Diversidades minerales, de la vida y de los suelos: Genética versus propiedades (Diversidades y Taxonomías)
Fuente: colaje imágenes Google
Como veremos abajo, un minerólogo llamado Hazen, parece llevar una vida paralela a la mía en su ámbito de indagación, la mineralogía. La única diferencia estriba en que el ha ido recibiendo grandes sumas de financiación y colaboración internacional, así como de la NASA, mientras que yo bramé en el desierto tal ermitaño. En lo concerniente a la diversidad de minerales, el ha ido obteniendo patrones matemáticos muy semejantes a las que yo personalmente publiqué desde 1995 con colaboradores intermitentes en el ámbito de la edafodiversidad y biodiversidad. Empero el parece que podría llegar a alcanzar metas que yo propuse para los suelos, pero que a la postre terminaron siendo rechazadas por el establishment y aquellas mentes timoratas que defienden que las matemáticas lo solucionan todo. Me refiero más concretamente a no abandonar las clasificaciones genéticas de suelos y sustituirlas por otras basadas en propiedades en sentido amplio del termino. Él, sin embargo, como veréis en las notas de prensa que os proporciono abajo, partió de las segundas y puede tener éxito en lograr que la comunidad científica acepte finalmente las genéticas. Se trata de indagaciones que en ambos casos nos han ocupado la mayor parte de nuestras vidas profesionales. Y me alegro mucho de su éxito. A ver si espabilamos los edafólogos algún día.
Y que tienen que ver las taxonomías y clasificaciones con las diversidades: ¡Pues Todo!. Los estudiosos de la diversidad, con independencia de su objeto de estudio, conocen muy bien que el inventario de los taxones de cada recurso, resultan ser la diversidad global reconocida por la ciencia en un momento dado de la historia. La taxonomía biológica, sería, por ejemplo, la que incluye todos los taxa de la vida. En consecuencia, al cambiar los criterios y poner en marcha nuevos constructos taxonómicos, se derrumba el marco de referencia precedente. El numero de especies (minerales y vegetales) y edafotaxa aumentan o disminuyen conforme a la abundancia que permiten las clasificaciones. Como veréis abajo, Hazen ha más que duplicado las especies minerales previamente reconocidas. Esta es una de las razones por las que jamás llegaremos a un consenso o inventario definitivo, por mucho que nos frustre. Conforme progresa la ciencia, aumentan nuestros conocimientos obligándonos a cambiar lo que previamente creíamos saber. Permitirme que os narre una experiencia personal.
No hará muchos años que me topé con un dilema al investigar los suelos de zonas áridas y desérticas de Europa, como he ido explicando en post y publicaciones científicas que os relaciono abajo. En el desierto de Tabernas, detecté una anomalía sorprendente. Los enclaves más áridos resultaban ser, en la provincia de Almería, los que atesoraban una mayor diversidad de comunidades biológicas asociadas e excesos de humedad ¿¿??. Al estudiarlos en el campo y cotejar la bibliografía descubrí que los lechos fluviales de las ramblas ouadis se encontraban edafizados, atesorando una biología típicamente edafológica. Observando el perfil, detectaba una enorme cantidad de piedras entre las que se intercalaban gránulos minerales y muchos restos orgánicos con diferente grado de descomposición. Ninguna clasificación, al menos internacional, se había percatado que este hábitat nos pertenecía, ya que el agua solo corre por ellos de vez en cuando, incluso tras años o decenios. Y ese echo también acaece en numerosos edafotaxa mucho más genéricos. Consulté pues con uno de los padres de la WRB (clasificación de la FAO e IUSS) y me remitió a un tipo de Leptosoles típicos de los suelos pedregosos de las montañas ricos en materia orgánica.
Ustedes me dirán que factores formadores comparten las edafogénesis de los suelos húmedos y pedregosos de las vertientes montañosas, con las llanuras áridas. Me pareció un disparate monumental, aunque no a la luz de la WRB que, de taxonomía genética ya tiene muy poco. Se necesitaba pues aceptar, como mínimo, la inclusión de nuevos edafotaxa. Y allí se quedó el tema. Yo tampoco insistí.
Lean abajo, hasta donde llega Hazen y colaboradores con las taxonomías genéticas en lugar de las basadas en la estructura cristalina y composición química de los minerales. Reflexionen acerca de todo lo que se puede progresar en una disciplina concreta. Fíjense en que hasta se ha dado paso a reconocer que ciertos minerales son producto de los suelos (por ejemplo, los ornitogenéticos). Adelantemos que más del 50% de los minerales terrestres son producto del agua, o derivados directa e indirectamente de la vida. La primera nota de prensa termina así y así termino yo.
“Un estudio de 15 años dirigido por la Institución Carnegie para la Ciencia detalla los orígenes y la diversidad de cada mineral conocido en la Tierra, un cuerpo de trabajo histórico que ayudará a reconstruir la historia de la vida en la Tierra, guiará la búsqueda de nuevos minerales y depósitos de minerales, predecirá las posibles características de la vida futura y ayudará a la búsqueda de planetas habitables y vida extraterrestre”.
¿Podemos vislumbrar algo así de maravilloso los edafólogos con nuestros constructos taxonómicos?.
¿Pero y el hombre? Resulta que nosotros también hemos colaborado a incrementar la diversidad mineral, como se señala en la nota de prensa: “600+: Minerales derivados de actividades humanas, incluyendo más de 500 causados por la minería, 234 de incendios de minas de carbón”. En eso de inventar nuevos materiales…….
Como se trata de un tema que me ha preocupado durante años y años, os dejo también con mis publicaciones científicas. Este modo de proceder os demostrará que no he exagerado nada en absoluto. Os ruego encarecidamente que leáis las notas de prensa, ya que no tienen desperdicios, aunque sí algunas imposturas intelectuales, como os expliqué en este entradilla.
Juan José Ibáñez
Continúa………
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Los Suelos de los Lechos Fluviales: Las Ramblas y los Uadi y su Biodiversidad de Plantas Vasculares
Artículos personales de Investigation:
Biogeodiversity and pedodiversity islands in arid lands of Europe (Almería Province, Spain)
Ibáñez, J. J., Pérez-Gómez, R., Oyonarte, C. & Brevik, E.C. 2015. are there arid land soilscapes in southwestern Europe?. Land Degrad. Develop. 26 (8), 853–862., doi: 10.1002/ldr.2451.
Ibáñez, J. J., Pérez-Gómez, R., Ganis, P. & Feoli, R. 2016. The use of vegetation series to assess α and β vegetation diversity and their relationships with geodiversity in the province of Almeria (Spain) with watersheds as operational
geographic units. Plant Biosyst. 150(6) -1407| First Published online: 03 Oct 2016. http://dx.doi.org/10.1080/11263504.2016.1165755.
Ibáñez, J.J., Pérez-Gómez, R., Brevik, E.C., Cerdá, A., 2016. Islands of biogeodiversity in arid lands on a polygons map study: Detecting scale invariance patterns from natural resources maps. Sci. Total Environ. 573:1638-1647. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.172.
Feoli, E., Pérez-Gómez, R., Oyonarte, C., Ibáñez, J.J. 2017. Using spatial data mining to analyze area-diversity patterns among soil, vegetation, and climate: A case study from Almería, Spain. Geoderma, 287 (1): Pages 164-169 http://dx.doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.09.011.
Ibáñez, J. J., Pérez-Gómez, R., Oyonarte, C. & Brevik, E.C. 2015. are there arid land soilscapes in southwestern Europe?. Land Degrad. Develop. 26 (8), 853–862., doi: 10.1002/ldr.2451.
Sobre clasificaciones algunos artículos y capitulos
The search for a new Paradigm in Pedology: a driving force for new approaches to soil classification.
Classical pedology questioned and defended
Catalogando los diversos orígenes de los minerales de la Tierra
Por Staff Writers; Washington DC (SPX) Jul 01, 2022
Un estudio de 15 años dirigido por la Institución Carnegie para la Ciencia detalla los orígenes y la diversidad de cada mineral conocido en la Tierra, un cuerpo de trabajo histórico que ayudará a reconstruir la historia de la vida en la Tierra, guiará la búsqueda de nuevos minerales y depósitos de minerales, predecirá las posibles características de la vida futura y ayudará a la búsqueda de planetas habitables y vida extraterrestre.
En artículos gemelos publicados por American Mineralogist y patrocinados en parte por la NASA, los científicos de Carnegie Robert Hazen y Shaunna Morrison detallan un enfoque novedoso para agrupar (agrupar) especies afines de minerales o dividir nuevas especies en función de cuándo y cómo se originaron.
Una vez que se tiene en cuenta la génesis mineral, el número de «tipos minerales», un término recién acuñado, asciende a más de 10,500, un número aproximadamente un 75% mayor que las aproximadamente 6,000 especies minerales reconocidas por la Asociación Mineralógica Internacional (IMA) solo sobre la base de la estructura cristalina y la composición química.
«Este trabajo cambia fundamentalmente nuestra visión de la diversidad de minerales en el planeta«, dice el Dr. Hazen, científico del personal del Laboratorio de tierra y planetas, Carnegie Institution for Science, Washington DC.
El 80% de los minerales de la Tierra fueron mediados por agua
«Por ejemplo, más del 80% de los minerales de la Tierra fueron mediados por el agua, que es, por lo tanto, fundamentalmente importante para la diversidad mineral en este planeta. Por extensión, esto explica una de las razones clave por las que la Luna y Mercurio e incluso Marte tienen muchas menos especies minerales que la Tierra».
«El trabajo también nos dice algo muy profundo sobre el papel de la biología», añade. «Un tercio de los minerales de la Tierra no podrían haberse formado sin la biología: conchas, huesos y dientes, o microbios, por ejemplo, o el papel indirecto vital de la biología, como la creación de una atmósfera rica en oxígeno que condujo a 2.000 minerales que no se habrían formado de otra manera».
«Cada espécimen mineral tiene una historia. Cada uno cuenta una historia. Cada uno es una cápsula del tiempo que revela el pasado de la Tierra como ninguna otra cosa puede«.
El 40% de las especies minerales de la Tierra se formaron de más de una manera
Según el documento, la naturaleza creó el 40% de las especies minerales de la Tierra de más de una manera, por ejemplo, tanto abióticamente como con la ayuda de las células, y en varios casos utilizó más de 15 recetas diferentes para producir la misma estructura cristalina y composición química.
De las 5.659 especies minerales reconocidas estudiadas por Hazen y sus colegas, nueve surgieron a través de 15 o más procesos físicos, químicos y / o biológicos diferentes, desde la formación casi instantánea por rayos o meteoritos, hasta los cambios causados por interacciones agua-roca o transformaciones a altas presiones y temperaturas que abarcan cientos de millones de años.
Y, como para demostrar que tiene sentido del humor, la naturaleza ha utilizado 21 formas diferentes en los últimos 4.500 millones de años para crear pirita (también conocida como Fool’s Gold), la campeona mundial de minerales de diversos orígenes. La pirita se forma a alta temperatura y baja, con y sin agua, con la ayuda de microbios y en ambientes hostiles donde la vida no juega ningún papel.
Compuesta de una parte de hierro a dos partes de sulfuro (FeS2), la pirita se deriva y se entrega a través de meteoritos, volcanes, depósitos hidrotermales, por presión entre capas de roca, meteorización de rocas cercanas a la superficie, depósitos precipitados microbianamente, varios procesos asociados a la minería, incluidos los incendios de minas de carbón y muchos otros medios.
Para llegar a sus conclusiones, Hazen y Morrison construyeron una base de datos de cada proceso conocido de formación de cada mineral conocido. Basándose en grandes bases de datos minerales de acceso abierto (mindat.org y rruff.ima/info), amplificadas por miles de artículos de investigación primaria sobre la geología de las localidades minerales de todo el mundo, identificaron 10.556 combinaciones diferentes de minerales y modos de formación, detalladas en el documento, «Sobre los modos paragenéticos de los minerales: una perspectiva de evolución mineral«.
En total, los minerales han surgido de una o más de 57 maneras diferentes, según ese artículo y un artículo hermano publicado simultáneamente por la misma revista, «Lumping and splitting: towards a classification of mineral natural types«, en coautoría con los doctores Hazen y Morrison en colaboración con los mineralogistas Sergey Krivovichev de la Academia rusa de Ciencias y Robert Downs de la Universidad de Arizona.
El objetivo de sus esfuerzos: «Comprender cómo la diversidad y la distribución de los minerales han cambiado a través del tiempo profundo y proponer un sistema de clasificación de minerales que refleje los orígenes minerales en el contexto de la evolución de los mundos terrestres».
Distinguir los minerales en función de cómo y cuándo apareció cada tipo a través de la historia de más de 4.500 millones de años de la Tierra.
En estudios anteriores durante más de un siglo, miles de mineralogistas de todo el mundo han documentado cuidadosamente casi 6.000 «especies minerales» diferentes basadas en sus combinaciones únicas de composición química y estructura cristalina. El Dr. Hazen y sus colegas adoptaron un enfoque diferente, enfatizando cómo y cuándo apareció cada tipo de mineral a través de más de 4.500 millones de años de historia de la Tierra.
«Nadie ha emprendido esta enorme tarea antes», dice el Dr. Hazen, honrado por la IMA con su medalla 2021 por sus logros sobresalientes en química de cristales minerales, particularmente en el campo de la evolución mineral.
«En estos documentos gemelos, estamos presentando nuestro mejor esfuerzo para sentar las bases de un nuevo enfoque para reconocer diferentes tipos de minerales. Damos la bienvenida a las ideas, adiciones y versiones futuras de la comunidad mineralógica».
Las nuevas ideas y conclusiones de los documentos incluyen:
+ El agua ha jugado un papel dominante en la diversidad mineral de la Tierra, involucrada en la formación de más del 80% de las especies minerales.
La vida jugó un papel directo o indirecto en la formación de casi la mitad de las especies minerales conocidas, mientras que un tercio de los minerales conocidos, más de 1.900 especies, se formaron exclusivamente como consecuencia de actividades biológicas.
Los elementos raros juegan un papel desproporcionado en la diversidad mineral de la Tierra. Solo 41 elementos, que juntos constituyen menos de 5 partes por millón de la corteza terrestre, son constituyentes esenciales en unos 2.400 (más del 42%) de los minerales de la Tierra. Los 41 elementos incluyen arsénico, cadmio, oro, mercurio, plata, titanio, estaño, uranio y tungsteno.
Gran parte de la diversidad mineral de la Tierra se estableció dentro de los primeros 250 millones de años del planeta.
Se cree que unos 296 minerales conocidos son anteriores a la Tierra misma, de los cuales 97 se conocen solo a partir de meteoritos (con la edad de algunos granos minerales individuales estimada en 7 mil millones de años, miles de millones de años antes del origen de nuestro sistema solar)
Los minerales más antiguos conocidos son pequeños cristales de circón duraderos, de casi 4.400 millones de años de antigüedad.
+ Más de 600 minerales han derivado de las actividades humanas, incluyendo más de 500 minerales causados por la minería, 234 de ellos formados por incendios de minas de carbón
Según la investigación, se sabe que 3.349 (59%) de las especies minerales aprobadas por IMA ocurren a partir de un solo proceso (modo paragenético), 1.372 especies (24%) de dos procesos, 458 (8%) de tres procesos y el resto, 480 (8%), de cuatro o más procesos.
Los diamantes, por ejemplo, compuestos de carbono, se han originado de al menos nueve maneras, incluida la condensación en las atmósferas de enfriamiento de estrellas viejas, durante el impacto de un meteorito y bajo una presión ultra alta en las profundidades de la Tierra.
Estos procesos condujeron a distintas variantes de diamantes, por ejemplo, estelares, de impacto, de manto y de ultra alta presión, que los autores designan como diferentes «tipos naturales».
Los autores proponen que, complementariamente a la lista de minerales aprobada por la IMA, se creen nuevas categorizaciones y agrupaciones sobre la base de la génesis de un mineral (modo paragenético).
Por ejemplo, la ciencia puede agrupar 400 minerales formados por condensación (por la cual una sustancia pasa directamente de gas a sólido sin pasar por un estado líquido) en fumarolas volcánicas, aberturas en la superficie de la Tierra que emiten vapor y gases volcánicos.
Los documentos detallan otras consideraciones en la agrupación y clasificación de minerales, como el eón en el que se formaron. Por ejemplo, el «Gran Evento de Oxidación» de la Tierra hace unos 2.300 millones de años llevó a la formación de nuevos minerales en la superficie cercana del planeta.
Y hace unos 4.450 millones de años, cuando el agua apareció por primera vez, las primeras interacciones agua-roca pueden haber producido hasta 350 minerales en entornos marinos y terrestres cercanos a la superficie.
También parece que cientos de minerales diferentes pueden haberse formado en la Tierra antes del impacto gigante que vaporizó gran parte de la corteza y el manto de nuestro planeta y condujo a la formación de la Luna hace unos 4.500 millones de años. Si es así, esos minerales fueron borrados, solo para reformar a medida que la Tierra se enfriaba y solidificaba.
«El fuerte contraste entre el gran complemento de minerales de la Tierra y la relativa parsimonia mineralógica de la Luna y Mercurio, así como la modesta diversidad que se encuentra en Marte, se deriva de diferentes influencias del agua», dicen los autores.
Además de las creaciones minerales accidentales en incendios mineros, la humanidad ha fabricado innumerables miles de compuestos similares a minerales que no califican para el reconocimiento de la IMA: materiales de construcción, semiconductores, cristales láser, aleaciones especiales, piedras preciosas sintéticas, desechos plásticos y similares. Todos, sin embargo, son «propensos a persistir durante millones de años en el registro geológico, proporcionando así un horizonte sedimentario claro que marca la llamada ‘Época del Antropoceno'».
Mientras tanto, hay 77 «biominerales», según el documento, formados por una variedad de procesos metabólicos, desde corales, conchas y ortigas, hasta minerales en huesos, dientes y cálculos renales.
Otros 72 minerales derivan directa o indirectamente del guano y la orina de aves y murciélagos. Esa lista incluye el raro mineral esfeniscidita, que se forma cuando la orina de los pingüinos (orden Sphenisciformes, de ahí el nombre del mineral) reacciona con minerales de arcilla debajo de una colonia en la Isla Elefante en el Territorio Antártico Británico.
La evolución mineral y los orígenes de la vida
Los autores señalan que la formación de océanos, el extenso desarrollo de la corteza continental y tal vez incluso el inicio de alguna forma temprana de subducción (el proceso que impulsa la tectónica de placas hoy en día) en el Eón Hadeo temprano hace 4.000 a 4.500 millones de años, significó muchos procesos importantes de formación de minerales, y hasta 3.534 especies minerales, ocurrieron en los primeros 250 millones de años de la Tierra.
«Si es así, entonces la mayoría de los ambientes geoquímicos y mineralógicos invocados en los modelos de los orígenes de la vida habrían estado presentes hace 4.300 millones de años», dicen.
Si la vida es «un imperativo cósmico que emerge en cualquier mundo rico en minerales y agua», dicen los autores, «entonces estos hallazgos apoyan la hipótesis de que la vida en la Tierra «surgió rápidamente, en concierto con un Reino Mineral vibrante y diverso, en las primeras etapas de la evolución planetaria».
Mineralogía
extraterrestre El trabajo también señala caminos a seguir para futuros investigadores y exploradores:
«¿Qué ambientes de formación de minerales ocurren en la Luna, Marte y otros mundos terrestres? Enumerar los modos paragenéticos, y colocar cada especie mineral en una o más de esas categorías, ofrece una oportunidad para evaluar la mineralogía extraterrestre con una nueva perspectiva. Si Marte tuviera (o todavía tenga) un ciclo hidrológico, ¿qué manifestaciones mineralógicas podríamos esperar? Por ejemplo, ¿hay depósitos de sulfuro hidrotermal marciano y, de ser así, se movilizaron una variedad de metales? Por otro lado, si la Luna está realmente seca, ¿qué procesos paragenéticos están excluidos? ¿Y los cuerpos extraterrestres muestran procesos paragenéticos que no se ven en la Tierra, como el crio-vulcanismo en Titán?»
En números
+ 5.659: «especies» minerales reconocidas por la Asociación Mineralógica Internacional en el momento de esta investigación. (Ese número ha aumentado desde entonces a más de 5.800 especies)
+ 10.556: Combinaciones de especies minerales y medios de origen («tipos minerales»)
+ 57: diferentes procesos físicos, químicos o biológicos que crearon los minerales de la Tierra
+ 40%: Proporción de especies minerales que se originaron de más de una manera
+ 3.349 (59%): Minerales que se producen en un solo proceso (modo paragenético)
+ 1.372 (24%): Minerales que se producen de dos maneras
+ 458 (8%): Minerales que se producen de tres maneras
+ 480 (8%): Minerales que se producen de cuatro o más maneras
+ 9: Minerales que surgieron a través de 15 o más formas
+ 21: Formas en que se ha formado la pirita (Fool’s Gold), la mayor cantidad de cualquier mineral
+ 9: Formas en que los diamantes se han formado en ambientes desde el espacio exterior hasta la Tierra profunda
+ 80%: Minerales que el agua jugó un papel dominante en la creación
+ ~50%: Minerales en los que la biología jugó un papel directo o indirecto en la creación
+ 1.900 (aproximadamente 1/3): Minerales formados exclusivamente por procesos biológicos
+ 41: Elementos raros (que constituyen menos de 5 partes por millón de la corteza terrestre) involucrados en la formación de 2.400 (más del 42%) de minerales
+ 296: Minerales que se cree que son anteriores a la Tierra misma
+ 97: Minerales conocidos solo de meteoritos
+ 7 mil millones de años (anteriores a nuestro sistema solar por miles de millones de años): La edad de los granos minerales individuales descubiertos en los meteoritos
+ Hasta 350: Minerales creados en ambientes marinos y terrestres cercanos a la superficie cuando el agua apareció por primera vez en la Tierra hace ~ 4.45 mil millones de años
+ 4.4 mil millones de años: Edad del mineral más antiguo conocido creado en la Tierra: cristales de circón
+ 3.534: minerales que se cree que se formaron en los primeros 250 millones de años de la Tierra
+ 600+: Minerales derivados de actividades humanas, incluyendo más de 500 causados por la minería, 234 de incendios de minas de carbón
+ 77: Biominerales (formados por procesos metabólicos)
+ 72: Minerales derivados directa o indirectamente del guano y la orina de aves y murciélagos
Informe de investigación: Sobre los modos paragenéticos de los minerales: una perspectiva
Los científicos descifran y catalogan los diversos orígenes de los minerales de la Tierra
Tras un estudio de 15 años han podido elaborar un informe patrocinado por la NASA
Un estudio de 15 años de duración dirigido por la Carnegie Institution for Science, de Estados Unidos, detalla los orígenes y la diversidad de todos los minerales conocidos en la Tierra, un trabajo que marcará un hito y que ayudará a reconstruir la historia de la vida en la Tierra, a orientar la búsqueda de nuevos minerales y yacimientos, a predecir las posibles características de la vida futura y a facilitar la búsqueda de planetas habitables y vida extraterrestre.
En sendos artículos publicados en la revista ‘American Mineralogist’ y patrocinados en parte por la NASA, los científicos del Carnegie Robert Hazen y Shaunna Morrison detallan un novedoso enfoque para agrupar especies afines de minerales o separar nuevas especies en función de cuándo y cómo se originaron.
Una vez que se tiene en cuenta la génesis de los minerales, el número de “tipos de minerales” -un término recién acuñado- asciende a más de 10.500, una cifra que supera en un 75% las aproximadamente 6.000 especies minerales reconocidas por la Asociación Mineralógica Internacional (IMA) basándose únicamente en la estructura cristalina y la composición química.
“Este trabajo cambia fundamentalmente nuestra visión de la diversidad de los minerales del planeta”, asegura el doctor Hazen, científico del Laboratorio de la Tierra y los Planetas del Instituto Carnegie para la Ciencia.
“Por ejemplo, más del 80% de los minerales de la Tierra fueron mediados por el agua, que es, por tanto, fundamentalmente importante para la diversidad mineral en este planeta –explica–. Por extensión, esto explica una de las razones clave por las que la Luna y Mercurio, e incluso Marte, tienen muchas menos especies minerales que la Tierra”.
“El trabajo también nos dice algo muy profundo sobre el papel de la biología –añade–. Un tercio de los minerales de la Tierra no podría haberse formado sin la biología: conchas y huesos y dientes, o microbios, por ejemplo, o el vital papel indirecto de la biología, como la creación de una atmósfera rica en oxígeno que dio lugar a 2.000 minerales que no se habrían formado de otro modo”.
Según el artículo, la naturaleza creó el 40% de las especies minerales de la Tierra de más de una manera –por ejemplo, tanto abióticamente como con la ayuda de las células– y en varios casos utilizó más de 15 recetas diferentes para producir la misma estructura cristalina y composición química.
De las 5.659 especies minerales reconocidas por Hazen y sus colegas, nueve surgieron a través de 15 o más procesos físicos, químicos y/o biológicos diferentes, desde la formación casi instantánea por el impacto de un rayo o un meteorito, hasta los cambios causados por las interacciones entre el agua y la roca o las transformaciones a altas presiones y temperaturas que abarcan cientos de millones de años.
Para llegar a sus conclusiones, Hazen y Morrison construyeron una base de datos de todos los procesos conocidos de formación de todos los minerales conocidos. Apoyándose en grandes bases de datos de minerales de libre acceso (mindat.org y rruff.ima/info), ampliadas por miles de artículos de investigación primaria sobre la geología de las localidades de minerales de todo el mundo, identificaron 10.556 combinaciones diferentes de minerales y modos de formación.
En estudios anteriores realizados a lo largo de más de un siglo, miles de mineralogistas de todo el mundo han documentado minuciosamente casi 6.000 “especies minerales” diferentes en función de sus combinaciones únicas de composición química y estructura cristalina. El doctor Hazen y sus colegas adoptaron un enfoque diferente, haciendo hincapié en cómo y cuándo apareció cada tipo de mineral a lo largo de más de 4.500 millones de años de historia de la Tierra. “Nadie había emprendido antes esta ingente tarea”, afirma Hazen.
El estudio concluye que el agua ha desempeñado un papel dominante en la diversidad mineral de la Tierra, ya que ha participado en la formación de más del 80% de las especies minerales.
La vida desempeñó un papel directo o indirecto en la formación de casi la mitad de las especies minerales conocidas, mientras que un tercio de los minerales conocidos -más de 1.900 especies- se formaron exclusivamente como consecuencia de actividades biológicas.
Además, los elementos raros desempeñan un papel desproporcionado en la diversidad mineral de la Tierra. Sólo 41 elementos -que en conjunto constituyen menos de 5 partes por millón de la corteza terrestre- son constituyentes esenciales en unos 2.400 (más del 42%) de los minerales de la Tierra, y gran parte de la diversidad mineral de la Tierra se estableció en los primeros 250 millones de años del planeta.
Se cree que unos 296 minerales conocidos son anteriores a la propia Tierra, de los cuales 97 sólo se conocen a partir de meteoritos (con una edad de algunos granos minerales individuales estimada en 7.000 millones de años, es decir, miles de millones de años antes del origen de nuestro sistema solar).
Según el estudio, los minerales más antiguos que se conocen son diminutos y duraderos cristales de circón, con una antigüedad de casi 4.400 millones de años. Al mismo tiempo, más de 600 minerales se han derivado de las actividades humanas, incluidos más de 500 minerales causados por la minería, 234 de ellos formados por incendios en minas de carbón.
Según la investigación, se sabe que 3.349 (59%) de las especies minerales aprobadas por la IMA proceden de un solo proceso (modo paragénico), 1.372 especies (24%) de dos procesos, 458 (8%) de tres procesos y el resto, 480 (8%), de cuatro o más procesos.
Los artículos detallan otras consideraciones sobre la agrupación y clasificación de los minerales, como el eón en el que se formaron. Y También parece que cientos de minerales diferentes pueden haberse formado en la Tierra antes del gigantesco impacto que vaporizó gran parte de la corteza y el manto del planeta y condujo a la formación de la Luna hace unos 4.500 millones de años. De ser así, esos minerales fueron borrados, para volver a formarse cuando la Tierra se enfrió y solidificó.
Además de las creaciones minerales accidentales en los incendios mineros, la humanidad ha fabricado innumerables miles de compuestos similares a los minerales que no cumplen los requisitos para ser reconocidos por la IMA: materiales de construcción, semiconductores, cristales de láser, aleaciones especiales, piedras preciosas sintéticas, restos de plástico y similares. Todos ellos, sin embargo, son “susceptibles de persistir durante millones de años en el registro geológico, proporcionando así un claro horizonte sedimentario que marca la llamada ‘Época Antropocena’”.
Mientras tanto, hay 77 “biominerales”, según el documento, formados por una variedad de procesos metabólicos, desde corales, conchas y ortigas, hasta minerales en huesos, dientes y cálculos renales.
Otros 72 minerales proceden directa o indirectamente del guano y la orina de aves y murciélagos. Esa lista incluye el raro mineral esfeniscidita, que se forma cuando la orina de los pingüinos (orden Sphenisciformes, de ahí el nombre del mineral) reacciona con minerales de arcilla bajo una colonia de grajos en la isla del Elefante, en el territorio antártico británico. Los autores señalan que la formación de los océanos, el amplio desarrollo de la corteza continental y, tal vez, incluso el inicio de alguna forma temprana de subducción (el proceso que impulsa la tectónica de placas en la actualidad) en el Eón Hadeico temprano, hace entre 4.000 y 4.500 millones de años, significó que muchos procesos importantes de formación de minerales -y hasta 3.534 especies minerales- ocurrieron en los primeros 250 millones de años de la Tierra.
El trabajo también señala caminos para futuros investigadores y exploradores sobre qué entornos de formación de minerales se dan en la Luna, Marte y otros mundos.