https://frosthead.com

ביג דאטה (ואתם) יכולים לעזור למצוא 1,500 מינרלים שלא נחשפו

ישנם יותר מ -5, 000 מינים מינרליים ידועים על פני האדמה, החל מהקוורץ הנמצא בכל מקום ועד לפינגיט הנדיר ביותר, שקיים רק בפסגת הר הגעש איזלקו באל סלבדור. מינרולוגים חקרו זה מכבר כיצד ומדוע מינרלים מופיעים במקומם. כעת, הם מיישמים נתונים גדולים על השאלה.

תוכן קשור

  • אנו חסרים לפחות מינרלים נושאי פחמן 145, ואתם יכולים לעזור למצוא אותם

החוקרים משתמשים בתורת הרשת כדי להבין את האופן המורכב של פרמטרים כימיים, ביולוגיים, פיזיקאליים וגיאוגרפיים שונים היכן הם מתרחשים מינרלים. תורת הרשת - הרעיון שמערכת היחסים בין הדברים מנוהלת על ידי מערכת של כללים מתמטיים - משמשת לעתים קרובות להתבוננות בהתפשטות מחלות זיהומיות או להבנת האופן בו קבוצות אנושיות (למשל, ארגוני טרור) מתקיימות ביניהן. חוקרים מקווים שזה יעזור להם לגלות סוגים חדשים של מינרלים, למצוא קברים של משאבים יקרי ערך כמו זהב ונחושת, ולהבין טוב יותר את אופן היווצרותה של כדור הארץ. דיווח על העבודה פורסם זה עתה בכתב העת האמריקני מינרלוגיסט .

"אנו מסתכלים על מערכות מינרלים בצורה הוליסטית", אומר שונא מוריסון, שהוביל את המחקר יחד עם רוברט חזן, המנהל המבצע של מצפה הכוכבים העמוק, רשת מדענים המוקדשת להבנה טובה יותר של פחמן על פני האדמה. "אנו יכולים לחקור את הקשר והמשוב בין פרמטרים רבים ושונים, ואנחנו יכולים לקבל תמונה ממה עשוי הפלנטה שלנו ומדוע. ברגע שאתה מתחיל להסתכל על איך מינרלים מתרחשים על פני כדור הארץ, אתה רואה שהם מופיעים יחד מסיבות מאוד ספציפיות. אתה יכול לראות את זה ברשתות בצורה מאוד ברורה. "

לדוגמה, קוורץ ומינים שונים של שומר שדה מופיעים בדרך כלל יחד (הם שני המרכיבים העיקריים בגרניט) מכיוון שהם נוצרו בנקודות שונות באותו התהליך, התגבשות של מאגמה. מין 'מינרלי' הוא פשוט מינרל שניתן להבדיל מכל מינרל אחר בשיטות קיימות.

החוקרים משתמשים בבסיסי נתונים של מיליוני דגימות מינרליות ממאות אלפי מקומות ברחבי העולם. מאגרי מידע אלה מכילים מידע על מינרלים כמו הרכב כימי, קשיות, גיל, גודל הפיקדון והמיקום בו נמצא המינרל. הם שילבו את זה עם נתונים על הגיאוגרפיה הסובבת והתפאורה הגיאולוגית. התוצאה היא סדרת דגמים שיכולים לחשוף דפוסים שאחרים יהיה קשה לראות. דפוסים אלה יכולים לתת תמונה של אילו מינרלים נוטים להופיע יחד, ויכולים להראות אילו תכונות גיאולוגיות, כימיות ופיזיקליות קיימות במקום בו נמצאים מינרלים ספציפיים.

תרשים רשת ל -403 מינרלים מפחמן. כל עיגול צבעוני מייצג מינרל פחמן שונה. הגודל והצבע של המעגלים מראה עד כמה זה נפוץ. (מוריסון ואח ', באדיבות מינרולוג אמריקאי). תרשים רשת ל -403 מינרלים מפחמן. כל עיגול צבעוני מייצג מינרל פחמן שונה. הגודל והצבע של המעגלים מראה עד כמה זה נפוץ. (מוריסון ואח ', באדיבות מינרולוג אמריקאי).

זה יכול להקל על החיים הרבה יותר עבור מינרלוגים, אשר באופן היסטורי עשו עבודה מסוג זה באמצעות עבודה קשה ואטית.

"למשל, באריזונה מכרות נחושת אלה, [מינרולוגים] בוחנים את האופן בו מינרלים נחושתיים אלה נוצרים בצורה מאוד ממצה, מבצעים מיפוי וניתוח כימי, ובזבזנו אלפי שעות בחקר המשקעים הללו כדי להבין כיצד הם נוצרו, " אומר מוריסון, חוקר פוסט-דוקטורט במכון קרנגי למדע. "כשאתה מבין סוף סוף איך הם התגבשו, אתה יכול להגיד 'אוקיי, איפה עוד בעולם זה יכול היה לקרות?' מה שאומר שאתה צריך להבין טוב את ההיסטוריה הגיאולוגית של כדור הארץ. ואז אתה הולך לחפור. "

רשת של 664 מינרלים נחושת, כאשר כל עיגול צבעוני מייצג מינרל שונה הנושא נחושת. ההפצה מציגה דפוסי חלוקה שלא היו מוכרים בעבר (מוריסון ואח 'באדיבות אמריקן מינרלוגיסט). רשת של 664 מינרלים נחושת, כאשר כל עיגול צבעוני מייצג מינרל שונה הנושא נחושת. ההפצה מציגה דפוסי חלוקה שלא היו מוכרים בעבר (מוריסון ואח 'באדיבות אמריקן מינרלוגיסט).

תיאוריית הרשת עשויה להקל הרבה יותר על איתור 1, 500 המינים של מינרלים בלתי-גלויים על פני האדמה, מבלי לבצע כמעט כל כך הרבה עור עור. על ידי התבוננות ברשתות שבין מינרלים ידועים, יתכן שמדענים יוכלו למלא את החסר.

"אנו יכולים לומר, 'אוקיי, המינרל הנחושת הבא יהיה ככל הנראה בהרכב זה וימצא במקום הזה על פני האדמה, '" אומר מוריסון.

החוקרים כבר השתמשו בניתוח הנתונים כדי לחזות 145 מינרלים נושאי פחמן "חסרים" (כלומר הם מכילים פחמן), שאמורים להתקיים על פי מודלים סטטיסטיים, אך טרם התגלו. זה הוביל להקמת פרויקט מדעי אזרחים, אתגר הפחמן המינרלי, המבקש אספני מינרלים מקצועיים וחובבים לעזור במציאת המינרלים החזוי. המשתתפים יכולים למצוא דגימות בטבע, והם מתבקשים גם לסרוק את האוספים שלהם לצורך תגליות חדשות אפשריות. עד כה נמצאו עשרה מינרלים נושאי פחמן חדשים.

אותו עיקרון יכול לעזור למינרלוגים למצוא מקורות חדשים למשאבים יקרי ערך כמו זהב, כמו גם למינרלים נדירים שעשויים להתקיים רק במקום אחד או שניים על פני כדור הארץ. ברוב המקומות יש רק מעט מינרלים, בעוד שמקומות בודדים - חצי האי קולה של רוסיה, למשל - הם בשפע ביותר. הנתונים עשויים לעזור להראות מדוע במקומות כמו חצי האי קולה יש מספר כה רב של מינרלים, ויכולים לחזות מקומות אחרים על פני כדור הארץ שעשויים להיות מקורות עשירים באותה מידה למינרלים בעלי ערך רב.

"אני חושב שזה דברים מעולים, " אומר אלן גלזנר, פרופסור למדעים גאולוגיים באוניברסיטת צפון קרוליינה בצ'אפל היל, שלא היה מעורב במחקר. "זה מזכיר לי איך הכימאים מילאו את הטבלה המחזורית ברגע שהתחילו לראות את הדפוסים. למרות שהם לא ידעו כיצד התבניות נשלטות על ידי מבנה אטומי, הם הצליחו לזהות דפוסים."

מוריסון אומר להעריך את החשיבות של מינרלים לבני אדם.

"מינרלים מהווים למעשה את כל מה שאנחנו משתמשים בחברה שלנו שלא מגדלים ולא נשאבים מהאדמה, כמו מים או שמן", היא אומרת. "הבניינים שלנו, המכוניות שלנו, בעצם כל מה שאנחנו משתמשים על בסיס יומיומי, אפילו העצמות שלנו עשויות ממינרלים."

הדפוסים של התרחשות המינרלים עשויים גם לעזור ללמד שימוש במשהו על חיי צמחים ובעלי חיים על פני האדמה - ומעבר לה. הדפוסים הייחודיים של התפלגות המינרלים על פני כדור הארץ המיוצרים על ידי ניתוח הנתונים עשויים להיות "ביוגרפיה", אומר מוריסון. המשמעות היא שהדפוסים של אופן התרחשות המינרלים ואשכולם יחדיו עשויים להיות מושפעים מהתפתחות חיי הצומח ובעלי החיים, מכיוון שנחשבים שהחיים הביולוגיים (כמו נוכחות של מיקרואורגניזמים) משפיעים על המינרלים. ניתוח מקדים של התפלגות המינרלים בירח ומאדים אינם מראים דפוסים ייחודיים אלה, אומר מוריסון, שהוא חבר בצוות NAS Mars's Curiosity Rover, ומזהה מינרלים מאדים מנתוני דיפרקציה של רנטגן שנשלחו חזרה לכדור הארץ. אבל ניתוח עתידי עשוי. ונתונים מכוכבי לכת אחרים עשויים גם כן.

"אם אנו אומרים זאת, זה אולי אומר לנו שהיו חיים בשלב כלשהו, " היא אומרת. "זה יכול לעזור לנו בתכנון חקר החלל. אם נגלה שיש כוכב לכת שיש לו את המגוון המינרלי הגדול הזה מאשר אולי לשם אנו צריכים ללכת. "

ביג דאטה (ואתם) יכולים לעזור למצוא 1,500 מינרלים שלא נחשפו