Τα σπανιότερα ορυκτά στον κόσμο

Ο νεβαδείτης ανήκει στην κατηγορία 1 και 2 σε ότι αφορά την σπανιότητα-σχηματίζεται από σπάνια στοιχεία βαναδίου και χαλκού κάτω από πολύ περιορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες. Οι κρύσταλλοι είναι πολύχρωμοι, αλλά μικροσκοπικοί, και γνωστοί μόνο από δύο περιοχές στην Νεβάδα[Eureka County] και ένα ορυχείο χαλκού στο Κιργιστάν. Φωτογραφία: Robert Downs, Πανεπιστήμιο της Αριζόνα.

Οι επιστήμονες έχουν απογράψει και κατηγοριοποιήσει όλα τα σπάνια είδη ορυκτών της Γης που έχουν περιγραφεί μέχρι σήμερα, κάθε δείγμα που συναντάται σε λιγοστές τοποθεσίες του πλανήτη. Πολλά από τα είδη σε παγκόσμιο επίπεδο είναι δύσκολο να βρεθούν σε ποσότητες μεγαλύτερες από ένα κύβο ζάχαρης.

Αυτά τα 2.550 μέταλλα είναι πολύ πιο σπάνια από ό, τι τα ακριβά διαμάντια και οι πολύτιμοι λίθοι . Αλλά ενώ η σπανιότητα τους τα κάνει από τα πιο πολύτιμα ορυκτά, πολλά από αυτά  δεν θα μπορούσαν να φορεθούν ως δαχτυλίδια την Ημέρα του Αγίου Βαλεντίνου. Αρκετά είναι επιρρεπή και μπορεί να λιώσουν, να εξατμιστούν ή να αφυδατωθούν και μερικά, να συμπεριφερθούν όπως τα βαμπίρ και σταδιακά να αποσυντεθούν κατά την έκθεση στο ηλιακό φως.

Η μεγαλύτερη αξία τους για την ανθρωπότητα βρίσκεται στα αποκαλυπτικά στοιχεία που προσφέρουν για τις συνθήκες κάτω από την επιφάνεια και τα στοιχεία που τα δημιούργησαν, καθώς και οι γνώσεις σχετικά με τις αρχαίες βιολογικές αναταραχές του πλανήτη. Στην πραγματικότητα, σπάνια ορυκτά αντιπροσωπεύουν την πραγματική διάκριση της Γης από όλους τους άλλους πλανήτες, σύμφωνα με τους συντάκτες μιας μελέτης που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό American Mineralogist..

Οι επιστήμονες Ρόμπερτ Hazen του Carnegie Institution και Jesse Ausubel του Πανεπιστημίου Rockefeller λένε ότι το να γνωρίζει κανείς πλήρως ένα ορυκτό και η  κατανόηση των διακριτών συνδυασμών των συνθηκών που δημιουργούν σπάνια ορυκτά έχει να κάνει με την υποστήριξη της ζωής του πλανήτη μας.

Το έγγραφό τους, «Σχετικά με τη φύση και τη σημασία της σπανιότητας στην Ορυκτολογία», θεσπίζει το πρώτο σύστημα για την κατηγοριοποίηση στο ορυκτό βασίλειο και παρέχει στους μεταλλειολόγους ένα πλαίσιο που είναι παράλληλο με αυτό που χρησιμοποιείται για την κατανόηση των σπάνιων ειδών φυτών και ζώων.

Οι συγγραφείς σημειώνουν την ειρωνεία ότι μπορεί οι πολύτιμοι λίθοι και τα άλλα μέταλλα να είναι ιδιαίτερα σημαντικά για την ανθρωπότητα - συμπεριλαμβανομένων των "σπάνιων γαιών" δηλαδή τα πολύ σπουδαία και αναντικατάστατα ορυκτά για τις ηλεκτρονικές μας συσκευές - ωστόσο δεν πληρούν τον ορισμό των σπάνιων ορυκτών όσον αφορά τον πλανήτη Γη.

Τα διαμάντια, τα ρουμπίνια, τα σμαράγδια, και άλλα πολύτιμα πετράδια βρίσκονται σε πολλές τοποθεσίες και πωλούνται σε εμπορικές ποσότητες και, συνεπώς, δεν είναι σπάνια, με την έννοια που χρησιμοποιείται στην αγορά. Χρησιμοποιείται η λέξη «σπάνια» στο πλαίσιο των σπάνιων γαιών ή σπάνια μέταλλα όμως είναι εξίσου παραπλανητική, καθώς πολλές χιλιάδες τόνοι εμπορευμάτων από αυτά παράγονται κάθε χρόνο.

Από την άλλη πλευρά, σημειώνει ο Δρ. Hazen, το ορυκτό ιχνουσαίτης αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα για μια πραγματική σπανιότητα - δημιουργήθηκε μέσω μιας υπόγειας πολτοποίησης  του ραδιενεργού θορίου και μολύβδου όπως το μολυβδαίνιο, με ένα μόνο δείγμα που δεν έχει βρεθεί αλλού, παρά μόνο στη Σαρδηνία πριν από λίγα χρόνια.

«Αν θέλετε να να δώσετε στην αρραβωνιαστικιά σας ένα πραγματικά σπάνιο δαχτυλίδι, ξεχάστε το διαμάντι. Δώστε της ιχνουσαίτη από την Σαρδηνία.»

Λιγότερα από 100 από 5.090 γνωστά ορυκτά αποτελούν το 99% του φλοιού της Γης.

Υπάρχουν 5.090 γνωστά, επίσημα αναγνωρισμένα ορυκτά είδη , λιγότερα από 100 αποτελούν το 99% του φλοιού της Γης, με μια χούφτα από είδη αστρίων που περιλαμβάνει περίπου το 60%.

Από αυτά τα 5090, περίπου 2.550 ορίζονται ως σπάνια - που βρέθηκαν σε πέντε ή λιγότερες θέσεις σε όλο τον κόσμο. Και, σύμφωνα με το περιοδικό, πάνω από τα 2/3 των γνωστών ορυκτών ειδών, συμπεριλαμβανομένης της μεγάλης πλειοψηφίας των σπάνιων ειδών, έχουν αποδοθεί σε βιολογικές διεργασίες κοντά στο επιφανειακό περιβάλλον της Γης.

«Πρέπει να ξανασκεφτούμε» τα ζωικά, φυτικά ή ορυκτά είδη », λέει ο καθηγητής Ausubel. Αν δεν είναι ζωντανό, δεν αυξάνεται και προέρχεται από το έδαφος, τότε είναι ένα ορυκτό, αλλά μερικά από αυτά τα σπάνια ορυκτά μεγαλώνουν και δεν προέρχονται εξ΄ ολοκλήρου από το έδαφος.»

Κάθε σπάνιο ορυκτό (μια επιλογή από 99 παραδείγματα είναι διαθέσιμο σε πίνακα που επισυνάπτεται στην ιστοσελίδα http://bit.ly/1KlU6U4 ) πρέπει να ταιριάζει σε μία ή περισσότερες από τις τέσσερις κατηγορίες:

1.Μοναδικές συνθήκες που δημιούργησαν το ορυκτό

«Με πολύ απλά λόγια, φανταστείτε καθιστώντας τα μέταλλα στη κουζίνα σας χρησιμοποιώντας μια χύτρα ταχύτητας,» λέει ο Δρ Hazen. «Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το δοχείο να είναι μια συνάρτηση από μεταβλητές: Θερμοκρασία, πίεση και τα συστατικά - ένα ή περισσότερα από μόλις 72 χημικά στοιχεία που συνθέτουν το ορυκτό βασίλειο της Γης»

«Κάποια μέταλλα είναι σπάνια, διότι, αν και αποτελούνται από μη σπάνια συστατικά, θα πρέπει να μαγειρεύονται σε εξαιρετικά ελεγχόμενες συνθήκες. Για παράδειγμα, το ορυκτό ατρουτίτης σχηματίζεται από τρία από τα πιο άφθονα στοιχεία της Γης -ασβέστιο, πυρίτιο, και οξυγόνο. Αλλά μορφές του ατρουτίτη παρατηρούνται μόνο σε ένα πολύ περιορισμένο περιβάλλον με θερμοκρασίες άνω των 1250  βαθμών Κελσίου - πολλές φορές θερμότερο από το σημείο βρασμού του νερού -και ελλείψει άλλου εξαιρετικά κοινού στοιχείου, του αλουμινίου.»

Γνωρίζοντας τον ιδιοσυγκρασιακό συνδυασμό των περιστάσεων που εμπλέκονται στη δημιουργία ενός σπάνιου ορυκτού, οι επιστήμονες μπορούν να συμπεράνουν ποια στοιχεία είναι ή δεν είναι παρόντα σε ένα συγκεκριμένο βάθος, και σε ορισμένες περιπτώσεις οι πληροφορίες αυτές, όπως η οξύτητα σε αυτό το επίπεδο κάτω από την επιφάνεια.

2.Πλανητικός περιορισμός

Ενσωμάτωση των σπάνιων στοιχείων, ή σχηματισμός ορυκτών σε συνθήκες πίεσης, θερμοκρασίας σπάνια συναντώνται σε περιβάλλοντα κοντά στην επιφάνεια.

Άλλα ορυκτά είναι εξαιρετικά σπάνια διότι τα συστατικά τους σχεδόν ποτέ δεν βρέθηκαν συγκεντρωμένα στο φλοιό της Γης. Έτσι, όπως τα σπάνια χημικά στοιχεία , το βηρύλλιο[στη φύση υπάρχει μόνο σε ορυκτά, τα οποία είναι χημικές ενώσεις του με άλλα χημικά στοιχεία. Υπάρχουν αξιοσημείωτοι πολύτιμοι λίθοι που περιέχουν βηρύλλιο, όπως ο βήρυλλος, το σμαράγδι και ο χρυσοβήρυλλος], το άφνιο [με θερμοκρασία τήξης 2150 C° και θερμοκρασία βρασμού 5400 C°έχει αργυρόλευκο χρώμα] και μια μορφή από τελλούριο[αργυρόλευκο στερεό μεταλλοειδές, που φαίνεται (οπτικά) όμοιο με τον κασσίτερο, αλλά από χημικής άποψης είναι συγγενικό με το σελήνιο και το θείο] σχετικά λίγα μέταλλα και τα περισσότερα είδη είναι σπάνια.

3.Εφήμερα ορυκτά

Ορισμένα ορυκτά σχηματίζονται σε ασυνήθιστα κρύες ή ξηρές ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες, για παράδειγμα, αλλά στη συνέχεια απλά λιώνουν, εξατμίζονται ή αφυδατώνονται όταν εκτίθενται σε διαφορετικές συνθήκες στην επιφάνεια.

Μια κρυσταλλική μορφή από ένυδρο μεθάνιο, για παράδειγμα, βρέθηκε σε δείγματα πυρήνα σε υφαλοκρηπίδες και τοποθεσίες της Αρκτικής που εξατμίζεται σε πίεση δωματίου.

Επιπλέον υδατοδιαλυτά ανόργανα άλατα μπορούν επίσης να είναι σπάνια, σύμφωνα με το περιοδικό. Περισσότερα από 100 είδη ορυκτών μπορεί να παραμείνουν σε ξηρό περιβάλλον για πολλά χρόνια για να ξεπλυθούν κατά τη διάρκεια σπάνιων βροχοπτώσεων.

Μεταξύ των λιγότερο σταθερών και σπάνιων ειδών ορυκτών που προσροφούν την υγρασία από τον αέρα και στη συνέχεια διαλύονται σε αυτό είναι ο εδουλερίτης, ο μετασιδερονατρίτης και σιδερονατρίτης που σταδιακά αποσυντίθενται κατά την έκθεση στο ηλιακό φως.

4.Τοποθεσίες από τις οποίες γεωλόγοι πολύ σπάνια μπορούν να πάρουν δείγματα

Στην τέταρτη κατηγορία είναι σπάνια ορυκτά που απλά προέρχονται από περιοχές με πολύ δύσκολη δειγματοληψία, από ακραία περιβάλλοντα, όπως πλαγιές ενεργών ηφαιστείων, ψυχρές και απομακρυσμένες περιοχές της Ανταρκτικής, ή τα βαθύτερα σημεία των ωκεανών. Άλλα μέταλλα που δεν βρίσκονται σε μουσεία φυσικής ιστορίας ή ορυκτολογίας και από τα οποία οι συλλέκτες ενθουσιάζονται ιδιαίτερα από την εμφάνιση και το χρώμα τους.

Καθώς και, μερικά ορυκτά που συμβαίνουν μόνο σε μικρο ή νανο-κλίμακα. Μια σειρά από σπάνια ορυκτά γνωστά μόνο από το Όρος Otto, κοντά στο San Bernardino στη νότια Καλιφόρνια, για παράδειγμα, έχουν ανακαλυφθεί πρόσφατα μέσω της χρήσης μέσων υψηλής τεχνολογίας.

Εντατικές αναζητήσεις για κοιτάσματα χρυσού, ουρανίου και «σπάνιες γαίες» που χρειάζεται η βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών, για παράδειγμα, έχουν αναμφίβολα οδηγήσει στην ανακάλυψη και την αναφορά ορισμένων ειδών ορυκτών σε περισσότερες περιοχές σε σχέση με εμπορικά ασήμαντα στοιχεία.

Οι περισσότεροι ειδικοί ορυκτών είναι εξοικειωμένοι με τα 2.550 σπάνια ορυκτά, λέει ο Δρ. Hazen, επικαλούμενος το ορυκτό φινγκερίτης από το Ελ Σαλβαδόρ το οποίο αναφέρει ως «τέλεια καταιγίδα της σπανιότητας.»

Μορφές φινγκερίτη υπό εξαιρετικά περιοριστικούς όρους (κατηγορία 1), από σπάνια στοιχεία (κατηγορία 2), είναι διαλυτά στο νερό και εξαφανίζεται όταν βρέχει (κατηγορία 3) και προέρχεται από επικίνδυνες ηφαιστειακές ατμίδες κοντά σε ενεργά ηφαίστεια, οπότε σπάνια συλλέγονται ( κατηγορία 4). Κατά συνέπεια,ο φινγκερίτης είναι γνωστός μόνο στην κορυφή του ηφαιστείου Izalco στο Ελ Σαλβαδόρ.

Όπως στη βιολογία, ο επιστήμονας που περιγράφει για πρώτη φορά ένα νέο ορυκτό κερδίζει το δικαίωμα να το ονομάσει, ο φινγκερίτης, περιγράφηκε το 1983, πήρε το όνομά του προς τιμήν του μεταλλειολόγου και κρυσταλλογράφου Finger Larry, ένας συνάδελφός του Δρ Hazen.

5.Βιολογική  και ορυκτολογική σπανιότητα

Υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύ της βιολογικής και ορυκτολογικής σπανιότητας. Για παράδειγμα, βιολογικά είδη, αφού εξαφανιστούν, δεν θα επανεμφανιστούν με φυσικό τρόπο. Σπάνια ανόργανα άλατα, από την άλλη πλευρά, μπορεί να εξαφανιστούν από τη Γη για έναν χρόνο, μόνο για να επανεμφανιστούν όταν προκύψουν ξανά οι αναγκαίες φυσικές και χημικές συνθήκες. Σε αντίθεση με τα μεταλλικά είδη, τα βιολογικά είδη που δεν έχουν εξαφανιστεί, εξελίσσονται συνεχώς, σε ορισμένες περιπτώσεις όχι τόσο σταδιακά, σε νέες μορφές. Τα ορυκτά δεν εξελίσσονται με αυτόν τον τρόπο, αν και μια ενδιαφέρουσα και ερευνημένη πτυχή της ορυκτολογίας αναφέρει πώς τα ίχνη και τα νεανικά στοιχεία και ισότοπα κοινά μεταλλικά είδη έχουν μεταβληθεί μέσα από την ιστορία της Γης σε απάντηση στις μεταβαλλόμενες συνθήκες κοντά στην επιφάνεια.

Τέλος για τα σπάνια ορυκτά , είναι καλό να γνωρίζουμε ότι είναι το κλειδί για την κατανόηση της διαφορετικότητας και ειδικά για την ανομοιότητα των ορυκτολογικών περιβαλλόντων της Γης.

Συχνά οδηγούν σε ακραία καθεστώτα σύνθεσης που μπορεί να προκύψουν στο ρηχό φλοιό της Γης. Είναι πολύτιμα για την κατανόηση της Γης ως ένα πολύπλοκο σύστημα που εξελίσσεται και στο οποίο κυρίαρχη είναι αλληλεπίδραση του ρευστού υλικού και οι βιολογικές διεργασίες που οδηγούν σε νέες δομές που αυξάνουν την πιθανότητα εξεύρεσης νέων κρυσταλλικών δομών .

Η πιθανή συμβολή των σπάνιων ορυκτών, ακόμη και αν έχει γίνει κερδοσκοπική, σχετίζεται με την προέλευση της ζωής. Ενώ τα περισσότερα σενάρια για την προέλευση της ζωής ενσωματώνουν κοινά μέταλλα, όπως άστριοι ή αργίλους, μια σειρά από ασυνήθιστα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένων των σουλφιδίων, βορικών, και μολυβδαίνιου, έχουν επίσης αναφερθεί.

Ζούμε σε έναν πλανήτη με αξιόλογη ορυκτολογική ποικιλομορφία, με αμέτρητες παραλλαγές σε χρώματα και μορφές, πλούσια γεωχημική ποικιλία, και σαγηνευτική συνθετική και δομική πολυπλοκότητα. Σπάνια είδη ορυκτών, αποτελούν περισσότερο από το ήμισυ της ποικιλομορφίας του ορυκτού βασιλείου της Γης, έτσι παρέχουν το σαφέστερο και πιο συναρπαστικό παράθυρο στις πολυπλοκότητες της εξελισσόμενης ορυκτολογικής σφαίρας.

Γεωδίφης

Πηγές

1.American Mineralogist

2.geologypage.com

3.Βικιπαίδεια

4.mindat.org

Oρυκτό φινγκερίτης από το Ελ Σαλβαδόρ η «τέλεια καταιγίδα της σπανιότητας».

Ατρουτίτης παρατηρείται μόνο σε πολύ περιορισμένο περιβάλλον με θερμοκρασίες άνω των 1250 βαθμών Κελσίου.

Ιχνουσαίτης από την Σαρδηνία.