Mänsklig industri och uppfinningsrikedom har gjort mer för att diversifiera och distribuera mineraler på jorden än någon utveckling sedan syreuppgången för över 2,2 miljarder år sedan, säger experter i en tidning som publicerades idag.

Arbetet stärker det vetenskapliga argumentet att officiellt utse ett nytt geologiskt tidsintervall som kännetecknas av den genomgripande påverkan av mänskliga aktiviteter:den antropocena epoken.

I tidningen, publicerad av Amerikansk mineralog , ett team som leds av Robert Hazen från Carnegie Institution for Science identifierar för första gången en grupp på 208 mineralarter som har sitt ursprung antingen huvudsakligen eller uteslutande på grund av mänsklig verksamhet. Det är nästan 4% av de ungefär 5, 200 mineraler officiellt erkända av International Mineralogical Association (IMA).

De flesta av de erkända mineralerna som tillskrivs mänskliga aktiviteter har sitt ursprung genom gruvdrift - i malmupplag, genom vittring av slagg, bildas i tunnelväggar, gruvvatten eller timmer, eller genom gruvbränder.

Sex hittades på smältverkens väggar; tre bildade i ett geotermiskt rörsystem.

Vissa mineraler som bildas på grund av mänskliga handlingar kan också förekomma naturligt. Tre i den kategorin upptäcktes på korroderade blyartefakter ombord på ett tunisiskt skeppsvrak, två på bronsartefakter i Egypten, och två på plåtartefakter i Kanada. Fyra upptäcktes vid förhistoriska offerbrännplatser i de österrikiska bergen.

Oöverträffad diversifieringstakt

Enligt tidningen, den första stora "interpunktionshändelsen" i historien om jordens mineralmångfald inträffade för mer än 2 miljarder år sedan när ökningen av syre i atmosfären - "den stora oxidationen" - gav upphov till så många som två tredjedelar av de mer än 5 , 200 mineralarter officiellt erkända idag.

Säger Dr Hazen, som skrev uppsatsen tillsammans med Edward Grew från University of Maine, och Marcus Origlieri och Robert Downs från University of Arizona:"Mineralutvecklingen har fortsatt genom jordens historia. Det har tagit 4,5 miljarder år för kombinationer av element att mötas naturligt på jorden på en specifik plats, djup och temperatur, och bildas till fler än 5, 200 mineraler officiellt erkända idag. Majoriteten av dessa har uppstått sedan den stora oxidationshändelsen för 2 miljarder år sedan. "

"Inom den samlingen av 5, 200 är 208 mineraler som produceras direkt eller indirekt av mänskliga aktiviteter, mestadels sedan mitten av 1700-talet, och vi tror att andra fortsätter att formas i samma relativt flammande takt. För att föreställa oss 250 år relativt 2 miljarder år, det är skillnaden mellan ett ögonblick (en tredjedel av en sekund) och en månad."

"Enkelt uttryckt, vi lever i en tid av oöverträffad diversifiering av oorganiska föreningar, säger Dr Hazen. om den stora oxidationen för eoner sedan var en "interpunktionshändelse" i jordens historia, Antropocens snabba och omfattande geologiska påverkan är ett utropstecken."

Antropogena mineraler

En mineralart definieras som en naturligt förekommande kristallin förening som har en unik kombination av kemisk sammansättning och kristallstruktur. Från och med februari, 2017, IMA hade godkänt 5, 208 arter (se rruff.info/ima för en komplett lista).

Författarna till den senaste artikeln hävdar att med så många mineraler och mineralliknande föreningar som beror på deras ursprung på mänskliga aktiviteter, "en mer omfattande förståelse och analys av den antropocena epokens mineralogiska natur är motiverad."

Mänskligheten har haft en stor inverkan på mångfald och distribution i mineralvärlden på tre huvudsakliga sätt, enligt tidningen:

1) Tillverkning av syntetiska "mineralliknande" föreningar, och b) att få mineraler att bildas som en oavsiktlig biprodukt av mänsklig aktivitet

a) Direkt skapa syntetiska mineralliknande föreningar som YAG (yttrium aluminium granat) kristaller som används i lasrar, kisel "chips" för halvledare, hårdmetallkorn för slipmedel, och olika specialmetaller och legeringar för magneter, maskindelar, och verktyg. Andra exempel inkluderar tegelstenar, lergods, porslin, glas- och kalkstensbaserad portlandcement – ​​världens vanligaste form av cement, används i betong, murbruk, stuckatur och injekteringsbruk - en kombination av kalciumsilikater, kalciumsulfater, och andra föreningar

b) Indirekt bidra till bildningen av nya mineraler genom gruvdrift, med nya föreningar som dyker upp på gruvväggar eller i gruvupplag, till exempel. Av särskilt intresse är mineraler som hittats förknippade med forntida bly-zinkgruvor, inklusive några möjligen från bronsåldern, och andra från så långt tillbaka som 300 AD.?

2) Storskalig rörelse av stenar, sediment, och mineraler

Förutom att skapa nya föreningar, mänskliga aktiviteter såsom gruvdrift och transport av stenblock, stenar, sediment, och mineraler från deras ursprungliga plats för att hjälpa till att bygga vägar, broar, vattenvägar, monument, köksbänkar, och annan mänsklig infrastruktur, rivaler i skala naturens omfördelning såsom via glaciärer.

Gruvdrift, under tiden, har tagit bort den ytnära miljön från malmer och fossila bränslen, lämnar stora öppna gropar, tunnelkomplex, och, i fallet med strip mining, klippt av bergstoppar.

Vägavskärningar, tunnlar, och vallar representerar ytterligare distinkt mänskliga planetariska modifikationer.

3) Global omfördelning av högt värderade naturliga mineraler

Ruter, rubiner, smaragder, safirer, och en mängd halvädelstenar, åtföljd av koncentrationer av guld, silver, och platina, finns i butiker och hushåll i alla hörn av världen.

Samlingar av fina mineralexemplar ställer samman mineralarter som inte skulle förekomma naturligt i kombination. Från blygsamma nybörjarsamlaruppsättningar av vanligare mineraler till världens största museer, dessa samlingar, om den begravs i det stratigrafiska arkivet och sedan avslöjas inom en avlägsen framtid, "skulle otvetydigt avslöja människors passion för mineralrikets skönhet och under, " står det i tidningen.

Nya föreningar bildas

Dr Downs säger:"Med tanke på mänsklighetens genomgripande inflytande på miljön, det måste finnas hundratals ännu okända "mineraler" i gamla gruvor, smältverk, övergivna byggnader, och andra webbplatser. Under tiden, nya sviter av föreningar kan nu bildas i, till exempel, fast avfall dumpar gamla batterier, elektronik, vitvaror, och andra högteknologiska utkast utsätts för väderpåverkan och förändringar."

Dr. Origlieri tillägger:"I sedimentlagren som lämnats kvar från vår tid, framtida mineraloger kommer att hitta rikligt med byggmaterial som tegel, lättbetongblock, och cement, metallegeringar som stål, titan, och aluminium, tillsammans med många dödliga radioaktiva biprodukter från kärnkraftsåldern. De kan också förundras över några vackra tillverkade ädelstenar, som kubisk zirkoniumoxid, moissanite, syntetiska rubiner, och många andra."

Dr. Grew säger:"Dessa mineraler och mineralliknande föreningar kommer att bevaras i det geologiska arkivet som ett särskiljande, globalt fördelad horisont av kristallin nyhet - en ihållande markör som markerar vår tidsålder som annorlunda än allt som kom tidigare."

Vissa antropogena mineraler skulle inte bli officiellt erkända idag y

Kalklacit, beskrevs av en Belgien-baserad forskare 1959, och som har sitt ursprung i ett gammalt ekförvaringsskåp för mineralexemplar på Kungliga Naturhistoriska museet, Bryssel, är ett officiellt erkänt mineral som inte skulle kvalificera sig idag; 1998 beslutade IMA att inte tillåta något ämne "tillverkat av människan".

Andra erkända antropogena mineral i denna kategori inkluderar flera slaggrelaterade mineral samt ett par från Ryssland, niobokarbid och tantalkarbid, som vissa experter tror kan ha varit en bluff - "en laboratorieprodukt ... som medvetet övergavs som ett naturligt material" i början av 1900-talet.

Även om det är osannolikt att det kommer att bli föremål för granskning idag, säger Dr. Grew, tidigare erkända mineraler som dessa, snarare än att bli ogiltig, har fått finnas kvar i IMA-katalogen.

IMA gick med på att erkänna ett mineral i fall "där mänskligt ingripande i skapandet av ett ämne är mindre direkt."

Ursprunget till upp till 29 former av kol:mänskligheten

Av de 208 människoförmedlade mineraler som identifierats av forskarna från Deep Carbon Observatory, 29 innehåller kol.

Ursprung och former, tillsammans med rörelser och mängder, är fyra teman för DCO (deepcarbon.net). Dr. Hazen är DCO:s verkställande direktör.

Nu vet vi att så många som 29 kolmineraler har sitt ursprung i mänskliga aktiviteter, varav 14 har inga registrerade naturliga förekomster. Det är rättvist, därför, att betrakta de 14 som den yngsta kolmineralarten. Bland de 14, kandidater för de allra yngsta inkluderar ett dussin mineraler relaterade till urangruvor.

Mineralet andersonit, till exempel, finns i tunnlarna i vissa övergivna urangruvor i sydvästra USA. På platser längs tunnelväggarna, sandsten blir mättad med vatten som innehåller element som bildar en vacker skorpa av gult, orange och gröna kristaller. Prisad för sitt klargröna fluorescerande sken under ett svart ljus, ett bra prov av andersonite kommer att få upp till $500 från en samlare.

Ett annat anmärkningsvärt kolhaltigt mineral är tinnunculite, fastställts vara en produkt av heta gaser som reagerar med avföringen från den eurasiska tornfalken (Falco tinnunculus) vid en brinnande kolgruva i Kopeisk, Chelyabinsk, Ryssland. Det upptäcktes senare även på Rysslands berg Rasvumchorr - en helt naturlig händelse.

Tinnunculite är ett av åtta nya mineraler som identifierats som en del av Deep Carbon Observatorys Carbon Mineral Challenge, lanserades 2015 för att spåra uppskattningsvis 145 kolhaltiga mineraler som ännu inte formellt erkänts. IMA erkände tinnunculite som ett mineral 2015.