calciet

Zo helpen mineralen het ontstaan van leven te begrijpen

Het in kaart brengen van de oorsprong van ruim 10.500 mineralen laat zien hoe veelzijdig het ontstaan van mineralen op aarde is. De catalogus kan de zoektocht naar buitenaards leven veranderen.

Het in kaart brengen van de oorsprong van ruim 10.500 mineralen laat zien hoe veelzijdig het ontstaan van mineralen op aarde is. De catalogus kan de zoektocht naar buitenaards leven veranderen.

ARKENSTONE/Rob Lavinsky.

Tot voor kort waren experts het erover eens dat er ruim 6000 verschillende mineralen bestaan op aarde. Maar dat aantal is dankzij een nieuwe ontdekking gestegen naar 10.556 mineraalsoorten.

Mineralen kunnen namelijk via verschillende processen ontstaan – fysisch, chemisch en biologisch. En dat kan in de wereldgeschiedenis van 4,5 miljard jaar op verschillende manieren zijn gebeurd.

Door de mineraalsoorten te groeperen op proces en tijdstip van ontstaan kunnen onderzoekers beter begrijpen waarom de aarde van sommige mineralen meer heeft dan andere planeten.

Toermalijn mineraal

Toermalijn is het meest voorkomende mineraal met het element boor. Het vormt mooie kristallen in mineraalrijke granietpegmatieten, die honderden exotische mineralen bevatten.

© ARKENSTONE/Rob Lavinsky.

De vele oorsprongen van mineralen

De onderzoekers kwamen erachter dat mineralen op 57 verschillende manieren ontstaan. Bijvoorbeeld door lava, radioactief verval, extreme druk, bliksem- of meteorietinslag of door urine met uitwerpselen.

‘Elk van deze (mineralen, red.) is een tijdmachine die de geschiedenis van de aarde beter kan beschrijven dan wat dan ook,’ vertelt projectleider professor Robert Hazen van de Carnegie Institution for Science.

‘Ruim 80 procent van de mineralen op aarde is ontstaan met water, en dat was van fundamenteel belang voor de mineraaldiversiteit. Dat is ook een van de belangrijkste oorzaken dat de maan, Mercurius en zelfs Mars veel minder mineraalsoorten hebben.’

mineraal beryl

Beryl komt voor in vele kleuren en vormen, afhankelijk van andere elementen in zijn omgeving. De groene smaragd is het bekendst.

© ARKENSTONE/Rob Lavinsky

Tekenen van leven zijn te vinden in rotsen en fossielen, maar die geschiedenis is ook af te lezen in mineralen.

Data uit de nieuwe mineraalkaart laten zien dat een derde van de mineralen biologisch is ontstaan, bijvoorbeeld door schelpen, botten en tanden. Zeker 2000 mineralen hadden niet op aarde kunnen bestaan zonder zuurstof.

opaliserend ammoniet mineraal

Opaliserend ammoniet is een uitgestorven inktvissoort die in de loop van de tijd bont gekleurd is.

© ARKENSTONE/Rob Lavinsky

Mineralen kunnen overal ontstaan

We weten dus dat mineralen via verschillende processen kunnen ontstaan. Zo kunnen diamanten zich op negen verschillende manieren vormen, bijvoorbeeld als koolstof lange tijd onder extreme druk staat of tijdens botsingen van planetoïden in de ruimte.

Ruim 60 procent van de bekende mineralen heeft maar één vormingsproces, maar de absolute recordhouder is het veelvoorkomende mineraal pyriet, dat op 21 verschillende manieren kan ontstaan. Het wordt ook wel ijzerkies of klatergoud genoemd en bestaat uit ijzer en zwavel.

Het mineraal kan ontstaan onder hoge of lage temperaturen, met of zonder water, met behulp van microben, maar ook zonder de aanwezigheid van ander leven. Daarom kan pyriet bijvoorbeeld ook ontstaan in meteorieten, vulkanen, onder druk in rotslagen en bij branden in kolenmijnen.

Pyriet klatergoud mineraal

Pyriet is ook bekend onder de namen ijzerkies of klatergoud en bestaat uit ijzer en zwavel. De natuur heeft het mineraal pyriet de afgelopen 4,5 miljard jaar op 21 verschillende manieren gevormd.

© ARKENSTONE/Rob Lavinsky

De ontdekking laat ook zien dat de eerste mineralen op aarde voornamelijk uit 11 gemeenschappelijke elementen bestonden. En bijna 300 mineralen kunnen ouder zijn dan de aarde zelf. 97 daarvan zijn alleen gevonden in meteorieten.

Mineralen en de zoektocht naar buitenaards leven

Het onderzoek is 15 jaar bezig geweest en de onderzoekers hebben de vele mineralen gevonden in de open mineralendatabases mindat.org en rruff.info en ze vergeleken met vele duizenden wetenschappelijke artikelen.

De onderzoekers hopen dat de mineralencatalogus zal leiden tot een beter begrip van het ontstaan van leven op aarde. NASA heeft het project mede gefinancierd, want het ontstaan van mineralen op aarde kan ons meer leren over leven op andere planeten.

malachiet mineraal

Het mineraal malachiet had niet kunnen ontstaan zonder de zuurstofhoudende atmosfeer van de aarde en de vorming van bladeren 2,5 miljard jaar geleden.

© ARKENSTONE/Rob Lavinsky.