que produjeron ciertos minerales en las condritas de enstatita que son inestables en la Tierra en su estado oxidado. Además, el efecto invernadero descontrolado en Venus puede haber provocado pérdidas permanentes de especies minerales. [1] [2] Sin embargo, la extinción mineral no es verdaderamente irreversible; un mineral perdido podría surgir nuevamente si se restablecieran las condiciones ambientales adecuadas. [3]

Minerales presolares

Los granos presolares ("polvo de estrellas") del meteorito Murchison proporcionan información sobre los primeros minerales.

En el Universo primitivo no había minerales porque los únicos elementos disponibles eran hidrógeno , helio y trazas de litio . [4] La formación de minerales se hizo posible después de que elementos más pesados, como el carbono , el oxígeno, el silicio y el nitrógeno , se sintetizaran en las estrellas. En las atmósferas en expansión de las gigantes rojas y en los materiales expulsados ​​por las supernovas , se formaron minerales microscópicos a temperaturas superiores a los 1500 °C (2730 °F). [1] [5]

La evidencia de estos minerales se puede encontrar en granos interestelares incorporados en meteoritos primitivos llamados condritas , que son esencialmente rocas sedimentarias cósmicas. [5] El número de especies conocidas es de aproximadamente una docena, aunque se han identificado varios materiales más pero no se han clasificado como minerales. [5] Debido a que tiene una alta temperatura de cristalización (alrededor de 4.400 °C (7.950 °F)), el diamante fue probablemente el primer mineral en formarse. [6] [7] A esto le siguieron el grafito , los óxidos ( rutilo , corindón , espinela , hibonita ), los carburos ( moissanita ), los nitruros ( osbornita y nitruro de silicio ) y los silicatos ( forsterita y perovskita de silicato (MgSiO 3 )). [1] Estos "ur-minerales" sembraron las nubes moleculares a partir de las cuales se formó el sistema solar. [8]

Procesos

Después de la formación del sistema solar, la evolución mineral fue impulsada por tres mecanismos principales: la separación y concentración de elementos; mayores rangos de temperatura y presión combinados con la acción química de los volátiles; y nuevas vías de reacción impulsadas por organismos vivos. [9]

Separación y concentración

Vistas en corte de algunos planetas terrestres , que muestran las capas

El nivel más alto en la clasificación de los minerales se basa en la composición química. [10] Sin embargo, los elementos definitorios de muchos grupos minerales, como el boro en los boratos y el fósforo en los fosfatos , al principio solo estaban presentes en concentraciones de partes por millón o menos. Esto dejó poca o ninguna posibilidad de que se unieran y formaran minerales hasta que las influencias externas los concentraron. [11] Los procesos que separan y concentran elementos incluyen la diferenciación planetaria (por ejemplo, la separación en capas como un núcleo y un manto); la desgasificación ; la cristalización fraccionada ; y la fusión parcial . [1]

Variables intensivas y volátiles

Cristales de yeso formados a medida que el agua se evaporaba en el lago Lucero , Nuevo México

Las combinaciones permisibles de elementos en los minerales están determinadas por la termodinámica; para que un elemento se agregue a un cristal en una ubicación determinada, debe reducir la energía. A temperaturas más altas, muchos elementos son intercambiables en minerales como el olivino . [3] A medida que un planeta se enfría, los minerales quedan expuestos a una mayor variedad de variables intensivas como la temperatura y la presión, [1] lo que permite la formación de nuevas fases y combinaciones más especializadas de elementos como minerales arcillosos y zeolitas . [3] Los nuevos minerales se forman cuando los compuestos volátiles como el agua , el dióxido de carbono y el O 2 reaccionan con ellos. Los entornos como los casquetes polares , los lagos secos y las rocas metamórficas exhumadas tienen conjuntos distintivos de minerales. [1]

Influencia biológica

La vida ha producido cambios dramáticos en el medio ambiente. El más dramático fue el Gran Evento de Oxigenación, hace unos 2.400 millones de años, en el que los organismos fotosintéticos inundaron la atmósfera de oxígeno. Los organismos vivos también catalizan reacciones, creando minerales como el aragonito que no están en equilibrio con su entorno. [1] [12]

Cronología

Antes de la formación del Sistema Solar, había alrededor de 12 minerales. [5] La estimación del número actual de minerales ha estado cambiando rápidamente. En 2008, era de 4300, [1] pero en noviembre de 2018 había 5413 especies minerales reconocidas oficialmente. [13]

En su cronología para la Tierra, Hazen et al. (2008) separaron los cambios en la abundancia de minerales en tres amplios intervalos: acreción planetaria hasta hace 4,55 Ga (hace mil millones de años); remodelación de la corteza y el manto de la Tierra entre 4,55 Ga y 2,5 Ga; e influencias biológicas después de 2,5 Ga. [1] [12] Además, dividieron las edades en 10 intervalos, algunos de los cuales se superponen. Además, algunas de las fechas son inciertas; por ejemplo, las estimaciones del inicio de la tectónica de placas moderna varían entre 4,5 Ga y 1,0 Ga. [14]

Acreción planetaria

Sección transversal de una condrita que contiene cóndrulos de olivino redondos y CAI blancos irregulares
Muestra de una pallasita con cristales de olivino en una matriz de hierro-níquel

En la primera era, el Sol se encendió, calentando la nube molecular circundante . Se produjeron 60 nuevos minerales que se conservaron como inclusiones en las condritas. La acumulación de polvo en asteroides y planetas, los bombardeos, el calentamiento y las reacciones con el agua elevaron el número a 250. [8] [12]

Etapa 1: El sol se enciende

Antes de 4,56 Ga, la nebulosa presolar era una densa nube molecular que consistía en gas hidrógeno y helio con granos de polvo dispersos. Cuando el Sol se encendió y entró en su fase T-Tauri , derritió los granos de polvo cercanos. Algunas de las gotitas derretidas se incorporaron a las condritas como pequeños objetos esféricos llamados cóndrulos . [12] Casi todas las condritas también contienen inclusiones ricas en calcio y aluminio (CAI), los primeros materiales formados en el Sistema Solar. [5] A partir de un examen de las condritas de esta era, se pueden identificar 60 nuevos minerales con estructuras cristalinas de todos los sistemas cristalinos . [5] Estos incluyeron las primeras aleaciones de hierro y níquel , sulfuros , fosfuros y varios silicatos y óxidos . [12] Entre los más importantes estaban el olivino rico en magnesio, el piroxeno rico en magnesio y la plagioclasa . Algunos minerales raros, producidos en ambientes pobres en oxígeno que ya no se encuentran en la Tierra, se pueden encontrar en las condritas de enstatita. [5]

Etapa 2: Formación de planetesimales

Poco después de formarse los nuevos minerales en la Etapa 1, comenzaron a agruparse, formando asteroides y planetas. Uno de los nuevos minerales más importantes fue el hielo ; el Sistema Solar primitivo tenía una "línea de nieve" que separaba los planetas rocosos y asteroides de los planetas gigantes ricos en hielo , los objetos transneptunianos y los cometas . El calentamiento de los radionucleidos derritió el hielo y el agua reaccionó con rocas ricas en olivino, formando filosilicatos , óxidos como la magnetita , sulfuros como la pirrotita , los carbonatos dolomita y calcita , y sulfatos como el yeso . El choque y el calor del bombardeo y la posterior fusión produjeron minerales como la ringwoodita , un componente importante del manto de la Tierra. [5]

Finalmente, los asteroides se calentaron lo suficiente para que se produjera una fusión parcial, produciendo fundidos ricos en piroxeno y plagioclasa (capaz de producir basalto ) y una variedad de fosfatos . Los elementos siderófilos (amantes de los metales) y litófilos (amantes de los silicatos) se separaron, lo que llevó a la formación de un núcleo y una corteza, y los elementos incompatibles fueron secuestrados en los fundidos. [5] Los minerales resultantes se han conservado en un tipo de meteorito pétreo, la eucrita ( cuarzo , feldespato potásico , titanita y circón ) y en meteoritos de hierro-níquel (aleaciones de hierro-níquel como la kamacita y la taenita ; sulfuros de metales de transición como la troilita ; carburos y fosfuros ). [1] Se estima que se formaron 250 nuevos minerales en esta etapa. [8] [12]

Reelaboración de la corteza y el manto

Un cristal de circón
Muestra de pegmatita del Gran Cañón
Esquema de una zona de subducción

La segunda era en la historia de la evolución de los minerales comenzó con el enorme impacto que formó la Luna, que derritió la mayor parte de la corteza y el manto. La mineralogía primitiva estuvo determinada por la cristalización de rocas ígneas y otros bombardeos. Esta fase fue reemplazada por un amplio reciclaje de la corteza y el manto, de modo que al final de esta era había alrededor de 1500 especies minerales. Sin embargo, pocas de las rocas sobrevivieron de este período, por lo que la cronología de muchos eventos sigue siendo incierta. [1]

Etapa 3: Procesos ígneos

La etapa 3 comenzó con una corteza formada por rocas máficas (ricas en hierro y magnesio) y ultramáficas como el basalto. Estas rocas se reciclaron repetidamente mediante fusión fraccionada, cristalización fraccionada y separación de magmas que se niegan a mezclarse. Un ejemplo de este proceso es la serie de reacciones de Bowen . [1]

Una de las pocas fuentes de información directa sobre la mineralogía en esta etapa son las inclusiones minerales en cristales de circón, que datan de hace 4,4 Ga. Entre los minerales en las inclusiones están cuarzo, moscovita , biotita , feldespato potásico , albita , clorita y hornblenda . [16]

En un cuerpo pobre en volátiles como Mercurio y la Luna, los procesos anteriores dan lugar a unas 350 especies minerales. El agua y otros volátiles, si están presentes, aumentan el total. La Tierra era rica en volátiles, con una atmósfera compuesta de N 2 , CO 2 y agua, y un océano que se volvió cada vez más salino. El vulcanismo , la desgasificación y la hidratación dieron lugar a hidróxidos , hidratos , carbonatos y evaporitas . Para la Tierra, donde esta etapa coincide con el Eón Hádico , se estima que el número total de minerales de amplia presencia es de 420, con más de 100 más que eran raros. [6] Marte probablemente alcanzó esta etapa de evolución mineral. [1]

Etapa 4: Formación de granitoides y pegmatitas

Con el calor suficiente, el basalto se volvió a fundir para formar granitoides , rocas de grano grueso similares al granito. Los ciclos de fusión concentraron elementos raros como el litio, el berilio , el boro, el niobio , el tantalio y el uranio hasta el punto en que pudieron formar 500 nuevos minerales. Muchos de ellos se concentran en rocas de grano excepcionalmente grueso llamadas pegmatitas que se encuentran típicamente en diques y vetas cerca de masas ígneas más grandes. Venus puede haber alcanzado este nivel de evolución. [12]

Etapa 5: Tectónica de placas

Con el inicio de la tectónica de placas, la subducción arrastró la corteza y el agua hacia abajo, lo que dio lugar a interacciones fluido-roca y a una mayor concentración de elementos raros. En particular, se formaron depósitos de sulfuro con 150 nuevos minerales de sulfosal . La subducción también llevó rocas más frías al manto y las expuso a presiones más altas, lo que dio lugar a nuevas fases que luego se elevaron y quedaron expuestas como minerales metamórficos como la cianita y la silimanita . [12]

Mineralogía mediada biológicamente

Fósil de estromatolito en sección de una formación de hierro bandeado de 2,1 Ga
Curita , un mineral de óxido de uranio y plomo

Los procesos inorgánicos descritos en la sección anterior produjeron alrededor de 1500 especies minerales. Los más de dos tercios restantes de los minerales de la Tierra son el resultado de la transformación de la Tierra por organismos vivos. [12] La mayor contribución fue del enorme aumento del contenido de oxígeno de la atmósfera, a partir del Gran Evento de Oxigenación. [17] Los organismos vivos también comenzaron a producir esqueletos y otras formas de biomineralización . [18] Minerales como la calcita, los óxidos metálicos y muchos minerales arcillosos podrían considerarse biofirmas , [19] junto con gemas como la turquesa , la azurita y la malaquita . [15] : 177 

Etapa 6: Biología en un mundo anóxico

Antes de hace unos 2,45 millones de años, había muy poco oxígeno en la atmósfera. La vida puede haber desempeñado un papel en la precipitación de enormes capas de carbonato cerca de los márgenes continentales y en la deposición de formaciones de hierro bandeado [1] , pero no hay evidencia inequívoca del efecto de la vida sobre los minerales [16] .

Etapa 7: Gran Evento de Oxigenación

A partir de hace unos 2,45 Ga y hasta hace unos 2,0 o 1,9 Ga, se produjo un aumento drástico del contenido de oxígeno en la atmósfera inferior, los continentes y los océanos, denominado Gran Evento de Oxidación o Gran Evento de Oxidación (GOE). Antes del GOE, los elementos que pueden estar en múltiples estados de oxidación estaban restringidos al estado más bajo, y eso limitaba la variedad de minerales que podían formar. En sedimentos más antiguos, se encuentran comúnmente los minerales siderita (FeCO 3 ), uraninita (UO 2 ) y pirita (FeS 2 ). Estos se oxidan rápidamente cuando se exponen a una atmósfera con oxígeno, pero esto no ocurrió ni siquiera después de una extensa meteorización y transporte. [20]

Cuando la concentración de moléculas de oxígeno en la atmósfera alcanzó el 1% del nivel actual, las reacciones químicas durante la meteorización fueron muy similares a las actuales. La siderita y la pirita fueron reemplazadas por los óxidos de hierro magnetita y hematita ; los iones Fe2 + disueltos que habían sido arrastrados al mar ahora se depositaron en extensas formaciones de hierro bandeado. Sin embargo, esto no dio lugar a nuevos minerales de hierro, solo a un cambio en su abundancia. Por el contrario, la oxidación de la uraninita dio lugar a más de 200 nuevas especies de minerales de uranilo , como la soddyita y la weeksita , así como a complejos minerales como la gummita . [20]

Otros elementos que tienen múltiples estados de oxidación incluyen el cobre (que se presenta en 321 óxidos y silicatos), boro, vanadio , magnesio , selenio , telurio , arsénico , antimonio , bismuto , plata y mercurio . [20] En total, se formaron alrededor de 2500 nuevos minerales. [12]

Etapa 8: Océano intermedio

Los siguientes mil millones de años (1,85-0,85 Ga) se conocen a menudo como los " mil millones aburridos " porque parecía que sucedía poco. La capa más oxidada de agua del océano cerca de la superficie se profundizó lentamente a expensas de las profundidades anóxicas , pero no pareció haber ningún cambio dramático en el clima, la biología o la mineralogía. Sin embargo, parte de esta percepción puede deberse a la mala conservación de las rocas de ese lapso de tiempo. Muchas de las reservas más valiosas del mundo de plomo, zinc y plata se encuentran en rocas de esta época, así como ricas fuentes de minerales de berilio, boro y uranio. [15] : 181  Este intervalo también vio la formación del supercontinente Columbia , su ruptura y la formación de Rodinia . [15] : 195  En algunos estudios cuantitativos de minerales de berilio, boro y mercurio, no hay nuevos minerales durante el Gran Evento de Oxidación, sino un pulso de innovación durante el ensamblaje de Columbia. Las razones de esto no están claras, aunque puede haber tenido algo que ver con la liberación de fluidos mineralizantes durante la formación de montañas . [15] : 202–204 

Etapa 9: Tierra de bolas de nieve

Entre 1.0 y 0.542 Ga, la Tierra experimentó al menos dos eventos de " Tierra bola de nieve " en los que gran parte (posiblemente toda) de la superficie estuvo cubierta por hielo (convirtiéndolo en el mineral de superficie dominante). Asociados con el hielo estaban los carbonatos de capa , capas gruesas de piedra caliza o dolomita , con abanicos de aragonito. [21] También se produjeron minerales arcillosos en abundancia, y los volcanes lograron perforar el hielo y agregar minerales al stock. [12]

Etapa 10: Era fanerozoica y biomineralización

Fósil de trilobite del Cámbrico tardío

La última etapa coincide con la era Fanerozoica , en la que se generalizó la biomineralización, la creación de minerales por organismos vivos. [12] Aunque se pueden encontrar algunos biominerales en registros anteriores, fue durante la explosión cámbrica cuando se desarrollaron la mayoría de las formas esqueléticas conocidas, [18] y los principales minerales esqueléticos (calcita, aragonito, apatita y ópalo ). [1] La mayoría de estos son carbonatos, pero algunos son fosfatos o calcita. En total, se han identificado más de 64 fases minerales en organismos vivos, incluidos sulfuros, óxidos, hidróxidos y silicatos metálicos; [18] se han encontrado más de dos docenas en el cuerpo humano. [1]

Antes del Fanerozoico, la tierra estaba formada principalmente por rocas estériles, pero las plantas comenzaron a poblarla en el Período Silúrico . Esto condujo a un aumento de un orden de magnitud en la producción de minerales arcillosos. En los océanos, el plancton transportó carbonato de calcio desde aguas poco profundas hasta el océano profundo, inhibiendo la producción de carbonatos de capa y haciendo menos probables futuros eventos de Tierra bola de nieve. Los microbios también se involucraron en los ciclos geoquímicos de la mayoría de los elementos, convirtiéndolos en ciclos biogeoquímicos . Las novedades mineralógicas incluyeron minerales orgánicos que se han encontrado en restos de vida ricos en carbono, como el carbón y las pizarras negras . [1]

Antropoceno

El mineral abhurita se forma cuando los artefactos de estaño se corroen en el agua de mar y se encuentra cerca de algunos naufragios. [22]

En sentido estricto, los minerales puramente biogénicos no son reconocidos por la Asociación Mineralógica Internacional (IMA) a menos que también estén involucrados procesos geológicos. Los productos puramente biológicos como las conchas de los organismos marinos no son aceptados. También se excluyen explícitamente los compuestos antropogénicos . [23] Sin embargo, los humanos han tenido tal impacto en la superficie del planeta que los geólogos están considerando la introducción de una nueva época geológica , el Antropoceno , para reflejar estos cambios. [24] [25]

En 2015, Zalasiewicz y coautores propusieron que la definición de minerales se ampliara para incluir minerales humanos y que su producción constituye una undécima etapa de la evolución mineral. [17] [26] Posteriormente, Hazen y coautores catalogaron 208 minerales que están oficialmente reconocidos por la IMA pero que son principalmente o exclusivamente el resultado de actividades humanas. La mayoría de estos se han formado en asociación con la minería . Además, algunos se crearon cuando los artefactos de metal se hundieron e interactuaron con el fondo marino. Algunos probablemente no serían reconocidos oficialmente hoy en día, pero se les permite permanecer en el catálogo; estos incluyen dos ( niobocarburo y carburo de tantalio ) que pueden haber sido un engaño. [25] [27] [28] [29]

Hazen y sus coautores identificaron tres formas en las que los humanos han tenido un gran impacto en la distribución y diversidad de minerales. La primera es a través de la fabricación. Una larga lista de cristales sintéticos tienen equivalentes minerales, incluidas gemas sintéticas, cerámicas, ladrillos, cemento y baterías. [29] Muchos más no tienen equivalente mineral; más de 180.000 compuestos cristalinos inorgánicos están listados en la Base de Datos de Estructuras Cristalinas Inorgánicas . [27] Para la minería o la construcción de infraestructura, los humanos han redistribuido rocas, sedimentos y minerales en una escala que rivaliza con la de la glaciación, y los minerales valiosos se han redistribuido y yuxtapuesto de maneras que no ocurrirían de forma natural. [28]

Origen de la vida

Más de dos tercios de las especies minerales deben su existencia a la vida, [12] pero la vida también puede deber su existencia a los minerales. Es posible que hayan sido necesarios como plantillas para unir moléculas orgánicas; como catalizadores para reacciones químicas; y como metabolitos . [1] Dos teorías destacadas sobre el origen de la vida involucran arcillas y sulfuros de metales de transición. [30] [31] Otra teoría sostiene que los minerales de borato de calcio como la colemanita y el borato , y posiblemente también el molibdato , pueden haber sido necesarios para que se formara el primer ácido ribonucleico (ARN). [32] [33] Otras teorías requieren minerales menos comunes como la mackinawita o la greigita . [1] Un catálogo de los minerales que se formaron durante el Eón Hádico incluye minerales arcillosos y sulfuros de hierro y níquel, incluyendo la mackinawita y la greigita; pero los boratos y los molibdatos eran poco probables. [6] [34] [35]

Los minerales también pueden haber sido necesarios para la supervivencia de la vida primitiva. Por ejemplo, el cuarzo es más transparente que otros minerales en las areniscas . Antes de que la vida desarrollara pigmentos para protegerla de los dañinos rayos ultravioleta , una fina capa de cuarzo podría protegerla al mismo tiempo que permitía el paso de suficiente luz para la fotosíntesis. Los minerales de fosfato también pueden haber sido importantes para la vida primitiva. El fósforo es uno de los elementos esenciales en moléculas como el trifosfato de adenosina (ATP), un portador de energía que se encuentra en todas las células vivas; ARN y ADN ; y membranas celulares . La mayor parte del fósforo de la Tierra se encuentra en el núcleo y el manto. El mecanismo más probable para ponerlo a disposición de la vida sería la creación de fosfatos como la apatita a través del fraccionamiento, seguido de la erosión para liberar el fósforo. Esto puede haber requerido la tectónica de placas. [36] [37]

Investigaciones adicionales

Cinabrio (rojo) sobre dolomita

Desde el artículo original sobre la evolución de los minerales, se han realizado varios estudios de minerales de elementos específicos, incluidos el uranio, el torio , el mercurio, el carbono, el berilio y los minerales arcillosos. Estos revelan información sobre diferentes procesos; por ejemplo, el uranio y el torio son productores de calor, mientras que el uranio y el carbono indican el estado de oxidación. [14] Los registros revelan ráfagas episódicas de nuevos minerales, como las que se produjeron durante el Boring Billion, así como largos períodos en los que no aparecieron nuevos minerales. Por ejemplo, después de un salto en la diversidad durante el ensamblaje de Columbia, no hubo nuevos minerales de mercurio entre 1,8 Ga y 600 millones de años atrás. Esta pausa notablemente larga se atribuye a un océano rico en sulfuros, que llevó a una rápida deposición del mineral cinabrio . [15] : 204 

La mayoría de los artículos sobre la evolución de los minerales se han centrado en la primera aparición de los mismos, pero también se puede estudiar la distribución de edades de un mineral determinado. Se han datado millones de cristales de circón y las distribuciones de edades son casi independientes de dónde se encuentran los cristales (por ejemplo, rocas ígneas, rocas sedimentarias o metasedimentarias o arenas de río modernas). Tienen altibajos que están vinculados con el ciclo del supercontinente, aunque no está claro si esto se debe a cambios en la actividad de subducción o de conservación. [14]

Otros estudios han analizado las variaciones temporales de las propiedades minerales, como las proporciones isotópicas, las composiciones químicas y las abundancias relativas de los minerales, aunque no bajo el título de "evolución mineral". [38]

Historia

Durante la mayor parte de su historia, la mineralogía no tuvo un componente histórico. Se ocupó de clasificar los minerales según sus propiedades químicas y físicas (como la fórmula química y la estructura cristalina) y definir las condiciones para la estabilidad de un mineral o grupo de minerales. [1] Sin embargo, hubo excepciones en las publicaciones que analizaron la distribución de las edades de los minerales o de las menas. En 1960, Russell Gordon Gastil encontró ciclos en la distribución de las fechas de los minerales. [39] Charles Meyer, al descubrir que las menas de algunos elementos se distribuyen en un lapso de tiempo más amplio que otros, atribuyó la diferencia a los efectos de la tectónica y la biomasa en la química de la superficie, particularmente el oxígeno libre y el carbono. [40] En 1979, AG Zhabin introdujo el concepto de etapas de la evolución mineral en la revista en idioma ruso Doklady Akademii Nauk y en 1982, NP Yushkin observó la creciente complejidad de los minerales con el tiempo cerca de la superficie de la Tierra. [41] [42] Luego, en 2008, Hazen y sus colegas introdujeron una visión mucho más amplia y detallada de la evolución mineral. A esto le siguió una serie de exploraciones cuantitativas de la evolución de varios grupos minerales. Estas condujeron en 2015 al concepto de ecología mineral , el estudio de las distribuciones de minerales en el espacio y el tiempo. [42] [43]

En abril de 2017, el Museo de Historia Natural de Viena inauguró una nueva exposición permanente sobre la evolución mineral. [44] [45]

Notas

  1. ^ El 420 corresponde a "fases que podrían haber desempeñado un papel importante en los procesos geoquímicos del Hádico"; también hay más de 100 minerales raros. [6]

Referencias

  1. ^ abcdefghijklmnopqrstu Hazen, RM; Papineau, D.; Bleeker, W.; Downs, RT; Ferry, JM; McCoy, TJ; Sverjensky, DA; Yang, H. (1 de noviembre de 2008). "Evolución de los minerales". Mineralogista estadounidense . 93 (11–12): 1693–1720. Código Bibliográfico :2008AmMin..93.1693H. doi :10.2138/am.2008.2955. S2CID  27460479.
  2. ^ Hazen, RM; Eldredge, N. (22 de febrero de 2010). "Temas y variaciones en sistemas complejos". Elements . 6 (1): 43–46. doi :10.2113/gselements.6.1.43. S2CID  3068623.
  3. ^ abc Rosing, Minik T. (27 de noviembre de 2008). «Ciencias de la Tierra: sobre la evolución de los minerales». Nature . 456 (7221): 456–458. Bibcode :2008Natur.456..456R. doi :10.1038/456456a. PMID  19037307. S2CID  205042578.
  4. ^ "Prueba de elementos del Big Bang de WMAP". Universo de WMAP . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio . Consultado el 22 de agosto de 2018 .
  5. ^ abcdefghi McCoy, TJ (22 de febrero de 2010). "Evolución mineralógica de los meteoritos". Elements . 6 (1): 19–23. doi :10.2113/gselements.6.1.19.
  6. ^ abcd Hazen, RM (25 de noviembre de 2013). "Paleomineralogía del eón hádico: una lista preliminar de especies". American Journal of Science . 313 (9): 807–843. Bibcode :2013AmJS..313..807H. doi :10.2475/09.2013.01. S2CID  128613210.
  7. ^ Wei-Haas, Maya. "La vida y las rocas pueden haber coevolucionado en la Tierra". Smithsonian . Consultado el 26 de septiembre de 2017 .
  8. ^ abc Condie, Kent C. (2015). La Tierra como un sistema planetario en evolución . Academic Press. pág. 360. ISBN 978-0128037096.
  9. ^ Hazen, Robert. "Mineral Evolution". Carnegie Science . Consultado el 12 de agosto de 2018 .
  10. ^ Jolyon, Ralph (noviembre de 2012). "¿La vida cambió la geología de la Tierra?". Astronomía . 40 (11): 44–49.
  11. ^ Hazen, Robert (24 de junio de 2014). «Cómo la vida convirtió a la Tierra en una maravilla cósmica». Aeon . Consultado el 13 de agosto de 2018 .
  12. ^ abcdefghijklmn Hazen, RM; Ferry, JM (22 de febrero de 2010). "Evolución mineral: mineralogía en la cuarta dimensión". Elements . 6 (1): 9–12. doi :10.2113/gselements.6.1.9. S2CID  128904704.
  13. ^ ab Pasero, Marco; et al. (noviembre de 2018). «La nueva lista de minerales de la IMA: un trabajo en progreso». La nueva lista de minerales de la IMA . IMA – CNMNC (Comisión de Nueva Nomenclatura y Clasificación de Minerales). Archivado desde el original el 5 de marzo de 2017. Consultado el 6 de febrero de 2019 .
  14. ^ abc Bradley, DC (23 de diciembre de 2014). "Evolución de los minerales e historia de la Tierra". Mineralogista estadounidense . 100 (1): 4–5. Código Bibliográfico :2015AmMin.100....4B. doi :10.2138/am-2015-5101. S2CID  140191182.
  15. ^ abcdef Hazen, Robert M. (2013). La historia de la Tierra: los primeros 4.500 millones de años, desde el polvo de estrellas hasta el planeta viviente . Nueva York: Penguin Books. ISBN 978-0143123644.
  16. ^ ab Papineau, D. (22 de febrero de 2010). "Ambientes minerales en la Tierra más antigua". Elements . 6 (1): 25–30. doi :10.2113/gselements.6.1.25. S2CID  128891543.
  17. ^ ab Gross, Michael (octubre de 2015). "Cómo la vida moldeó la Tierra". Current Biology . 25 (19): R847–R850. doi : 10.1016/j.cub.2015.09.011 . PMID  26726334.
  18. ^ abc Dove, PM (22 de febrero de 2010). "El auge de los biominerales esqueléticos". Elements . 6 (1): 37–42. doi :10.2113/gselements.6.1.37.
  19. ^ Yeager, Ashley (14 de noviembre de 2008). "Los microbios impulsaron la evolución mineral de la Tierra". Nature . doi :10.1038/news.2008.1226 . Consultado el 23 de agosto de 2018 .
  20. ^ abc Sverjensky, DA; Lee, N. (22 de febrero de 2010). "El gran evento de oxidación y la diversificación mineral". Elements . 6 (1): 31–36. doi :10.2113/gselements.6.1.31.
  21. ^ Shields, Graham A. (agosto de 2005). "Carbonatos del casquete neoproterozoico: una evaluación crítica de los modelos existentes y la hipótesis del mundo de las plumas". Terra Nova . 17 (4): 299–310. Bibcode :2005TeNov..17..299S. doi : 10.1111/j.1365-3121.2005.00638.x .
  22. ^ Memet, JB (2007). "La corrosión de artefactos metálicos en agua de mar: análisis descriptivo". En Dillmann, P.; Beranger, G.; Piccardo, P.; Matthiessen, H. (eds.). Corrosión de artefactos metálicos patrimoniales: investigación, conservación y predicción del comportamiento a largo plazo . Elsevier. págs. 152–169. doi :10.1533/9781845693015.152. ISBN 9781845693015.
  23. ^ Nickel, Ernest H. (1995). "La definición de un mineral". The Canadian Mineralogist . 33 (3): 689–690.
  24. ^ Monastersky, Richard (11 de marzo de 2015). «Antropoceno: la era humana». Nature . 519 (7542): 144–147. Bibcode :2015Natur.519..144M. doi : 10.1038/519144a . PMID  25762264.
  25. ^ ab Heaney, PJ (2017). "Definición de minerales en la era de los humanos". Mineralogista estadounidense . 102 (5): 925–926. Código Bibliográfico :2017AmMin.102..925H. doi :10.2138/am-2017-6045. S2CID  125401258.
  26. ^ Zalasiewicz, Jan; Kryza, Ryszard; Williams, Mark (2014). "La firma mineral del Antropoceno en su contexto de tiempo profundo". Geological Society, Londres, Publicaciones especiales . 395 (1): 109–117. Bibcode :2014GSLSP.395..109Z. doi :10.1144/SP395.2. S2CID  128774924.
  27. ^ ab Hazen, Robert M.; Grew, Edward S.; Origlieri, Marcus J.; Downs, Robert T. (1 de marzo de 2017). "Sobre la mineralogía de la "época del Antropoceno"". Mineralogista estadounidense . 102 (3): 595–611. Código Bibliográfico :2017AmMin.102..595H. doi :10.2138/am-2017-5875. S2CID  111388809.
  28. ^ ab Observatorio de Carbono Profundo. "Catálogo de 208 minerales de origen humano refuerza argumento para declarar 'Época del Antropoceno'" . Consultado el 24 de agosto de 2018 .
  29. ^ ab Hall, Shannon. "Se encontraron miles de minerales creados por el hombre: otro argumento a favor del Antropoceno". Scientific American . Consultado el 24 de agosto de 2018 .
  30. ^ Dawkins, Richard (1996). El relojero ciego (Reedición con una nueva introducción). Nueva York: WW Norton & Company . Págs. 153-159. ISBN. 978-0-393-31570-7. OCLC  35648431  .
  31. ^ Fry, Iris (2000). El surgimiento de la vida en la Tierra: una reseña histórica y científica . Rutgers University Press. pp. 162–172. ISBN 978-0813527406.
  32. ^ Ward, Peter; Kirschvink, Joe (7 de abril de 2015). Una nueva historia de la vida: los nuevos y radicales descubrimientos sobre los orígenes y la evolución de la vida en la Tierra . Bloomsbury Publishing. págs. 55–57. ISBN 978-1608199082.
  33. ^ Brown, William F. (2016). Perspectivas: La evolución del cosmos, la vida, los seres humanos, la cultura y la religión y una mirada al futuro . FriesenPress. p. 33. ISBN 978-1460270301.
  34. ^ Carnegie Institution. «Minerales antiguos: ¿cuáles dieron origen a la vida?». ScienceDaily . Consultado el 28 de agosto de 2018 .
  35. ^ Grew, Edward S.; Bada, Jeffrey L.; Hazen, Robert M. (8 de enero de 2011). "Minerales de borato y origen del mundo del ARN". Orígenes de la vida y evolución de las biosferas . 41 (4): 307–316. Bibcode :2011OLEB...41..307G. doi :10.1007/s11084-010-9233-y. PMID  21221809. S2CID  17307145.
  36. ^ Parnell, J. (abril de 2004). "Tectónica de placas, mineralogía de superficie y la evolución temprana de la vida". Revista internacional de astrobiología . 3 (2): 131–137. Código Bibliográfico :2004IJAsB...3..131P. doi :10.1017/S1473550404002101. S2CID  122717120.
  37. ^ Schulze-Makuch, Dirk. "Fósforo: no se puede vivir sin él, al menos en la Tierra". Revista Air & Space . Consultado el 28 de agosto de 2018 .
  38. ^ Hazen, RM; Bekker, A.; Bish, DL; Bleeker, W.; Downs, RT; Farquhar, J.; Ferry, JM; Grew, ES; Knoll, AH; Papineau, D.; Ralph, JP; Sverjensky, DA; Valley, JW (24 de junio de 2011). "Necesidades y oportunidades en la investigación de la evolución mineral". Mineralogista estadounidense . 96 (7): 953–963. Código Bibliográfico :2011AmMin..96..953H. doi :10.2138/am.2011.3725. S2CID  21530264.
  39. ^ Gastil, RG (1 de enero de 1960). "La distribución de las fechas minerales en el tiempo y el espacio". American Journal of Science . 258 (1): 1–35. Bibcode :1960AmJS..258....1G. doi :10.2475/ajs.258.1.1.
  40. ^ Meyer, C. (22 de marzo de 1985). "Metales minerales a través de la historia geológica". Science . 227 (4693): 1421–1428. Bibcode :1985Sci...227.1421M. doi :10.1126/science.227.4693.1421. PMID  17777763. S2CID  6487666.
  41. ^ Grew, ES; Hazen, RM (15 de mayo de 2014). "Evolución del mineral de berilio". Mineralogista estadounidense . 99 (5–6): 999–1021. Código Bibliográfico :2014AmMin..99..999G. doi :10.2138/am.2014.4675. S2CID  131235241.
  42. ^ ab Krivovichev, Sergey V.; Krivovichev, Vladimir G.; Hazen, Robert M. (2017). "Complejidad estructural y química de los minerales: correlaciones y evolución temporal". Revista Europea de Mineralogía . 30 (2): 231–236. doi :10.1127/ejm/2018/0030-2694. S2CID  73692485.
  43. ^ Kwok, Roberta (11 de agosto de 2015). "¿La evolución de los minerales está impulsada por el azar?". Quanta Magazine . Consultado el 11 de agosto de 2018 .
  44. ^ "Nueva exposición abre en Viena, muestra la evolución de los minerales en la Tierra" (Nota de prensa). Observatorio de Carbono Profundo. 13 de abril de 2017. Archivado desde el original el 13 de octubre de 2018 . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
  45. ^ Stanzl, Eva (4 de abril de 2017). "Die Evolution der Steine" [La evolución de las piedras] (en alemán). Wiener Zeitung . Consultado el 5 de octubre de 2018 .

Lectura adicional

  • Anbar, AD (27 de septiembre de 2012). "Un relato coevolutivo". Science . 337 (6102): 1606. Bibcode :2012Sci...337.1606A. doi :10.1126/science.1224957. S2CID  85223436.
  • Berardelli, Phil (14 de noviembre de 2008). «Los minerales de la Tierra también evolucionaron». Science . AAAS . Consultado el 9 de septiembre de 2017 .
  • James Cleaves II, H.; Michalkova Scott, Andrea; Hill, Frances C.; Leszczynski, Jerzy; Sahai, Nita; Hazen, Robert (2012). "Procesos interfaciales minerales-orgánicos: roles potenciales en los orígenes de la vida". Chemical Society Reviews . 41 (16): 5502–5525. doi :10.1039/c2cs35112a. PMID  22743683.
  • Observatorio de Carbono Profundo . «Nueva exposición abre en Viena, muestra la evolución de los minerales en la Tierra». Archivado desde el original el 13 de octubre de 2018. Consultado el 24 de agosto de 2018 .
  • Gillen, Paul (1 de enero de 2016). «Notas sobre la evolución mineral: vida, sensibilidad y el Antropoceno». Humanidades ambientales . 8 (2): 215–234. doi : 10.1215/22011919-3664324 .
  • Hamilton, Doug (13 de enero de 2016). "Life's rocky start". Nova . Temporada 43. Episodio 3. PBS. Transcripción . Consultado el 13 de mayo de 2018 .
  • Mann, Adam (31 de octubre de 2017). «Lo que la evolución mineral nos dice sobre la vida en la Tierra y más allá». Medium . Consultado el 11 de agosto de 2018 .
  • Saey, Tina Hesman (16 de febrero de 2015). «El vínculo de la mineralogía con la ecología hace improbable la existencia de un planeta gemelo de la Tierra». Science News . Archivado desde el original el 26 de agosto de 2018 . Consultado el 24 de agosto de 2018 .
  • Vasconcelos, C.; McKenzie, JA (9 de enero de 2009). "El descenso de los minerales". Science . 323 (5911): 218–219. doi :10.1126/science.1168807. PMID  19131619. S2CID  206517566.
  • "Cómo evolucionan las rocas". The Economist . 13 de noviembre de 2008 . Consultado el 10 de septiembre de 2017 .
  • "Abellaíta". Base de datos de evolución de minerales .
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