En diamant varar för evigt, men det betyder inte att alla diamanter har en gemensam historia.

Vissa diamanter bildades för miljarder år sedan i rymden när de kolrika atmosfärerna hos döende stjärnor expanderade och svalnade. Under vår egen planets livstid, höga temperaturer och tryck i manteln producerade diamanter som är bekanta för oss som ädelstenar. 5, 000 år sedan, en stor meteorit som träffade ett kolrikt sediment på jorden producerade en anslagsdiamant.

Var och en av dessa diamanter skiljer sig från de andra i både sammansättning och tillkomst, men alla kategoriseras som "diamant" av den auktoritativa guiden till mineraler - International Mineralogical Association's Commission on New Minerals, Nomenklatur och klassificering.

För många fysikaliska forskare, denna inkonsekvens utgör inga problem. Men IMA-systemet lämnar obesvarade frågor för planetforskare, geobiologer, paleontologer och andra som strävar efter att förstå mineralers historiska sammanhang.

Så, Carnegies Robert Hazen och Shaunna Morrison slog sig samman med CU Boulders vetenskapsfilosofi, professor Carol Cleland för att föreslå att forskare åtgärdar denna brist med ett nytt "evolutionärt system" för mineralklassificering - ett som inkluderar historiska data och återspeglar förändringar i mineralernas mångfald och distribution genom mer än 4 miljarder år av jordens historia.

Deras arbete är publicerat av Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Vi kom samman från de mycket olika områdena av filosofi och planetvetenskap för att se om det fanns ett rigoröst sätt att föra in tidsdimensionen i diskussioner om de fasta materialen som utgör jorden, " sa Hazen.

IMA-klassificeringssystemet för mineraler dateras till 1800-talet när geologen James Dwight Dana beskrev ett sätt att kategorisera mineraler på basis av unika kombinationer av idealiserade sammansättningar av huvudelement och geometriskt idealiserad kristallstruktur.

"Till exempel, IMA definierar kvarts som ren kiseldioxid, men förekomsten av denna idealiserade version är helt fiktiv, ", sa Morrison. "Varje exemplar av kvarts innehåller brister - spår av dess bildningsprocess som gör den unik."

Detta förhållningssätt till kategoriseringssystemet innebär att mineraler med distinkt olika historiska ursprung klumpas ihop – som med exemplet med diamanter – medan andra mineraler som delar en gemensam orsakshistoria delas isär.

"IMA-systemet är typiskt, " sa huvudförfattaren Cleland, förklarar att de flesta klassificeringssystem inom naturvetenskap, såsom grundämnenas periodiska system, är tidsoberoende, kategorisera materiella saker "enbart på grundval av uppenbara likheter och skillnader, oavsett hur de tillverkades eller vilka modifieringar de har genomgått."

För många forskare, ett tidsoberoende system är helt lämpligt. Men detta tillvägagångssätt fungerar inte bra för planetariska och andra historiskt orienterade geovetenskaper, där tonvikten ligger på att förstå bildningen och utvecklingen av planetariska kroppar.

Skillnader i en diamant- eller kvartskristalls bildningshistoria är avgörande, Cleland sa, eftersom de förhållanden under vilka ett prov bildades och de modifieringar som det har genomgått "är mycket mer informativa än bara det faktum att en kristall kvalificerar sig som diamant eller kvarts."

Hon, Hazen, och Morrison hävdar att vad planetforskare behöver är ett nytt system för att kategorisera mineraler som inkluderar historiska "naturslag".

Biologin stod inför en liknande fråga innan Darwin lade fram sin evolutionsteori. Till exempel, saknar förståelse för hur organismer är historiskt relaterade genom evolutionära processer, 1600-talsforskare diskuterade om fladdermöss är fåglar. Med tillkomsten av Darwins verk på 1800-talet, dock, biologer klassificerade dem separat på evolutionära grunder, eftersom de saknar en gemensam anfader med vingar.

Eftersom en universell teori om "mineral evolution" inte existerar, att skapa ett sådant klassificeringssystem för geovetenskaperna är utmanande. Hazen, Morrison, och Clelands föreslagna lösning är vad de kallar en "bootstrap"-strategi baserad på historiskt avslöjande, informationsrik kemikalie, fysisk, och biologiska egenskaper hos fasta material. Denna strategi gör det möjligt för forskare att bygga ett historiskt system av mineraler samtidigt som de förblir agnostiska om dess underliggande teoretiska principer.

"Mineraler är de mest hållbara, informationsrika objekt som vi kan studera för att förstå vår planets ursprung och evolution, " Sa Hazen. "Vår nya evolutionära strategi för att klassificera mineraler kompletterar de befintliga protokollen och erbjuder möjligheten att noggrant dokumentera jordens historia."

Morrison instämde, tillägger:"Att tänka om hur vi klassificerar mineraler erbjuder möjligheten att ta itu med stora, framstående vetenskapliga mysterier om vår planet och vårt solsystem, genom en mineralogisk lins. I sina ofullkomligheter och avvikelser från idealet, mineraler fångar historien om vad som har hänt dem genom djup tid - de ger en tidsmaskin för att gå tillbaka och förstå vad som hände på vår planet och andra planeter i vårt solsystem för miljoner eller miljarder år sedan."