科学家和哲学家呼吁建立可反映形成历史的矿物

时间:2020-12-24   作者:804488.com丨   来源:789855.com
 

数十亿年前,随着垂死恒星富含碳元素的大气层快速膨胀和冷却,在太空中形成了钻石。地球上,地幔中的高温和高压产生了我们最熟悉的宝石。5000年前,大型陨石产生了冲击钻石。

这些钻石在成分和成因上都互不相同,但是根据权威的矿物指南IMA(来自国际矿物学协会的新矿物,命名和分类委员会),它们都被归为“钻石”。

对于许多物理科学家而言,那不会造成任何问题。但是,IMA给行星科学家,地球生物学家,古生物学家和其他努力了解矿物历史背景的人制造了不便。

因此,卡内基大学的Robert Hazen和Shaunna Morrison与CU博尔德科学哲学教授Carol Cleland合作,建议科学家们通过一种新的矿物分类“进化系统”来解决这一缺陷。新系统应包含历史数据并反映多样性和分布的变化。

IMA矿物分类系统可以追溯到19世纪,当时地质学家James Dwight Dana概述了一种根据主要元素的理想成分和几何理想的晶体结构的独特组合对矿物进行分类的方法。

“例如,IMA将石英定义为纯二氧化硅,但是这种理想化版本的存在完全是虚构的。” Morrison说,“每个石英样品都包含缺陷,那是其生长史的痕迹,使其具有独特性。”

这种分类方法意味着将具有明显不同的历史起源的矿物归​在一起(如钻石),而将具有共同因果历史的其他矿物分开。

对于许多研究人员而言,时间独立的系统是完全合适的。但是,这种方法对于行星和其他历史导向的地球科学并不适用,因为它们的重点就是了解行星体的形成和发展。

钻石或石英晶体形成历史的差异是至关重要的,因为形成条件和所经历的过程“远比晶体可鉴定为钻石或石英的事实要提供丰富得多的信息”。

行星科学家需要的是一种对矿物进行分类的新系统,其中包括历史上的“自然物种”。

在达尔文提出进化论之前,生物学面临着类似的问题。例如,由于缺乏对生物通过进化过程与历史关联的认识,17世纪的学者在争论:蝙蝠是否为鸟类。但是,随着19世纪达尔文著作的问世,生物学家们根据进化理论进行了分类,显然蝙蝠和鸟类不具有共同的直接祖先。

由于不存在“矿物演化”的通用理论,因此为地球科学创建这样的分类系统具有挑战性。 Hazen,Morrison和Cleland提出的解决方案是他们所说的“引导”方法。该方法基于具有历史意义的,信息丰富的、固体材料的化学、物理和生物学属性。这种策略使科学家能够建立矿物种类的历史体系,同时对其基本原理持不可知论。

https://phys.org/news/2020-12-scientists-philosopher-team-categorize-minerals.html

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