Het hoeveelheid mineralen op aarde is niet altijd stabiel geweest. Het aantal neemt toe sinds het ontstaan van het heelal. Vooral toen het leven op aarde ontstond, explodeerde het aantal mineralen. Dat melden Hazen ( Carnegie Institution, Washington, V.S.) en collega’s in het wetenschappelijke tijdschrift American Minerologist.

Mineraalvorming

Het mineralenaantal op aarde is enorm en ze zijn ontstaan uit een combinatie van de 94 elementen. De hoeveelheid aantal wordt tegenwoordig geschat op zo’n 4300 en elk jaar vinden wetenschappers er 50 nieuwe bij. Niet alle combinaties van elementen zijn mogelijk, want om in de kristalstructuur van een mineraal te passen moet het element aan bepaalde chemische voorwaarden voldoen. Een nieuw mineraal kan zich vormen als de elementen van een al bestaand mineraal zich herschikken en daarbij energie afgeven. Hoe hoger de temperatuur des te vager wordt de grens tussen de chemische eigenschappen van mineralen.

Evolutie van mineralen

In de stofwolken nog voor het ontstaan van de planeten en de ster (zon) in ons zonnestelsel zouden er ongeveer twaalf mineralen zijn geweest. Bij het samenklonteren van stof tot meteorieten liep het aantal op tot ongeveer 250. Toen eenmaal de aarde ontstond rond 4,57 miljard jaar geleden en daarna honderden miljoenen jaren later de aardkorst, en plaattektonische processen en metamorfose (door hoge druk en temperatuur) van gesteente plaatsvonden, nam het hoeveelheid toe tot 1500 mineralen. Mineralen zoals pyroxeen, olivijn en de bekende veldspaat waren aanwezig.

Leven

Mineralen zijn weliswaar levensloos, maar het leven heeft wel invloed op deze levenloze materie. De eerste tekenen van leven vinden wetenschappers rond 3,85-3,6 miljard jaar geleden toen de eerste ijzerhoudende gesteenten (‘banded iron formation’) zich vormden door de aanwezigheid van (zeer weinig) zuurstof. Langzaam maar zeker nam de hoeveelheid zuurstof in de atmosfeer toe en het meercellige leven ontstond. In de Cambrium periode (542 – 488 miljoen jaar geleden) explodeerde het leven op aarde met het ontstaan van moderne organismen.

Het aantal mineralen is sinds het ontstaan van het leven opgelopen tot ongeveer 4300. Waarschijnlijk is het leven dus de oorzaak achter het ontstaan van 2/3 van alle mineralen. Een vorm van calciumcarbonaat zoals aragoniet is een goed voorbeeld hiervan. Tegenwoordig maken veel tweekleppigen en koralen een schaal van dit mineraal. Bovendien hebben alle slakken een kalkschaal gemaakt van aragoniet. Ook mineralen als gips en hematiet ontstonden door het leven op aarde.

Uitsterving?

De onderzoekers suggereren ook dat sommige mineralen uitgestorven zijn. Een nieuw mineraal zou een ouder mineraal compleet kunnen vervangen. Wellicht is dat op aarde mogelijk omdat de fysische en chemische condities veranderd zijn, maar elders in het heelal zouden die ‘fossiele’ mineralen nog wel voor kunnen komen.

Hoe het ook zij, de mineraalevolutie is schitterende weerspiegeling van de geschiedenis van de aarde: van een oude, relatief eenvoudige aarde naar een steeds complexere aarde. En laten mineralogen nu net leven in de periode dat de meeste mineralen gevonden kunnen worden.

Referenties:

Hazen et al., 2008. Mineral evolution. American Minerologist 93: 1693-1720. Rosing, M.T., 2008. On the evolution of minerals. Nature 456: 456-458.