Een nieuwe mineralenatlas blijkt een goudmijn van details over hoe mineralen op aarde ontstaan. Sommige soorten blijken op tientallen manieren te kunnen groeien.

Vijftien jaar onderzoek was er voor nodig, maar nu weten we dan ook van elk mineraal op aarde hoe het kan ontstaan. Mineralen zijn kristallen van de meest uiteenlopende chemische samenstelling, die je overal op aarde vindt – en op andere planeten. Levende wezens en vloeibaar water blijken een grote rol te spelen bij hun ontstaan, blijkt uit het onderzoek.

Robert Hazen en Shaunna Morrison van de Carnegie Institution for Science presenteren hun nieuwe mineralenatlas in twee publicaties in het wetenschapsblad American Mineralogist. Daarin stellen ze een nieuwe classificatie van mineralen voor, waardoor duidelijker wordt welke op elkaar lijken en hoe ze kunnen ontstaan.

Lees ook:

• Hoe haal je metalen, mineralen en medicijnen uit het water?
• Asteroïde bevat ‘bouwstenen van het leven’

Water

Verzamelaars kunnen hun hart ophalen: de nieuwe classificatie telt wel 10.500 verschillende mineralen, vierduizend meer dan de erkende types van de internationale mineralogische associatie. “Deze studie gaat ons begrip van mineralen op aarde fundamenteel veranderen”, claimt Hazen. Volgens de onderzoekers kan de database helpen nieuwe erts- en mineraallagen op te sporen, en helpt die het ontstaan van leven op aarde en andere planeten te begrijpen.

Een interessante uitkomst van het onderzoek is dat water onmisbaar is bij het ontstaan van zo’n 80 procent van alle mineralen op aarde, zoals pyriet, tafelzout en calciet. Daarom heeft onze gortdroge buurplaneet Mars veel minder variatie aan mineralen dan de aarde, denken de onderzoekers.

Poep- en plassteen

Wat voor water geldt, gaat ook op voor levende organismes. Die blijken betrokken bij de vorming van de helft van alle mineralen; een derde van alle mineralen, zoals koralen, botten, schelpen, niersteen en tanden, kan zelfs alleen ontstaan dankzij biologische processen.

Ook een leuk resultaat: zo’n 72 mineralen komen direct of indirect voort uit de poep en plas van vogels en vleermuizen. Eén daarvan is wel heel specifiek: het zeldzame spheniscidiet ontstaat alleen als de urine van pinguïns reageert met mineralen in de klei van Elephant-eiland in het Antarctisch gebied.

De vele routes naar klatergoud

Opmerkelijk is dat sommige mineralen zich niet op één manier kunnen vormen; voor 40 procent blijken er meerdere routes om de karakteristieke kristalstructuur te vormen. Negen soorten kennen wel vijftien routes of meer, van bijna-onmiddellijk ontstaan tijdens de inslag van een meteoor of de bliksem, tot langzame processen in waterrijke rotslagen of miljoenen jaren bakken onder hoge druk en temperatuur.

Diamant kent bijvoorbeeld negen ontstaanroutes, zoals heftige meteorietinslagen, extreme druk en temperatuur in het binnenste van de aarde, en zelfs condenseren in de afkoelende buitenlagen van oude sterren. De recordhouder met 21 ontstaanroutes is pyriet (FeS₂), ook wel fool’s gold of klatergoud genoemd vanwege de gouden kleur. Dat vormt met en zonder water, bij hoge en lage temperatuur, met hulp van microben en in omgevingen die zo onherbergzaam zijn dat er geen enkel leven voorkomt. Meteoorinslagen, microbenpoep, vulkanen en onderzeese heetwaterbronnen, allemaal produceren ze klatergoud.

Tijdcapsules

De verschillende ontstaangeschiedenissen van mineralen geven volgens de onderzoekers een inkijkje in het verleden van onze planeet. “Elk mineraal heeft een eigen geschiedenis, een eigen verhaal”, zegt Hazen in een persbericht: “Mineralen zijn tijdcapsules uit de hele geschiedenis van de aarde.”

Of ouder: van 296 mineralen is bekend dat ze ouder zijn dan onze planeet. Zo’n 96 stuks komen alleen voor in meteorieten met een leeftijd van 7 miljard jaar, 2,5 miljard jaar ouder dan onze blauwe bol. Daarmee steken ze zelfs de stevige zirkoonkristallen voorbij die ontstonden vlak na de geboorte van onze thuisplaneet.

Veel jonger zijn dan weer de zeshonderd mineralen die ontstonden door de mens, bijvoorbeeld bij branden in kolenmijnen. Onze nieuwste zelfgemaakte aanwinst: trinitiet, een glasachtig lichtgroen, rood of zwart mineraal dat op 16 juli 1945 ontstond bij de test van de Trinity-atoombom in New Mexico. Ook al is het maar licht radioactief, van dát spul hoeven we geen nieuwe manieren om het te maken.

Bronnen: American Mineralogist, EurekAlert!

Beeld: ARKENSTONE / Rob Lavinsky

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!