最終更新日: 2024 年 11 月 3 日

星系の最初の鉱物

画像の説明:かに星雲宇宙に重元素を豊富に含んだ超新星の残骸で形成された、ケイ酸塩や炭化物などの原始鉱物で構成される星間塵粒子が含まれています。これらの鉱物は、宇宙の最初の固体の一つであり、複雑な物質の形成の最初の段階を示しており、隕石や地球上で発見される物質の前駆体です。

ミネラルとは何ですか？

あミネラルは、正確な化学組成と規則正しい結晶原子構造を持つ、天然の固体の無機物質です。たとえば、石英の化学式はSiOです。₂、一定の割合でのケイ素と酸素の組成を示します。岩石と鉱物を混同しないでください。鉱物は純粋な物質ですが、岩石はいくつかの鉱物からなる集合体です。たとえば、花崗岩は石英（SiO₂)、長石(KAlSi)₃○₈）とマイカ（KAl）₂（もし₃Al)O₁₀(オ、フ)₂）、それぞれが異なる鉱物です。

原始元素合成後の物質

ビッグバン後の初期宇宙は主に水素とヘリウムで構成され、微量のリチウムも含まれていました。これらの軽い元素は、宇宙の最初の瞬間に、と呼ばれるプロセスで形成されました。原始元素合成。
最初の結晶が形成されるのは、これらの最初の軽元素ではありません。言い換えれば、原始元素合成は最初の鉱物の形成を説明できない。
鉱物が形成されるには、より重い元素（炭素、酸素、アルミニウム、ケイ素、鉄など）が必要です。

宇宙最初の固体は恒星噴出物で形成される

より重い元素は核融合反応によって星の中心部で生成されました。星がその寿命の終わりに達すると、特に超新星爆発で生成された重元素が宇宙に放出されます。しかし、極端な物理化学的条件では多数の鉱物の形成ができないため、これらの噴出物で形成される鉱物は非常に単純であまり多様ではありません。安定したミネラル。

恒星の噴出物に含まれる原始鉱物は、最初の固体星が死ぬときに放出される高温のイオン化ガスが凝縮するため。これらの鉱物は温度と圧力の極端な条件下で形成され、その組成は星間空間で生成および分散される化学元素によって制限されます。

かんらん石（Mg）のような単純なケイ酸塩粒子₂SiO₄) および輝石 (MgSiO₃)、および炭素が豊富な化合物 (ダイヤモンドや炭化物など) がこれらの噴出物の中に凝縮する可能性があります。恒星噴出物中の「鉱物」の大部分は、星間塵、炭素、ケイ素、鉄、その他の元素の小さな粒子であり、多くの場合、非晶質（秩序立った結晶構造を持たない）または結晶化が不十分です。

恒星の爆発の後、数種類の原始鉱物と単純な固体が恒星の噴出物中に形成されます。ザ主なミネラルの種類これらの環境で観察される固体要素は、ケイ酸塩、炭化物、グラファイト、ナノダイヤモンド、金属酸化物、硫化物、金属および合金です。

恒星の噴出物で見つかったこれらの原始鉱物は比較的単純であり、基本的な固形物レンガ星間物質の中で。それらは特定の温度と圧力条件下で形成され、主にシリコン、マグネシウム、鉄、炭素、硫黄、アルミニウムなどの利用可能な化学元素に依存します。

ザ安定した原始鉱物の数わずか15歳程度と推定されています。

地球上に存在する鉱物の数

ザ原始鉱物単純で抵抗力のあるこれらの鉱物は、集合することによって惑星の形成に関与し、今日ではその上でより複雑な鉱物が観察されています。

地球には非常に多様な鉱物が存在します。以上のものを見つけました地球上の 5,000 種類の鉱物。

地球はどのようにしてこのような鉱物の多様性を獲得したのでしょうか?

確かに、鉱物の形成に必要な基本要素を提供したのは星の噴出物ですが、地球上の鉱物学的多様性は、長く複雑な地質学的および化学的進化の結果です。約 15 種類の原始鉱物から 5,000 以上の鉱物への変化は、数十億年にわたる化学的、地質学的、生物学的進化の結果です。

地球が形成されたとき、内部の激しい熱により惑星の層 (核、マントル、地殻) が分化しました。さまざまな圧力と温度のこれらの層は、特定の元素がゆっくりと豊富になり、新しい鉱物の形成を促進しました。火山活動、水、酸素、生物、プレートテクトニクスは、地球上の鉱物の多様性において重要な役割を果たしてきました。

ザ火山活動深層からの元素で地殻を豊かにしました。このプロセスにより溶岩は冷却され、石英、複雑なケイ酸塩鉱物 (角閃石)、さまざまな酸化鉄などのさまざまな火成鉱物が生成されました。

L'水鉱物と岩石の間の化学反応を促進するのに重要な役割を果たしました。粘土や雲母などの水和鉱物の形成は、ケイ酸塩の変質によって起こりました。水と堆積プロセスにより鉱物が層状に堆積し、石膏 (CaSO) のような鉱物の形成が促進されました。₄2時間₂O) および岩塩 (NaCl)。

L'酸素の出現最初の生物の光合成によって生成された大気中の物質は、大規模な酸化を引き起こしました。したがって、ヘマタイト（Fe）などの新しい酸化鉱物₂○₃）、マンガンや銅を含む炭酸塩（方解石、アラゴナイト）やその他の酸化鉱物が出現しました。

ザ生物環境中の特定の元素（炭素、カルシウム、リン、硫黄）が濃縮され、方解石（外骨格）、アパタイト（骨や歯）、有機破片中のリン酸塩などの新しい鉱物が生成されます。

で沈み込み帯、埋もれた岩石は極端な条件を経て、既存の鉱物がガーネットなどの他の種類に変化します（Y₃アル₂(アルオー₄)₃)、スタウロライト (Fe、Mg、Zn、Co)_1.5-2アル₉(SiO₄)₄○₆(ああ、ああ)₂)、およびカイヤナイト ((Al,Cr)₂SiO₅）、高温高圧での反応によって生成されます。