รูปลักษณ์ใหม่ของ ‘อาณาจักรแร่’ อาจเปลี่ยนวิธีที่เราค้นหาชีวิต

การวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าโลกอาจพร้อมสำหรับสิ่งมีชีวิตที่จะก่อตัวเร็วกว่าที่คิดไว้

หากแร่ธาตุทุกชนิดบอกเล่าเรื่องราว นักธรณีวิทยาก็มีความเทียบเท่ากับThe Arabian Nights

เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้จัดทำรายการ

ทุกวิธีที่แร่ธาตุที่รู้จักสามารถก่อตัวและใส่ข้อมูลทั้งหมดไว้ในที่เดียว คอลเล็กชันเรื่องราวเกี่ยวกับต้นกำเนิดแร่นี้บอกเป็นนัยว่าโลกอาจมีชีวิตได้เร็วกว่าที่เคยคิด ประเมินความสำคัญของน้ำในฐานะองค์ประกอบที่เปลี่ยนแปลงมากที่สุดในธรณีวิทยา และอาจเปลี่ยนวิธีที่นักวิจัยมองหาสัญญาณแห่งชีวิตและน้ำบนดาวเคราะห์ดวงอื่น 

“นี่เป็นเพียงการระเบิด” Robert Hazen นักแร่วิทยาและนักโหราศาสตร์จากสถาบัน Carnegie Institution for Science ในวอชิงตัน ดี.ซี. กล่าว “ตอนนี้คุณสามารถถามคำถามเป็นพัน ๆ คำถามซึ่งเราไม่สามารถตอบได้ก่อนหน้านี้”

กว่า 100 ปีที่นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดแร่ธาตุในแง่ของ “อะไร” โดยเน้นที่โครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมี แต่นั่นอาจทำให้ภาพที่ไม่สมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น แม้ว่าเพชรทั้งหมดจะเป็นผลึกคาร์บอนชนิดหนึ่ง แต่เพชรสามชนิดที่แตกต่างกันอาจบอกเล่าเรื่องราวที่แตกต่างกันสามเรื่อง Hazen กล่าว ดาวดวงหนึ่งอาจก่อตัวขึ้นเมื่อ 5 พันล้านปีก่อนในดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกล อีกดวงหนึ่งอาจเกิดจากการชนของอุกกาบาต และหนึ่งในสามอาจถูกอบให้อยู่ลึกใต้เปลือกโลก

ดังนั้น Hazen และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงได้กำหนดแนวทางที่แตกต่าง

ในการจำแนกประเภทแร่ มุมมองใหม่นี้มุ่งเน้นไปที่ “วิธีการ” โดยการคิดถึงแร่ธาตุเป็นสิ่งที่วิวัฒนาการมาจากประวัติศาสตร์ของชีวิต โลก และระบบสุริยะ เขาและทีมรายงานวันที่ 1 กรกฎาคมในงานวิจัยคู่หนึ่งที่American Mineralogist นักวิจัยกำหนด 57 วิธีหลักในการสร้าง “อาณาจักรแร่” โดยมีตัวเลือกตั้งแต่การรวมตัวออกจากช่องว่างระหว่างดวงดาวไปจนถึงการก่อตัวในมูลค้างคาว 

ข้อมูลในแค็ตตาล็อกไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ก่อนหน้านี้เคยกระจัดกระจายไปทั่วเอกสารทางวิทยาศาสตร์หลายพันฉบับ Hazen กล่าวว่า “ความกล้า” ในการทำงานของพวกเขาคือการรวบรวมและรวบรวมแร่ธาตุที่รู้จักมากกว่า5,600 ชนิด เข้า ด้วยกัน นั่นทำให้แคตตาล็อกเป็นร้านค้าครบวงจรสำหรับผู้ที่ต้องการใช้แร่ธาตุเพื่อทำความเข้าใจอดีต

การรวบรวมนี้ยังช่วยให้ทีมได้ก้าวถอยหลังและคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของแร่จากมุมมองที่กว้างขึ้น ลวดลายปรากฏขึ้นทันที ผลการศึกษาใหม่ชิ้นหนึ่งแสดงให้เห็นว่าแร่ธาตุกว่าครึ่งที่รู้จักก่อตัวขึ้นในลักษณะที่ควรจะเป็นไปได้ในโลกที่เกิดใหม่ ความหมาย: จากสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาทั้งหมดที่นักวิทยาศาสตร์ได้พิจารณาว่าเป็นเบ้าหลอมที่มีศักยภาพสำหรับการเริ่มต้นของสิ่งมีชีวิตบนโลกส่วนใหญ่อาจมีอยู่ได้ตั้งแต่ 4.3 พันล้านปีก่อน ( SN: 9/24/20 ) ดังนั้น ชีวิตอาจก่อตัวขึ้นเกือบจะทันทีที่โลกสร้าง หรืออย่างน้อยที่สุด มีเวลาเกิดขึ้นมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิดไว้ โขดหินที่มีร่องรอยชีวิตเมื่อ 3.4 พันล้านปีก่อน ( SN: 7/26/21 ) 

Zachary Adam นักบรรพชีวินวิทยาจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาใหม่นี้ กล่าวว่า “นั่นจะเป็นความหมายที่ลึกซึ้งมาก ศักยภาพของชีวิตถูกหลอมรวมเข้าด้วยกันตั้งแต่เริ่มต้นของดาวเคราะห์

Frances Westall นักธรณีวิทยาแห่งศูนย์ชีวฟิสิกส์ระดับโมเลกุลในเมืองออร์เลอ็อง ประเทศฝรั่งเศส ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของทีมของ Hazen กล่าว เธอคิดว่านักวิทยาศาสตร์ต้องการข้อมูลเพิ่มเติมก่อนที่จะมั่นใจได้ แต่เธอกล่าวว่า “หลักการนั้นยอดเยี่ยม”

ผลลัพธ์ใหม่ยังแสดงให้เห็นว่าน้ำมีความสำคัญต่อการสร้างแร่ธาตุ

ส่วนใหญ่บนโลกอย่างไร ทีมงานรายงานประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ของแร่ธาตุที่รู้จักต้องการ H _{2 O เพื่อสร้าง}

“น้ำมีความสำคัญอย่างเหลือเชื่อ” เฮเซนกล่าว และเสริมว่าการประมาณการนั้นค่อนข้างอนุรักษ์นิยม “มันอาจจะใกล้ถึง 90 เปอร์เซ็นต์”

ในทางหนึ่งหมายความว่าหากนักวิจัยเห็นน้ำบนดาวเคราะห์อย่างดาวอังคาร พวกเขาสามารถเดาได้ว่ามีระบบนิเวศแร่ธาตุที่อุดมสมบูรณ์ ( SN: 3/16/21) . แต่การพลิกความคิดนี้อาจมีประโยชน์มากกว่า: นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุได้ว่าแร่ธาตุใดอยู่บนดาวเคราะห์แดง จากนั้นจึงใช้แคตตาล็อกใหม่เพื่อย้อนกลับและค้นหาว่าสภาพแวดล้อมในอดีตเป็นอย่างไร ตัวอย่างเช่น กลุ่มของแร่ธาตุ อาจอธิบายได้ก็ต่อเมื่อมีน้ำ หรือแม้แต่สิ่งมีชีวิต

ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ทำงานนักสืบประเภทนี้กับแร่ธาตุเพียงไม่กี่ชนิดในแต่ละครั้ง ( SN: 5/11/20 ) แต่ถ้านักวิจัยต้องการใช้ประโยชน์สูงสุดจากตัวอย่างที่เก็บจากดาวเคราะห์ดวงอื่น อดัมกล่าว ก็เหมือนกรอบของการศึกษาใหม่

และนั่นเป็นเพียงจุดเริ่มต้น “คุณค่าของ [แค็ตตาล็อก] นี้คือความต่อเนื่องและอาจเกิดขึ้นจากหลายชั่วอายุคน” อดัมกล่าว “เราสามารถย้อนกลับไปดูคำถามต่างๆ ได้ครั้งแล้วครั้งเล่า” 

“ฉันคิดว่าเรามีอีกมากที่เราสามารถทำได้” Shaunna Morrison นักแร่วิทยาจากสถาบัน Carnegie และผู้เขียนร่วมของการศึกษาใหม่นี้เห็นด้วย “เราแค่เกาพื้นผิว”

หน้าแรก