¿Otros planetas y lunas comparten la diversidad mineral de la Tierra?

La tierra está llena de diferentes minerales. Cada trozo de tierra, entre placas tectónicas y otras fuerzas, se encuentra rebosante de una variedad de minerales interesantes y, lo que es más importante, diferentes.

¿Ocurre lo mismo en otras partes del cosmos? La luna, Marte, Neptuno y otros cuerpos a menudo se han descrito en términos que implicarían un paisaje extrañamente consistente; un Marte quizás revestido de polo a polo con óxido de hierro. ¿Comparten los otros planetas y lunas la diversidad mineral de la Tierra y, de no ser así, por qué?

Usted preguntó y está obteniendo respuestas sobre la diversidad de minerales . Tenga en cuenta que la diversidad elemental es diferente. Los minerales presentes dependen de los elementos presentes y de las condiciones (temperatura, presión, mezclas elementales, etc., etc.) a las que han estado expuestos.
@simonatrcl Gran punto. ¿Hay alguna razón por la cual la Tierra tendría una diversidad elemental sustancialmente mayor?
¿Elemental? No. ¿Minerales? Seguro. La tectónica de placas activas, el agua líquida y el oxígeno libre vienen a la mente como grandes fuentes (y drenajes) de minerales. Pero en la misma escala en la que hablas de que "Marte está recubierto de polo a polo con óxido de hierro", ¡la Tierra también lo está! Y lo mismo ocurre con los óxidos de aluminio y silicio (tanto en la Tierra como en Marte). Todo lo demás son cacahuetes. Las estimaciones de cuánta diversidad de minerales hay en la Tierra en comparación con Marte son complicadas, pero en su mayoría están en el rango de uno o dos órdenes de magnitud, no cinco :)

Respuestas (4)

Nos dirigimos a Marte, que hemos estudiado durante décadas. Y vemos mucha diversidad de minerales en la superficie del Planeta Rojo, no es solo óxido de ninguna manera.

El analizador CheMin de Curiosity ha estudiado la composición mineral de la superficie del cráter Gale. Citando de esta respuesta :

Este diagrama proporcionado por el analizador CheMin de Curiosity ( fuente ) muestra que la composición varía con la profundidad dentro del cráter:

ingrese la descripción de la imagen aquí

No solo vemos una amplia variedad de minerales también conocidos en la Tierra, vemos un gradiente de composición sospechosamente parecido a la tierra en el que el material cerca de la parte superior está dominado por productos de meteorización (en particular, hierro oxidado a hematita y grandes cantidades de arcilla) y la parte inferior consiste en material que debe haber estado más protegido (materia máfica, magnetita; ambos se desgastarían fácilmente si estuvieran expuestos a una atmósfera oxidante), como si fuera agua en un lago antiguo.

En otro ejemplo , Spirit y Opportunity han encontrado jarosita, un mineral de sulfato complejo asociado con un entorno extremadamente salino pero aún con vida en la Tierra.

También se ha encontrado granito en Marte, y es un producto de procesos ígneos extensos que separan los componentes del magma, reciclan la roca en magma, etc. Las fracciones más densas que se separaron también deben estar allí en alguna parte y podrían ser útiles. minerales La luna, por otro lado, es más o menos basalto y vidrio de impacto formado a partir de basalto. Y los asteroides son generalmente material muy primitivo que no ha cambiado mucho desde que se acumularon, pero Ceres se destaca por su actividad hidrotermal/criovolcánica.
Vale la pena señalar que la presencia de un puñado de minerales oxidados que también se encuentran en la Tierra no significa que Marte tenga una diversidad de minerales igual a los miles de minerales únicos que se sabe que solo existen en la Tierra. Marte, como el único otro planeta rocoso que hemos explorado en la superficie, y uno que se cree que anteriormente tuvo una atmósfera químicamente activa, tendrá más minerales que otros cuerpos menos explorados y con menos historia.
Sin embargo, afirmar que Marte tiene la misma diversidad de minerales que la Tierra o que la diversidad de minerales de la Tierra no es única es pura especulación. No tenemos ni la evidencia ni una razón para creer que existe evidencia de que es lo contrario.
O bien, se podría decir que la Tierra tiene una diversidad única de minerales porque otros planetas/planemos tienen sus propios perfiles minerales, diferentes y también diversos.
@Oscar Lanzi aunque estaría muy emocionado de estar equivocado, entiendo que no tenemos motivos para creer que ese es el caso. Si tiene alguna fuente que sugiera esto, ¡envíela a mi manera!
El conocimiento de la diversidad mineral de nuestro planeta es el resultado de cientos (¿miles?) de años de exploración geológica. ¡Podemos contar el tiempo dedicado a esa tarea en otros lugares en horas! Gracias, Oscar, por presentar el inicio de los datos reales que necesitaremos para responder esta pregunta. Pero creo que pasarán cientos de años antes de que podamos responder a esta pregunta. La respuesta depende no solo de lo que sabemos sobre esos cuerpos en su estado actual, sino también de lo que sucedió durante los miles de millones de años desde que se formaron.

¡Ellos no! Las razones de esto son simples: los minerales son configuraciones semiestables de elementos formados en ciertas condiciones de presión-temperatura-redox. Un planeta en posesión de tectónica de placas activa también estará en posesión de presiones y temperaturas más extremas (sin mencionar que introduce sustancias químicas en tales condiciones que de otro modo no estarían presentes, como el agua y los carbonatos). Además, debe mencionarse que la Tierra, al ser un planeta rocoso tan grande (con un núcleo activo tan grande), ayuda a generar condiciones extremas de PT.

Además, la vida crea condiciones redox increíblemente improbables donde quiera que vaya. ¿Una atmósfera inundada de oxígeno? ¡Loco! ¿Protones siendo expulsados ​​al suelo? ¡Extraño!

Baste decir que la diversidad de minerales aumentó a medida que se desarrolló la vida. La idea de que la vida y los minerales evolucionaron juntos se conoce como " evolución mineral "... algo inapropiado, tal vez, pero se entiende. La Tierra tiene muchos minerales salvajes porque tiene mucha vida salvaje. También se están descubriendo nuevos minerales debido a la actividad humana; Las operaciones mineras concentran elementos extraños y los exponen al calor y la humedad.

Entonces, la respuesta es no; hasta donde sabemos (apenas hemos explorado nuestros propios planetas y lunas rocosos, y mucho menos otros sistemas solares), la diversidad mineral de la Tierra es única.

¿Protones siendo expulsados ​​al suelo? ¿A qué te refieres?
Quizás uno de los ejemplos más interesantes de la evolución mineral es la fordita , una sustancia que no podría existir sin el fenómeno verdaderamente inusual en la naturaleza de la producción en masa de automóviles.
Entonces, ¿los planetas que tienen vida también tendrán diversidad de minerales? En ese caso, puede haber miles de millones de planetas tan diversos como la Tierra (suponiendo que haya vida en todo el universo). Así que tu respuesta es en realidad sí.
La vida no puede tomar oxígeno y convertirlo en Hierro. Todos los elementos químicos de la Tierra existen antes de la vida. La vida solo creó una molécula más complicada. Así es como lo veo. Creo que esta respuesta es incorrecta.
@Joe Jobs No dije que la vida creara oxígeno, dije que creó una atmósfera rica en oxígeno. Tener grandes cantidades de una especie altamente oxidante disponible en forma gaseosa en todo el planeta es notable. ¿Algo más que creas que está mal?
Los procesos de raíz @db de muchas plantas terrestres exudan protones para intercambiarlos por iones de nutrientes adsorbidos en partículas de arcilla. Esta es la razón por la que muchas plantas altamente evolucionadas acidifican el suelo, ya que aumenta la absorción de especies de fosfato y nitrógeno.
Lo siento si mi comentario parece grosero. Estaba mirando desde el punto de vista de la persona que busca recursos en otro planeta o luna. Se interesan sobre todo si existen los elementos químicos. La forma en que se combinan es menos importante ya que los elementos se pueden combinar o separar en varios materiales.
@JoeJobs: Su punto de vista es válido y un punto de vista extremadamente interesante, el tema de la investigación. Pero esta pregunta se refiere específicamente a la abundancia y diversidad de minerales, no de elementos.
Muchos de mis colegas geoquímicos piensan esto, por lo que esta respuesta es definitivamente una opinión general (+1). Aunque tengo algunas dudas. Conocemos muchos menos minerales que se formaron en la Tierra primitiva que los que se formaron más recientemente, pero fácilmente podría haber un sesgo de selección en el trabajo. Para que los supiéramos, los minerales no solo tenían que formarse, sino también ser lo suficientemente estables como para durar hasta ahora, y luego tuvimos que tener suerte para encontrarlos. Podría haber habido una gran diversidad de minerales que se volvieron inestables después de la gran oxidación; nunca los observaríamos y no tendríamos forma de saber que existían.
@JoeJobs No sé si alguien lo ha escrito, así que aquí va: lo que pasa con el oxígeno es que es altamente reactivo, por lo que es inusual encontrar tanto oxígeno molecular en la atmósfera. ¿Por qué las cosas que se queman, se oxidan y se oxidan de otro modo no han convertido todo ese oxígeno molecular en otras moléculas que contienen oxígeno, como el dióxido de carbono y el óxido de hierro? Porque la fotosíntesis produce grandes cantidades de oxígeno molecular .

Según este artículo anticuado pero agradable de Scientific American https://sciences.ucf.edu/class/wp-content/uploads/sites/23/2020/01/Hazen-The-evolution-of-minerals-Scientific-American.pdf , La Tierra es probablemente única en cuanto a cantidad de minerales en nuestro sistema solar. Esto se debe a

  1. los efectos de la olla a presión de la tectónica,
  2. la acción disolvente del agua, y
  3. la química redox de la vida.

En pocas palabras: aproximadamente la mitad de los minerales en la tierra no estarían aquí sin Vida.

Excelente respuesta sucinta.

Tenemos un poco de información sobre la Tierra, la Luna y el planeta Marte y muy poca sobre Venus, pero nada como la gran cantidad de información sobre los minerales de la Tierra, más de 5000 minerales conocidos. Puede haber minerales desconocidos muy profundos en los océanos o más profundos que los pozos perforados más profundos.

Podemos sospechar que los gigantes gaseosos Júpiter, Saturno, Neptuno y Urano no tienen ningún mineral en las capas superiores de gas.

Los planetas y lunas sin agua no deberían tener minerales que requieran agua para su formación. No debe haber minerales como el carbón o la piedra caliza que requieran plantas, animales, bacterias u oxígeno libre en la atmósfera. Este tipo de minerales deberían existir solo en la Tierra.

Pero no sabemos si hay minerales que no se encuentran en la Tierra sino en las lunas heladas que existen solo a temperaturas muy bajas. O minerales que no existen en una atmósfera con oxígeno. O minerales que existen solo a muy alta presión en las profundidades de un gigante gaseoso.

Yo contaría los hielos en los objetos del Sistema Solar exterior como minerales que no están en forma mineral en la Tierra. Además, algunos objetos más alejados de la Tierra contienen sales que son relativamente raras aquí, como las sales de amonio en Ceres.
Además, no es que los minerales vengan con un identificador único que diga "¡esto es sílice!". La forma en que clasificamos los minerales es útil, pero en última instancia arbitraria: podríamos clasificar fácilmente el mismo conjunto de minerales como cien minerales diferentes o como mil. La categorización es algo que a los humanos (y probablemente a otros animales) les encanta hacer, pero es una sombra pálida de la complejidad del mundo real.
@Luaan Ese es un punto fantástico. Si pudiera votar dos veces lo haría
Hay algunas variaciones de cristales de cuarzo que se ven muy diferentes como citrino, cuarzo rosa, amatista, cuarzo ahumado, cuarzo lechoso. Pero difieren solo en pequeñas impurezas.
@Luaan: bueno, la sílice y otros tipos de minerales primarios SON fácilmente identificables, pero sí, existen todas las mezclas y minerales con series de sustituciones de elementos, metamorfosis y otros espectros de variación con graduaciones casi infinitas. Hay minerales formados en condiciones anaeróbicas en la Tierra y minerales hidratados que se encuentran en los meteoritos. La abundancia relativa y la formación de cuerpos minerales van a ser muy diferentes incluso donde los minerales pueden estar presentes.
¿Otros planetas y lunas comparten la diversidad mineral de la Tierra?
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