科学家和哲学家联手提出了一种对矿物进行分类的新方法

钻石会永远存在，但这并不意味着所有钻石都有共同的历史。随着数十亿年前垂死恒星富含碳的大气层膨胀和冷却，其中一些形成于太空中。在我们自己的星球的一生中，地幔中的高温和高压产生了我们作为宝石所熟悉的钻石。 5,000年前，撞击地球上富含碳的沉积物的大型陨石产生了一颗冲击钻石。

这些钻石的每一个在成分和成因上都彼此不同，但是都归类为“钻石”。由矿物权威指南-国际矿物学协会新矿物，命名和分类委员会。

对于许多物理科学家而言，这种不一致不会造成任何问题。但是IMA系统为地球生物学家，古生物学家和其他努力了解矿物的人留下了未解决的问题。 。

因此，卡内基的罗伯特·海森（Robert Hazen）和肖纳·莫里森（Shaunna Morrison）与CU博尔德科学哲学教授卡罗尔·克莱兰德（Carol Cleland）合作，建议科学家们通过一种新的进化系统解决这一缺点。矿物分类法-包括并反映了超过40亿年的地球历史中矿物多样性和分布的变化。

＆＃34;我们从非常不同的哲学领域走到一起，看看是否存在一种严格的方法来将时间维度带入关于构成地球的固体材料的讨论中，＆＃34; Hazen说。

IMA矿物分类系统可追溯到19世纪，当时地质学家James Dwight Dana概述了一种基于主要元素的理想成分和几何理想化的独特组合对矿物进行分类的方法。

＆＃34;例如，IMA将石英定义为纯二氧化硅，但是这种理想化版本的存在完全是虚构的，＆＃34;莫里森说。 ＆＃34;每个石英标本都包含瑕疵-使其形成过程的痕迹使其独一无二。

这种分类系统的方法意味着将具有明显不同的历史起源的矿物集中​​在一起（例如以钻石为例），而将具有共同因果历史的其他矿物分开。

＆＃34; IMA系统是典型的，＆＃34;首席作者克莱兰德（Cleland）说，他解释说，自然科学中的大多数分类系统（例如元素周期表）都是与时间无关的，仅根据明显的相似之处和不同之处对物质进行分类，无论它们如何或对其进行了哪些修改。＆＃34;

对于许多研究人员而言，时间独立的系统是完全合适的。但是，这种方法对于行星和其他以历史为导向的地球科学并不适用，因为它们的重点是了解行星体的形成和发展。

克莱兰德说，钻石或石英晶体形成历史的差异是至关重要的，因为形成样品的条件和样品经过的修饰远比仅晶体合格的事实提供更多的信息。如钻石或石英。＆＃34;

她，哈森（Hazen）和莫里森（Morrison）认为，行星科学家需要的是一种对矿物进行分类的新系统，其中包括历史上的自然物种。

在达尔文提出进化论之前，生物学面临着类似的问题。例如，由于缺乏对生物如何通过进化过程进行历史关联的了解，17世纪的学者辩论了蝙蝠是否为鸟类。但是，随着19世纪达尔文著作的问世，生物学家们根据进化论对其进行了分类，因为它们缺乏带翅膀的共同祖先。

因为“矿物进化”的普遍理论还不存在，因此为地球科学创建这样的分类系统具有挑战性。 Hazen，Morrison和Cleland提出的解决方案就是他们所说的“ bootstrap”。这种方法基于具有历史意义的，信息丰富的固体材料的化学，物理和生物学属性。这种策略使科学家能够建立各种历史体系，同时又对其基本理论原理保持不可知论。

矿物质是我们可以研究以了解地球起源和演化的最持久，信息最丰富的物体。 Hazen说。 ＆＃34;我们对矿物进行分类的新进化方法对现有协议进行了补充，并提供了严格记录地球历史的机会。

莫里森同意，并补充道：＆＃34;重新思考我们对矿物进行分类的方式，提供了通过矿物学角度解决有关我们星球和太阳系的重大科学难题的机会。由于矿物的不完美和与理想的偏离，矿物捕捉了他们在深层时间发生的事情的故事，它们提供了一种时光机，可以追溯并了解我们的行星以及太阳系中数百万或数十亿个其他行星中正在发生的事情。年前。＆＃34;更多信息：Carol E. Cleland et al。，“历史自然物种和矿物学：在必要情况下系统化偶然性，” PNAS（2020）。 www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2015370118