Verdens mest sjældne mineraler kan være nøglen til at finde liv

Halvdelen af alle kendte mineraler er kun fundet fem eller færre steder. De giver en unik indsigt i sammensætningen af Jordens udvikling og samspillet mellem mineraler og liv.

Glem alt om guld, ædelsten og grundstoffer, der går under betegnelsen sjældne jordarter. De virkelig sjældne stoffer i jorden er nogle helt andre.

International Mineralogical Association (IMA) fører en liste over alle kendte mineraler, der er fundet på Jorden. Den havde pr. 15. februar 2016 5.106 elementer med 72 forskellige grundstoffer repræsenteret.

100 af disse udgør mere end 99 pct. af volumenet i Jordens skorpe, hvoraf en håndfuld som KAlSi3O8, NaAlSi3O8 og CaAl2Si2O8 alene udgør 60 pct.

Mere end halvdelen af de godt 5.000 mineraler er rigtig sjældne, idet de højst er fundet fem steder på jordkloden, og det samlede volumen for mange af disse er under en kubikcentimeter.

I en artikel i American Mineralogist ser Robert Hazen fra Carnegie Institution i Washington D.C. og Jesse Ausubel fra Rockefeller University i New York nærmere på naturen og betydningen af disse rariteter.

‘Selv eksperter har kun kendskab til i bedste fald en håndfuld af disse,’ vurderer Robert Hazen.

Selv om de sjældne mineraler kun spiller en ringe rolle for egenskaberne for og dynamikken i Jordens indre, er de vigtige af flere årsager.

I sammenligning med andre terrestriske planeter og måner i Solsystemet er Jorden mineralogisk meget kompleks.

Ifølge Hazen og Ausubel er de sjældne mineraler på Jorden derfor en nøgle til at forstå vekselvirkninger mellem vand, sten og biologiske processer.

‘Uden liv ville mindre end en tredjedel af de nuværende mineraler eksisterer,’ pointerer Robert Hazen.

Da mange mineraler kun dannes, hvor der er også findes liv, kan de fungere som en bio­signatur for liv i andre terrestriske verdener.

Endelig er der også en særlig god grund til at interessere sig for de ekstremt sjældne mineraler, skriver Hazen og Ausubel i deres videnskabelige artikel: ‘De er dybt fascinerende’.

1.500 uopdagede mineraler

Ud fra antallet af de kendte sjældne mineraler kan man beregne, hvor mange mineraler, der stadig er uopdagede, og Robert Hazen har sidste år sammen med bl.a. norske Grethe Hystad fra Purdue University i Indiana, USA estimeret, at disse udgør omkring 1.500.

Særligt interessante er materialer indeholdende kulstof, idet de kende­tegner en vekselvirkning mellem liv og døde klipper. Der kendes i dag 408 mineraler, der indeholder kulstof. Det betyder, at der er omkring 145 uopdagede mineraler indeholdende kulstof.

Som en del af det internationale projekt Deep Carbon Observatory, der skal give forskerne et bedre indblik i kulstofs vigtighed for både fysiske, kemiske og biologiske processer, blev der i december 2015 udskrevet en Carbon Mineral Challenge for både amatører og professionelle.

Denne sigter mod at finde så mange nye kulstofbaserede mineraler som muligt inden september 2019.

Robert Hazens vurdering er, at 129 af disse indeholder ilt, 118 indeholder brint, 52 calcium og mere end 60 natrium. De fleste af disse er formodentlig blevet overset, fordi de er farveløse og opløselige i vand. Men nu er der et konkret bud på, hvad man skal lede efter.

Sjældne af fire hovedårsager

Mineraler kan være sjældne af fire forskellige hovedårsager.

Læs også: Her er fem af verdens sjældneste mineraler

Den første skyldes, at visse mineraler kun kan dannes, når de helt rette betingelser for tryk, temperatur og komposition er opfyldt. Komposition refererer her til, at flere forskellige grundstoffer skal være til stede samme sted.

Et godt eksempel er harmunit (CaFe2O4) eller hatrurit (Ca3SiO5) der kun er fundet henholdsvis to steder og ét sted, til trods for at der findes et utal af mineraler med disse helt almindelige grundstoffer.

Hatrurit kan kun dannes ved temperaturer over 1.250 grader celsius og kun, hvor der ikke samtidig findes aluminium.

Ekstremer inden for pH-værdier kan også føre til sjældne mineraler. Hazenit, et alkali-magnesiumsulfat som i øvrigt er opkaldt efter Robert Hazen, er kun fundet i den saltholdige Mono Lake i Californien, hvor pH~10.

Den anden hovedårsag til, at et mineral er sjældent, er, at det indeholder grundstoffer, der kun er til stede i små mængder i jordskorpen. Det kan f.eks. være tellurium, som skorpen kun indeholder 0,005 ppm af, og kviksølv, som skorpen indeholder 0,05 ppm af.

Visse mineraler kræver desuden usædvanlige kombinationer som Be-Sb i swedenborgit og Ge-Te i alburnit.

Sparsomhed er dog ikke den eneste afgørende faktor for sjældenhed. Der kendes 263 mineraler med uran (2,7 ppm i jordskorpen) men kun ét med hafnium (HfSiO4), der findes i dobbelt så stor koncentration i jordskorpen. Det skyldes, at hafnium kæmper om den samme plads med det langt mere almindelige zirkonium.

Den tredje hovedårsag til sjældenhed er, at mineraler kan have kort levetid under normale betingelser på overfladen af Jorden. Et godt eksempel er methanhydrat, som er krystallinsk dybt nede i jorden, men som let fordamper eller går i brand og derfor endnu ikke er klassificeret som et mineral.

Magnesiumsulfat (MgSO4) er fremstillet syntetisk, men kendes ikke i naturen, hvor der derimod kendes 11 hydrerede magnesiumsulfater som epsomit (MgSO4 . 7H2O) og kieserit (MgSO4 . 2H2O). Lime (kalk) i form af CaO er fundet færre end 10 steder, mens portlandit (læsket kalk, Ca(OH)2) er meget almindelig.

Den fjerde hovedårsag er, at visse områder er underrepræsenteret, og at visse mineraler er meget svære at identificere.

Underrepræsenterede områder er eksempelvis Antarktis og aktive vulkaner.

Natriumbaserede mineraler er sandsynligvise underrepræsenteret, fordi halvdelen af alle kendte natrium-­mineraler kun er svagt krystallinske og er hvide eller grå. Det gør det svært at finde og identificere nye natrium-mineraler.

En række tellurium-mineraler fra Otto Mountain i Californien er kun identificeret med brug af meget avancerede metoder inden for elektronmikroskopi, så selv om sådanne mineraler uden tvivl er sjældne, er de måske ikke helt så sjældne, som de foreløbige undersøgelser tyder på.

Robert Hazen og Jesse Ausubel har identificeret fire mineraler, som er sjældne af alle fire årsager, heriblandt fingerit (Cu11O2(VO4)6).

De øvrige tre i denne superkategori indeholder ligeledes vanadium og kobber. De er alle fire fundet ved Izalco-vulkanen i El Salvador, der var aktiv fra 1770 til 1966.

Kommentarer (15)

Selv har jeg brugt mange år af mit liv, hvor jeg altid søgte efter nye og spændende mineraler. Det ironiske er, at der var 2 dengang uopdagede mineraler i det materiale, som jeg studerede. Det var bare umuligt at finde dem med mine (dog nogenlunde avancerede metoder).

Fordi jeg er rimeligt velbegavet, så vidste jeg faktisk godt, at jeg med de krystal-optiske og spektrometriske metoder, som jeg anvendte, kun ville kunne finde nye mineraler, hvis disse viste sig som særprægede krystaller. Det er kun muligt for amatører at opdage nye mineraler, såfremt disse tydeligt adskiller sig fra resten.

LIV OG SJÆLDNE MINERALER.
Liver er afhængigt af mineraler og til en vis grad også af relativt sjældne grundstoffer, men livet har efter min opfattelse ikke den fjerneste sammenhæng med de i artiklen omtalte sjældne mineraler.

Det ville være særdeles upraktisk, hvis livet var afhængigt af mineraler, der mængdemæssigt kun existerer i en samlet kvantitet af under 5 gram på hele jordkloden. Mange af de nye mineraler bliver bestemt ud fra kvanta i mg-størrelse. Ofte er det sådan, at når et nyt sjældent mineral er opdaget, så kan man genfinde det samme mineral i 1-3 lignende forekomster andetsteds på jorden. Det kan måske tidoble den kendte mængde, men 10 gange 5 mg giver kun en samlet mængde på 50 mg.

Med venlig hilsen - Steen Ahrenkiel.

  • 0
  • 0

Det ville være særdeles upraktisk, hvis livet var afhængigt af mineraler, der mængdemæssigt kun existerer i en samlet kvantitet af under 5 gram på hele jordkloden.

Det er heller ikke tilfældet. I artiklen står der: Da mange mineraler kun dannes, hvor der er også findes liv, kan de fungere som en bio­signatur for liv i andre terrestriske verdener.

Kort sagt dannes de sjældne mineraler kun hvor der i forvejen er liv. Hvis vi kan spotte dem, f.eks. ved at spektral analyse af exoplanet/atmosfære er der sandsynligvis liv.

  • 0
  • 0

Geologien her på jorden er i endog meget høj grad skabt i et samspil med livet. Det gælder fx ilt/CO2 i atmosfæren, kalkklipperne, BIF = de kvartsbåndede jernmalme, stenkul og olie forekomsterne for bare at nævne nogle få af de allermest oplagte.

Jordens skiftende klima har dermed også i høj grad været påvirket af det biologiske liv, selv om andre faktorer også spiller en stor rolle. [De andre faktorer indgår ikke i IPCC's spådomme.]

Desværre er mineralbestemmelse på fjerne planeter i andre solsystemer praktisk og fysisk umuligt for selv de mest almindelige faste mineraler. Nogle kalkbjerge ville være en god indikator for liv.

Extra-terrestrisk bestemmelse af mineraler, som er så sjældne, at de kun findes i mg- (eller højest gram-) mængde dybt begravet i specifikke (og dermed ligeså sjældne) mineralforekomster, er naturligvis en total umulighed.

Med venlig hilsen - Steen Ahrenkiel.

  • 0
  • 1

Extra-terrestrisk bestemmelse af mineraler, som er så sjældne, at de kun findes i mg- (eller højest gram-) mængde dybt begravet i specifikke (og dermed ligeså sjældne) mineralforekomster, er naturligvis en total umulighed.

Extra-terrestrisk bestemmelse af mineraler, som er så sjældne, at de kun findes i mg- (eller højest gram-) mængde dybt begravet i specifikke (og dermed ligeså sjældne) mineralforekomster, er naturligvis en total umulighed.

Af tre grunde tror jeg ikke på den påstand!

  1. det er ikke nødvendigt at lede efter de mest sjældne forekomster. Det er tilstrækkeligt at lede efter et mere almindeligt mineral som ikke opstår uden liv.

  2. de omtalte mineraler står i de fleste tilfælde i forbindelse med vulkanisme. Kvanefjeld i Sydgrønland er et godt eksempel. Det betyder at gejsere og vulkanudbrud kan slynge partikler op i atmosfæren hvor de kan findes ved spektralanalyse.

  3. Det er altid risikabelt at påstå at noget som ikke strider mod naturlove er umuligt. Det kan godt være at vi ikke kan lige nu, men det kan ændre sig.

  • 0
  • 1

Ilimaussaq-intrusionen i Kvanefjeld i Sydøstgrønland (som Peter Larsen henviser til ovenfor) er ikke og har aldrig været en vulkan.

Det er en magmatisk intrusion, der blev dannet for ca. 1168 (± 21) millioner år siden. Den er dannet flere kilometer under den daværende overflade, og den er først ca. 1 milliard år senere blotlagt ("kommet op til overfladen") pga. erosion af de bjergarter, der tidligere dækkede dækkede intrusionen.

Ilimaussaq har masser af spændende mineraler, og så er den iøvrigt smækfyldt med fluorid, der er dødelig giftig for alt liv.

PS. Jeg ville være meget taknemmelig, hvis Peter Larsen stoppede sine meningsløse indlæg, da jeg har bedre ting at anvende min tid på end at imødegå nonsens.

Med venlig hilsen - Steen Ahrenkiel.

  • 0
  • 1

Ilimaussaq-intrusionen i Kvanefjeld i Sydøstgrønland (som Peter Larsen henviser til ovenfor) er ikke og har aldrig været en vulkan.

En intrusion er af vulkansk oprindelse! BASTA!

Ilimaussaq har masser af spændende mineraler, og så er den iøvrigt smækfyldt med fluorid, der er dødelig giftig for alt liv.

Der er ingen som siger at livet direkte har dannet de sjældne mineraler. Det er sket indirekte via aflejringer af anden art. Deres giftighed er uden betydning. Dertil kommer at nogle arkæer sagtens tåler flourid.

PS. Jeg ville være meget taknemmelig, hvis Peter Larsen stoppede sine meningsløse indlæg, da jeg har bedre ting at anvende min tid på end at imødegå nonsens.

NIXEN BIXEN!!! Du har på ingen måde eneret på at kommentere artikler! Jeg ville være taknemmelig hvis du forstod det.

  • 1
  • 1

Bortset fra rettelsen til Sydvestgrønland, så er det slut på debatten.

Til læserne:
Vulkaner existerer kun på jordoverfladen (også under vand) og udspyr lava.

Det hedder intrusioner, når flydende magma trænger op, men forbliver i bjergarterne under jordoverfladen uden forbindelse til denne.

Med venlig hilsen - Steen Ahrenkiel.

  • 0
  • 1

Til læserne:
Vulkaner existerer kun på jordoverfladen (også under vand) og udspyr lava.
Det hedder intrusioner, når flydende magma trænger op, men forbliver i bjergarterne under jordoverfladen uden forbindelse til denne.

KORREKTION: Vulkaner fødes af et magmakammer som rummer det magma som den overliggende vulkan dannes af. Magmaet kommer fra dybereliggende lag. Hvis tilstrømningen fra dybere lag ophører, vil vulkanismen dø ud, og magmakammeret vil gradvis størkne og krystallisere. Så er magmakammeret blevet til en intrusion.

Intrusionen kan senere blive blotlagt ved erosion, og erosionen vil i givet fald fjerne resterne af en evt. vulkan. Nogle intrusioner har aldrig født en vulkan, men det kan være umuligt at afgøre efter erosionen har blotlagt intrusionen. Men i Kvanefjelds tilfælde ved vi med sikkerhed at der var en vulkan!

Prøv at læse følgende dokument: http://geusweb01.geus.dk/gmomweb/mineraloc....

Citat fra dokumentet: Early Gardar (1300-1270 Ma) includes sandstone deposits and flood basalts

Flood basalts (dansk: flod basalter) er dannet af varmt og tyndtflydende basaltisk lava, og dannes på jordens overflade i tynde lag. De er i dag synlige bl.a. på Færøerne og Island.

Dermed har der bevisligt været en vulkan over intrusionen i Kvanefjeld!

  • 0
  • 1

– Skomager bliv ved din læst –

Peter Larsens stædighed og energi må beundres, men geologi har han intet begreb om, og det kniber enten med at læse eller med at forstå det læste (både -og ???).

GARDAR PERIODEN PÅ GRØNLAND VAREDE CA. 200 MIO. ÅR.

Gennem Gardar perioden dannedes mere end 50 forskellige intrusioner og i starten (Early Gardar) var der også lidt vulkansk aktivitet. Disse mange vidt forskellige intrusioner er placeret på 12 forskellige hovedlokaliteter.

Early Gardar for ca. 1300-1270 mio. år siden.
Mid Gardad for ca. 1250-1200 mio. år siden (med bl.a. Ivigtut-kryolit-intrusionen).

Late Gardar for ca. 1185-1125 mio. år siden, hvor Ilimaussaq-intrusionen skabtes 1168 mio. år siden.

Peter Larsens argumenterer med, at fordi der over 100 mio. år tidligere på et helt andet sted dannedes lidt overfladisk lava, så er Ilimaussaq en vulkan.

Ilimaussaq var bestemt ingen vulkan !!! Tværtimod, så ved enhver med bare et minimalt kendskab til Ilimaussaq-intrusionen, at dannelses-"kammeret" var endog særdeles tæt gennem en meget lang periode.

Med venlig hilsen - Steen Ahrenkiel.

PS. Endnu engang vil jeg henstille til Peter Larsen om at stoppe med at sprede misinformation blandt Ingeniørens læsere, så jeg skal spilde min tid med at rette alle misforståelserne.

  • 1
  • 1

– Skomager bliv ved din læst –

I lige måde herfra.

Peter Larsens argumenterer med, at fordi der over 100 mio. år tidligere på et helt andet sted dannedes lidt overfladisk lava, så er Ilimaussaq en vulkan.

Du fordrejer det jeg skriver. Eller også har du ikke forstået det.

Jeg skriver at Ilimaussaq sandsynligvis er startet som magmakammer, og først senere blev en intrusion ved vulkanismens ophør. At processen har taget millioner af år er ikke underligt, størrelsen taget i betragtning. Det er din egen opfindelse eller misfortolkning at jeg skulle have skrevet at det er en vulkan.

Og helt andet sted? Nej Gardar er en samlet vulkansk provins som Ilimaussaq er en del af.

Ilimaussaq var bestemt ingen vulkan !!! Tværtimod, så ved enhver med bare et minimalt kendskab til Ilimaussaq-intrusionen, at dannelses-"kammeret" var endog særdeles tæt gennem en meget lang periode.

Er du nu blevet forfremmet til enhver? Er det ikke storhedsvanvid? Hvorfra ved du at kammeret var tæt?

PS. Endnu engang vil jeg henstille til Peter Larsen om at stoppe med at sprede misinformation blandt Ingeniørens læsere, så jeg skal spilde min tid med at rette alle misforståelserne.

Ing.dk er et åbent forum hvor alle har ret til at kommentere. At jeg skulle sprede misinformation er en grov påstand. Du har under hele debatten aldrig fremlagt et eneste naturvidenskabeligt argument. Det hele er Steen Ahrenkiel alene vide påstande. Hvis du vil rette misforståelser, så start venligst med dine egne.

  • 0
  • 1

  1. INTRUSION.
    Så vidt jeg kan se, er Peter Larsen's forståelse af en "intrusion" (efter gentagne korrektioner), at en intrusion er magmakammeret fra en tidligere vulkan.

Som man kan læse i diverse lærebøger i geologi er denne opfattelse forkert. Ved næsten ingen intrusioner har der nogensinde været åben vulkanisme, fordi de er dannet så dybt nede i bjergundergrunden, at dette er en umulighed.

  1. GARDAR-PROVINSEN. – GARDAR-PERIODEN.
    Gardar-provinsen må nærmest sammenlignes med den Østafrikanske Rift Valley, der har forskelligartet vulkansk aktivitet forskellige steder på overfladen, samt sandsynligvis en række i dag ukendte intrusioner i dybet.

Spådommen er, at Afrika vil blive tvedelt, men sådan går det ikke altid. Efter forgæves forsøg gennem 200 mio. år gik processen i stå på Grønland, hvor den efterlod en masse spændende geologiske spor i form af både overfladisk vulkanisme på nogle steder og vidtforskellige dybe intrusioner på andre steder.

Interesserede kan læse mere på dansk her:
- http://www.geus.dk/DK/publications/popular... -
Især må anbefales afsnittet:

"Gardar – en enestående geologisk provins – nogle afsluttende kommentarer".

Med venlig hilsen - Steen Ahrenkiel.

  • 0
  • 1