Ingen annan art i jordens historia har lämnat ett avtryck på planeten så djupgående och bestående som Homo sapiens. Så mycket att forskare i allt större utsträckning argumenterar för att utse en ny geologisk tidsperiod:Antropocen. I ett papper publicerat denna månad i tidskriften American Mineralogist, två UA -forskare ger denna idé ytterligare förtjänst genom att för första gången identifiera en grupp med 208 mineralarter som har sitt ursprung antingen huvudsakligen eller uteslutande på grund av mänsklig verksamhet.

Laget, ledd av Robert Hazen från Carnegie Institution for Science, rapporterar att 208 mineraler, av de mer än 5, 200 mineraler officiellt erkända av International Mineralogical Association, är skyldiga deras existens till mänskliga aktiviteter i en eller annan form.

"I de sedimentlager som lämnats kvar från vår ålder, framtida mineraloger kommer att hitta gott om byggmaterial som tegel, askblock och cement; metalllegeringar som stål, titan och aluminium; tillsammans med många dödliga radioaktiva biprodukter från kärnkraftsåldern, "sa Marcus Origlieri, en mineralog och en medarbetare som arbetar med professor i geovetenskap vid UA Robert Downs och är en av tidningens medförfattare. "De kan också förundras över några av de vackra tillverkade ädelstenarna som cubic zirconia, moissanit, syntetiska rubiner och många andra. "

De flesta av de mänskligt medierade, antropiska mineraler skapades genom gruvdrift - i malmdumpar, genom vittring av slagg, bildas i tunnelväggar, gruva vatten eller timmer, eller genom mina bränder. Sex hittades på väggarna i smältverk; tre bildas i ett geotermiskt rörsystem. Ett mineral, calclacite, har sitt ursprung i ett gammalt museiförvaringsskåp. Tre upptäcktes i korroderade blyartefakter ombord på ett tunisiskt skeppsbrott, två om bronsartefakter i Egypten och två om tennartefakter i Kanada. Fyra upptäcktes vid förhistoriska offerplatser i de österrikiska bergen.

"Med tanke på mänsklighetens genomgripande påverkan på miljön, det måste finnas hundratals ännu inte kända 'mineraler' i gamla gruvor, smältverk, övergivna byggnader och andra platser, "Sa Downs." Samtidigt, nya sviter av föreningar kan nu bildas i, till exempel, fasta avfallstappar där gamla batterier, elektronik, apparater, och andra högteknologiska utkast utsätts för vittring och förändringar. "

Hur bildas mineraler och varför?

Origlieri:Mineraler bildas eftersom jorden inte bara är gjord av torr sten, men av vätskor, för. Dessa saker kan transporteras, flyttade runt och deponerade. Tänk på hur socker löser sig i vatten:När du har tömt ut vattnet, du har sockerkristaller. Mineraler bildas på detta exakta sätt. Till exempel, när lava stiger under en kontinent och svalnar medan den fortfarande är under jorden, det kan bilda en granit. Eller så kan det komma rakt ut som en gas, som i Yellowstone National Park, där du kan se svavelkristaller bildas på en sten.

Varför finns det så många olika varianter av mineraler?

Origlieri:Allt beror på miljön där mineralet bildas. När två avlagringar bildas på olika djup, vid olika temperaturer, du får olika mineraler. Du kan ha samma atomer arrangerade i en annan struktur och få två olika mineraler. Kalcit och aragonit, till exempel, är båda gjorda av olika djurgrupper som använder olika biologiska vägar för att göra sina skal. Malmfyndigheter, som koppar, är inte desamma överallt i världen. Vissa platser har koppar i form av metallkoppar. I andra, där det saknas syre, koppar bildas i sulfiter. Någon annanstans, koppar oxideras, vilket resulterar i kopparkarbonat. Metoden för brytning ändras beroende på hur koppar uppstår i berget.

I ditt papper, du gör fallet för en ny geologisk era baserad på mineraler som är skyldiga deras existens till människan. Vad är tanken bakom det?

Origlieri:Med tanke på att människor har haft så stor inverkan på jorden och miljön, forskare diskuterar vid vilken tidpunkt vi ska avbryta den helt naturliga och geologiska eran som tydligen har tagit slut och starta en ny era, en som inser att människan har förändrat jorden. Vi hävdar att ett sätt att indikera denna era är speciering inom mineralriket. Andra människor har pratat om kärnkraftsisotoper vi har bildat; andra har pratat om lager av plast som vi har skapat. Vi citerade allt det här i vår tidning. Vår lista över konstgjorda mineraler är bara en annan markör som indikerar att människor har förändrat den geologiska stratigrafi, sedimenten som finns. Låt oss säga att en framtida geolog hittar dem i ett urval. Dessa mineraler skulle indikera något som har störts eller förändrats av människan. Då skrev vi tidningen, vi rapporterar 208 sådana mineraler. Det är 4 procent av alla kända mineraler. Tänk på det. Det är mycket "Jorden skapad av människan".

Vad är historien bakom sådana konstgjorda mineraler?

Origlieri:En del av definitionen av ett mineral är att det bildas utan människans handling. Det är därför plast inte är mineraler. Mineraler kan bildas genom biologiska processer. Till exempel, vissa mineraler finns i torkad saguarokaktus, eller bat guano, eller i emaljen i tänderna. Mineralerna som vi pratar om i vårt papper har båda helt naturliga, geologiska aspekter på deras bildande såväl som mänskliga aspekter. När du gräver en gruva, till exempel, du exponerar mineraler som är mindre stabila för syre i luften. Så du skapar miljön för en kemisk reaktion, men inte avsiktligt och inte på något kontrollerat sätt. I antikens Grekland och Rom, till exempel, människor skulle dumpa gruvavfall i havet, där det skulle reagera med havsvattnet och skapa nya mineraler i processen. Vi kallar dessa slagg för mineraler. Dessa speciella mineraler skulle inte ha bildats om människan inte hade kastat sakerna i havet, men eftersom havet redan var där, mänsklig aktivitet förändrade bara saker genom att transportera materialet. En del av processen är naturlig, och en del av det är det inte.

Hur klassificeras mineraler och vilken roll spelar UA i den processen?

Origlieri:Commission on New Minerals and Mineral Nomenclature granskar förslag på nya mineraler från mineraloger som studerar mineraler. Organisationen distribuerar sedan informationen till sina röstberättigade medlemmar. De röstar om två kriterier:Om mineralet verkar giltigt för dem, och om de gillar namnet. Det finns fall där ett föreslaget namn avvisas, till exempel, för det låter illa på ett främmande språk, eller kanske tycker de att det borde vara uppkallat efter någon, eller för att det låter för mycket som ett befintligt eller föråldrat namn. UA är värd för den officiella minerallistan för International Mineralogical Association. Det finns 5, 231 erkända mineralarter vid denna tidpunkt. Varje år, mer än 100 läggs till i databasen. Bob Downs bidrag var att han utvecklade en databas från den listan som gjorde den tillgänglig för alla. Denna resurs har länkar till vetenskapliga referenser, det visar första gången mineralnamnet publicerades, vilka mineraler det är relaterat till, och den innehåller också spektrografiska data. Det innehåller verkligen mycket data som är fritt tillgängligt. Det hjälper verkligen forskare som kanske inte har varje bok publicerad, och så med databasen kan de identifiera mineralerna med hjälp av dessa data.

Kan du berätta om ett mineral som du upptäckte?

Origlieri:För några år sedan, ett exemplar som hittades i en sydafrikansk mangangruva fördes till en mineralshow som såg annorlunda ut än vad jag någonsin sett. Jag analyserade det med en teknik som kallas Raman -spektroskopi, och det stämde inte riktigt med någonting. Sedan gjorde jag några röntgendiffraktionstester, och det stämde inte med någonting. Till sist, en kemisk analys visade att det liknade något annat, men bara lite annorlunda. Det visade sig att det var en mellanprodukt mellan två kända mineraler. Jag präglade det och presenterade det vid International Mineralogical Association Meeting. Det kallas Marshallsussmanite.

Vilka är de mest troliga miljöerna där man hittar ett nytt mineral?

Origlieri:Mest troligt på platser där sällsynta element är koncentrerade. Du kommer att märka att vårt papper listar många uranmineraler. Uran reagerar med syre i luften och vad som än finns. Om det finns vatten och kol runt, det bildar ett karbonat. Om det finns svavel runt, det bildar ett sulfat. Allt annat i berget får ett annat mineral att bildas. Uranmineraler är mycket olika.

Är det tänkbart att det bildas nya mineraler i djupet av en deponi som kan vara användbara för något?

Origlieri:Vissa kan ha intressanta egenskaper, och kan ge idéer för materialforskare att skapa nya föreningar. Kanske finns det några naturligt bildande mineraler som inte har hittats än eller några som gjorts i ett laboratorium där arrangemanget av atomer är lite annorlunda som har en önskvärd egenskap och kan fungera som en mall för ett nytt material. Men ärligt talat, en liten mängd av ett exotiskt mineral kommer inte att användas för mycket. Jag menar, i allmänhet, dessa mineraler finns inte i stora mängder, och de flesta mineraler är inte exakt rena. För industriella tillämpningar, vanligtvis vill du kontrollera kemin i ditt material.