科學家和哲學家呼籲建立可反映形成歷史的礦物分類系統

2020-12-23 煎蛋

鑽石恆久遠，但來源各不同。

數十億年前，隨著垂死恆星富含碳元素的大氣層快速膨脹和冷卻，在太空中形成了鑽石。地球上，地幔中的高溫和高壓產生了我們最熟悉的寶石。5000年前，大型隕石產生了衝擊鑽石。

這些鑽石在成分和成因上都互不相同，但是根據權威的礦物指南IMA(來自國際礦物學協會的新礦物，命名和分類委員會)，它們都被歸為「鑽石」。

對於許多物理科學家而言，那不會造成任何問題。但是，IMA給行星科學家，地球生物學家，古生物學家和其他努力了解礦物歷史背景的人製造了不便。

因此，卡內基大學的Robert Hazen和Shaunna Morrison與CU博爾德科學哲學教授Carol Cleland合作，建議科學家們通過一種新的礦物分類「進化系統」來解決這一缺陷。新系統應包含歷史數據並反映多樣性和分布的變化。

IMA礦物分類系統可以追溯到19世紀，當時地質學家James Dwight Dana概述了一種根據主要元素的理想成分和幾何理想的晶體結構的獨特組合對礦物進行分類的方法。

「例如，IMA將石英定義為純二氧化矽，但是這種理想化版本的存在完全是虛構的。」 Morrison說，「每個石英樣品都包含缺陷，那是其生長史的痕跡，使其具有獨特性。」

這種分類方法意味著將具有明顯不同的歷史起源的礦物歸在一起(如鑽石)，而將具有共同因果歷史的其他礦物分開。

對於許多研究人員而言，時間獨立的系統是完全合適的。但是，這種方法對於行星和其他歷史導向的地球科學並不適用，因為它們的重點就是了解行星體的形成和發展。

鑽石或石英晶體形成歷史的差異是至關重要的，因為形成條件和所經歷的過程「遠比晶體可鑑定為鑽石或石英的事實要提供豐富得多的信息」。

行星科學家需要的是一種對礦物進行分類的新系統，其中包括歷史上的「自然物種」。

在達爾文提出進化論之前，生物學面臨著類似的問題。例如，由於缺乏對生物通過進化過程與歷史關聯的認識，17世紀的學者在爭論:蝙蝠是否為鳥類。但是，隨著19世紀達爾文著作的問世，生物學家們根據進化理論進行了分類，顯然蝙蝠和鳥類不具有共同的直接祖先。

由於不存在「礦物演化」的通用理論，因此為地球科學創建這樣的分類系統具有挑戰性。Hazen，Morrison和Cleland提出的解決方案是他們所說的「引導」方法。該方法基於具有歷史意義的，信息豐富的、固體材料的化學、物理和生物學屬性。這種策略使科學家能夠建立礦物種類的歷史體系，同時對其基本原理持不可知論。

https://phys.org/news/2020-12-scientists-philosopher-team-categorize-minerals.html

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