معلومات المعادن: مفتاح لاكتشاف البيانات المستندة إلى الزمن العميق في علوم الأرض والكواكب

تعتبر المعادن والصخور التي تحملها من أقدم الأجسام التي يمكن أن نلمسها. كل عينة هي كبسولة زمنية غنية بالمعلومات، تنتظر ليتم فتحها. تحتوي كل عينة على مجموعة من الخصائص، بما في ذلك العناصر النادرة والثانوية، النظائر المستقرة والإشعاعية، الشوائب الصلبة والسائلة، الخصائص البصرية والمغناطيسية، العيوب الهيكلية، التوازي، الانفصال، التوزيع، والمزيد. تعزز هذه الخصائص التشخيصية بالمعلومات حول الأعمار، والارتباطات، والسياقات الجيولوجية للعناصر. بشكل جماعي، تحكي هذه الخصائص عن أصول وتطور الكواكب والأقمار. معلومات المعادن، وهو مجال مدعوم من برنامج الأرض الرقمية الزمنية، تعزز فهم تطور الكواكب من خلال متابعة ثلاثة أهداف تكاملية. الهدف الأول هو تطوير موارد بيانات شاملة مفتوحة الوصول للمعادن والصخور. توفر العديد من المنصات الحيوية، بما في ذلك mindat.org وearthchem.org وrruff.info، موارد كبيرة ومتزايدة للباحثين. ستبني الأعمال الجارية على هذه الأدوات البحثية الأساسية، في الوقت الذي تعزز فيه ثقافة البيانات العادلة. الهدف الثاني من عملنا هو إنشاء نظام تصنيف معدني جديد يعتمد على معلومات المعادن يبرز عمليات التكوين والمراحل التطورية للمعادن. تتجاهل الطرق التقليدية لتصنيف المعادن هذه التاريخ. قامت الجمعية الدولية للمعادن بتسجيل أكثر من 6000 نوع معدني، لكل منها تركيبة كيميائية مثالية فريدة وبنية بلورية. يسهل هذا المخطط الأساسي التعرف على كتل البناء البلورية المكثفة المختلفة للكواكب والأقمار. ومع ذلك، يفتقر نظام IMA إلى سياقات الزمن والعملية. لقد قدمنا، ونحن الآن نكمل، نهجًا جديدًا وتكامليًا لتصنيف المعادن يسمى النظام التطوري للمعادن. يختلف نظامنا عن نظام IMA في ثلاث طرق مهمة. (1) نقسم العديد من الأنواع في نظام IMA بناءً على أوضاع تكوينها المتنوعة وعمر أول ظهور لها. على سبيل المثال، يظهر الألماس (الكربون في بنية البلورة الألماسية في نظام IMA) في 5 أنواع معدنية متميزة على الأقل في النظام التطوري، بما في ذلك الألماس النجمي والألماس الناتج عن الاصطدام. (2) نجمع الأنواع المتنوعة في نظام IMA التي تشكل حلول صلبة مستمرة من خلال نفس العملية، على سبيل المثال، دمج أنواع مختلفة من مجموعة التورمالين في نوع واحد. (3) نضمّن المواد الصلبة غير المتبلورة، مثل الأوبسيديان والليمونيت، التي تعتبر هامة في العمليات القشرية. الهدف الثالث من برنامج معلومات المعادن هو تطوير وتطبيق طرق متقدمة لتحليل البيانات والتصور لتوصيف أنظمة المعادن المتطورة بشكل أفضل من خلال أكثر من 4.5 مليار عام من تاريخ الكواكب. لهذا الغرض، قمنا بإدخال تحليل الشبكة، وتحليل التجمع واكتشاف المجتمع، وتحليل الارتباط، وطرق أخرى لتحديد التنوع والتوزيع المتغير للمعادن عبر الزمن العميق، مع تقدير تنوع المعادن الكلي والتنبؤ بمواقع جديدة لموارد المعادن الحيوية.