Teilen andere Planeten und Monde die mineralische Vielfalt der Erde?

Die Erde ist voll von verschiedenen Mineralien. Jedes Fleckchen Erde, zwischen Plattentektonik und anderen Kräften, ist vollgepackt mit einer Vielzahl interessanter und, was noch wichtiger ist, unterschiedlicher Mineralien.

Gilt das auch anderswo im Kosmos? Mond, Mars, Neptun und andere Körper wurden oft mit Begriffen beschrieben, die eine seltsam konsistente Landschaft implizieren würden; ein Mars, der vielleicht von Pol zu Pol mit Eisenoxid beschichtet ist. Teilen die anderen Planeten und Monde die Mineralienvielfalt der Erde, und wenn nicht, warum?

Sie haben nach Mineralienvielfalt gefragt und erhalten Antworten darauf . Bitte beachten Sie, dass die Vielfalt der Elemente unterschiedlich ist. Die vorhandenen Mineralien hängen von den vorhandenen Elementen und den Bedingungen (Temperatur, Druck, Elementmischungen usw.) ab, denen sie ausgesetzt waren.
@simonatrcl Toller Punkt. Gibt es einen Grund, warum die Erde eine wesentlich größere Elementarvielfalt aufweisen sollte?
Elementar? Nein. Mineral? Sicher. Aktive Plattentektonik, flüssiges Wasser und freier Sauerstoff kommen mir als große Quellen (und Abflüsse) von Mineralien in den Sinn. Aber in der gleichen Größenordnung, in der Sie davon sprechen, dass „der Mars von Pol zu Pol mit Eisenoxid beschichtet wird“, ist die Erde ebenso! Und dasselbe gilt für Aluminium- und Siliziumoxide (sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars). Alles andere sind Peanuts. Die Schätzungen, wie viel Mineralienvielfalt es auf der Erde im Vergleich zum Mars gibt, sind schwierig, aber sie liegen meistens im Bereich von ein oder zwei Größenordnungen, nicht fünf :)

Antworten (4)

Wir wenden uns dem Mars zu, den wir seit Jahrzehnten studieren. Und wir sehen auf der Oberfläche des Roten Planeten eine große Vielfalt an Mineralien, es ist keineswegs nur Rost.

Der CheMin-Analysator von Curiosity hat die Oberflächenmineralzusammensetzung des Gale-Kraters untersucht. Zitat aus dieser Antwort :

Dieses Diagramm, das vom CheMin-Analysator von Curiosity ( Quelle ) bereitgestellt wird, zeigt, dass die Zusammensetzung mit der Tiefe im Inneren des Kraters variiert:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wir sehen nicht nur eine Vielzahl von Mineralien, die auch auf der Erde bekannt sind, wir sehen auch einen verdächtig erdähnlichen Gradienten in der Zusammensetzung, wobei das Material nahe der Spitze von Verwitterungsprodukten (insbesondere zu Hämatit oxidiertes Eisen und große Mengen Ton) und der Unterseite dominiert wird besteht aus Material, das besser geschützt gewesen sein muss (mafische Materie, Magnetit; beide würden leicht verwittern, wenn sie einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt würden), wie durch Wasser in einem alten See.

In einem anderen Beispiel wurde von Spirit and Opportunity Jarosit gefunden, ein komplexes Sulfatmineral, das mit einer extrem salzhaltigen, aber dennoch lebensfördernden Umgebung auf der Erde in Verbindung gebracht wird.

Granit wurde auch auf dem Mars gefunden und ist ein Produkt ausgedehnter magmatischer Prozesse, die die Bestandteile von Magma trennen, Gestein zu Magma recyceln usw. Die dichteren Fraktionen, die sich abgeschieden haben, müssen auch noch irgendwo da sein und könnten nützlich sein Erze. Der Mond hingegen ist so ziemlich nur Basalt und aus Basalt geformtes Prallglas. Und Asteroiden sind im Allgemeinen sehr primitives Material, das sich seit seiner Akkretion nicht wesentlich verändert hat, aber Ceres zeichnet sich durch seine hydrothermale/kryovulkanische Aktivität aus.
Es ist erwähnenswert, dass das Vorhandensein einer Handvoll oxidierter Mineralien, die auch auf der Erde gefunden werden, nicht bedeutet, dass der Mars eine Mineralvielfalt aufweist, die der von Tausenden einzigartiger Mineralien entspricht, von denen bekannt ist, dass sie nur auf der Erde existieren. Der Mars, der einzige andere felsige Planet, den wir an der Oberfläche erforscht haben, und von dem angenommen wird, dass er zuvor eine chemisch aktive Atmosphäre besessen hat, wird mehr Mineralien auf sich haben als andere weniger erforschte und weniger geschichtsträchtige Körper.
Die Behauptung, dass der Mars die gleiche Mineralienvielfalt wie die Erde hat oder dass die Mineralienvielfalt der Erde nicht einzigartig ist, ist jedoch reine Spekulation. Wir haben weder die Beweise noch einen Grund zu der Annahme, dass es Beweise dafür gibt, dass es anders ist.
Oder man könnte sagen, dass die Erde eine einzigartige Vielfalt an Mineralien hat, weil andere Planeten/Planemos ihre eigenen, unterschiedlichen und auch vielfältigen Mineralienprofile haben.
@Oscar Lanzi, obwohl ich mich sehr freuen würde, wenn ich falsch liege, haben wir meines Wissens nach keinen Grund zu der Annahme, dass dies der Fall ist. Wenn Sie irgendwelche Quellen haben, die dies vorschlagen, schicken Sie sie mir bitte!!
Das Wissen über die Mineralienvielfalt unseres Planeten ist das Ergebnis von Hunderten (Tausenden?) Jahren geologischer Erkundung. Wir können die Zeit, die an anderer Stelle für diese Aufgabe aufgewendet wurde, in Stunden zählen! Danke, Oscar, für die Präsentation der ersten tatsächlichen Daten, die wir benötigen, um diese Frage zu beantworten. Aber ich denke, es wird Hunderte von Jahren dauern, bis wir diese Frage beantworten können. Die Antwort hängt nicht nur davon ab, was wir über diese Körper in ihrem gegenwärtigen Zustand wissen, sondern auch davon, was in den Milliarden von Jahren seit ihrer Entstehung passiert ist.

Sie nicht! Die Gründe dafür sind einfach: Mineralien sind halbstabile Konfigurationen von Elementen, die unter bestimmten Druck-Temperatur-Redox-Bedingungen gebildet werden. Ein Planet mit aktiver Plattentektonik wird auch extremere Drücke und Temperaturen haben (ganz zu schweigen davon, dass er Chemikalien in solche Bedingungen einführt, die sonst nicht vorhanden wären, wie Wasser und Karbonate). Es sollte auch erwähnt werden, dass die Erde ein so großer felsiger Planet (mit einem so großen, aktiven Kern) ist, der dazu beiträgt, extreme PT-Bedingungen zu erzeugen.

Außerdem schafft das Leben überall unglaublich unwahrscheinliche Redoxbedingungen. Eine mit Sauerstoff geflutete Atmosphäre? Verrückt! Protonen werden in den Boden geschleudert? Bizarr!

Es genügt zu sagen, dass die Mineralienvielfalt mit der Entwicklung des Lebens zunahm. Die Idee, dass sich Leben und Mineralien gemeinsam entwickelt haben, ist als „ Mineralentwicklung “ bekannt … vielleicht etwas irreführend, aber es bringt den Punkt auf den Punkt. Die Erde hat viele wilde Mineralien, weil sie viel wildes Leben hat. Neue Mineralien werden auch aufgrund menschlicher Aktivitäten entdeckt; Bergbaubetriebe konzentrieren seltsame Elemente zusammen und setzen sie Wärme und Feuchtigkeit aus.

Die Antwort lautet also nein – soweit wir wissen (wir haben kaum unsere eigenen felsigen Planeten und Monde erforscht, geschweige denn andere Sonnensysteme), ist die mineralische Vielfalt der Erde einzigartig.

Protonen werden in den Boden geschleudert? Worauf beziehst du dich?
Vielleicht eines der interessanteren Beispiele für die Entwicklung von Mineralien ist Fordit – eine Substanz, die ohne das wirklich ungewöhnliche Phänomen der Massenproduktion von Autos nicht existieren könnte.
Planeten, die Leben haben, werden also auch mineralische Vielfalt haben? In diesem Fall kann es Milliarden von Planeten geben, die so vielfältig sind wie die Erde (vorausgesetzt, es gibt Leben im ganzen Universum). Ihre Antwort lautet also eigentlich ja.
Das Leben kann keinen Sauerstoff nehmen und ihn in Eisen umwandeln. Alle chemischen Elemente auf der Erde existieren vor dem Leben. Das Leben hat nur kompliziertere Moleküle geschaffen. So sehe ich es. Ich denke, diese Antwort ist falsch
@Joe Jobs Ich habe nicht gesagt, dass das Leben Sauerstoff erzeugt, ich habe gesagt, dass es eine sauerstoffreiche Atmosphäre geschaffen hat. Es ist bemerkenswert, große Mengen einer stark oxidierenden Spezies in gasförmiger Form auf einem ganzen Planeten verfügbar zu haben. Ist Ihrer Meinung nach sonst noch etwas falsch?
@db Wurzelprozesse vieler Landpflanzen scheiden Protonen aus, um sie gegen an Tonpartikeln adsorbierte Nährstoffionen auszutauschen. Aus diesem Grund versauern viele hochentwickelte Pflanzen den Boden, da dies die Aufnahme von Phosphat- und Stickstoffspezies erhöht.
Entschuldigung, wenn mein Kommentar unhöflich aussieht. Ich schaute aus der Sicht der Person, die auf einem anderen Planeten oder Mond nach Ressourcen sucht. Sie interessieren sich hauptsächlich dafür, ob die chemischen Elemente existieren. Die Art und Weise, wie sie kombiniert werden, ist weniger wichtig, da die Elemente kombiniert oder in verschiedene Materialien getrennt werden können.
@JoeJobs: Ihr Standpunkt ist gültig und ein äußerst interessanter Standpunkt, Gegenstand der Forschung. Aber diese Frage fragt speziell nach der Fülle und Vielfalt von Mineralien, nicht von Elementen.
Viele meiner Geochemikerkollegen denken das, also ist diese Antwort definitiv eine Mainstream-Ansicht (+1). Ich habe jedoch einige Zweifel. Wir kennen viel weniger Mineralien, die sich auf der frühen Erde gebildet haben, als solche, die sich in jüngerer Zeit gebildet haben, aber es könnte leicht eine Selektionsverzerrung am Werk sein. Damit wir davon erfahren konnten, mussten sich die Mineralien nicht nur bilden, sondern auch stabil genug sein, um bis jetzt zu bestehen, und dann mussten wir Glück haben, sie zu finden. Es könnte eine große Vielfalt an Mineralien gegeben haben, die nach der großen Oxidation instabil wurden – wir würden diese nie beobachten und hätten keine Möglichkeit zu wissen, dass sie existieren.
@JoeJobs Ich weiß nicht, ob es jemand geschrieben hat, also hier ist: Die Sache mit Sauerstoff ist, dass er hochreaktiv ist, also ist es ungewöhnlich, so viel molekularen Sauerstoff in der Atmosphäre zu finden. Warum haben Dinge, die brennen, rosten und auf andere Weise oxidieren, nicht all diesen molekularen Sauerstoff in andere sauerstoffhaltige Moleküle wie Kohlendioxid und Eisenoxid umgewandelt? Denn die Photosynthese liefert große Mengen an molekularem Sauerstoff .

Laut diesem veralteten, aber unterhaltsamen Artikel von Scientific American https://sciences.ucf.edu/class/wp-content/uploads/sites/23/2020/01/Hazen-The-evolution-of-minerals-Scientific-American.pdf , Erde ist wahrscheinlich einzigartig in der Mineralienanzahl in unserem Sonnensystem. Das ist wegen

  1. die Schnellkochtopf-Effekte der Tektonik,
  2. die lösende Wirkung von Wasser und
  3. Die Redoxchemie des Lebens.

Fazit: Etwa die Hälfte der Mineralien auf der Erde wäre ohne Leben nicht hier.

Ausgezeichnete prägnante Antwort.

Wir haben ein paar Informationen über den Erdmond und den Planeten Mars und sehr wenig über die Venus, aber nicht die Fülle an Informationen über die Mineralien der Erde, mehr als 5000 bekannte Mineralien. Es kann unbekannte Mineralien sehr tief in den Ozeanen oder tiefer als die tiefsten Bohrlöcher geben.

Wir können vermuten, dass die Gasriesen Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus überhaupt keine Mineralien in den oberen Gasschichten haben.

Planeten und Monde ohne Wasser sollten keine Mineralien haben, die Wasser zur Bildung benötigen. Es sollten keine Mineralien wie Kohle oder Kalkstein vorhanden sein, die Pflanzen, Tiere, Bakterien oder freien Sauerstoff in der Atmosphäre benötigen. Diese Art von Mineralien sollte nur auf der Erde existieren.

Aber wir wissen nicht, ob es Mineralien gibt, die nicht auf der Erde, sondern auf den Eismonden gefunden werden, die nur bei sehr niedrigen Temperaturen existieren. Oder Mineralien, die in einer Atmosphäre mit Sauerstoff nicht existieren. Oder Mineralien, die nur bei sehr hohem Druck tief in einem Gasriesen existieren.

Ich würde das Eis auf Objekten außerhalb des Sonnensystems als Mineralien zählen, die auf der Erde nicht in mineralischer Form vorliegen. Auch einige Objekte, die weiter außerhalb der Erde liegen, enthalten Salze, die hier relativ selten sind, wie Ammoniumsalze auf Ceres.
Außerdem ist es nicht so, dass Mineralien mit einer eindeutigen Kennung versehen sind, die besagt: „Das ist Kieselsäure!“. Die Art und Weise, wie wir Mineralien klassifizieren, ist nützlich, aber letztendlich willkürlich – wir könnten die gleiche Gruppe von Mineralien leicht als hundert verschiedene Mineralien oder als tausend klassifizieren. Kategorisierung ist etwas, was Menschen (und wahrscheinlich auch andere Tiere) gerne tun, aber es ist ein blasser Schatten der Komplexität der realen Welt.
@Luaan Das ist ein fantastischer Punkt. Wenn ich zweimal upvoten könnte, würde ich es tun
Es gibt einige Variationen von Quarzkristallen, die sehr unterschiedlich aussehen, wie Citrin, Rosenquarz, Amethyst, Rauchquarz, Milchquarz. Sie unterscheiden sich aber nur in kleinen Verunreinigungen.
@Luaan - Nun, Kieselsäure und andere primäre Mineraltypen SIND leicht identifizierbar, aber ja, es gibt alle Mischungen und Mineralien mit einer Reihe von Substitutionen von Elementen, Metamorphosen und anderen Variationsspektren mit nahezu unendlichen Abstufungen. Es gibt Mineralien, die unter anaeroben Bedingungen auf der Erde gebildet werden, und hydratisierte Mineralien, die in Meteoriten gefunden werden. Die relative Häufigkeit und Bildung von Erzkörpern wird sehr unterschiedlich sein, selbst dort, wo die Mineralien vorhanden sein können.
Teilen andere Planeten und Monde die mineralische Vielfalt der Erde?
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