مقدمه‌اي بر تکامل کاني‌شناسي

کانيها، همچون فسيل هايي از گذشته ي زمين، حکايت از تکامل همزمان کره ي زمين و موجودات زنده دارند. "تکامل کاني" شاخه اي از علم زمين شناسي است که به مطالعه ي تنوع و پراکندگي کانيها ميپردازد. اين تنوع و پراکندگي نتيجه ي مجموعه اي از فرايندهاي فيزيکي، شيميايي و در نهايت بيولوژيکي است که در طول ميلياردها سال تاريخ زمين رخ دادهاند.

در يکي از نخستين پژوهشها در اين زمينه (Hazen et al. 2008) و همچنين مطالعات بعدي (Hazen and Ferry 2010; Hazen 2010, 2012)، تکامل کاني در ده مرحله ي اصلي ترسيم شده است. اين مراحل از کانيهاي اوليه اي که در شهابسنگها يافت ميشوند تا کانيهاي زيستي (بيومينرالها) که در دوران فانروزوئيک (يعني 541 ميليون سال اخير) پديد آمده اند را در بر ميگيرند.

چالشها و آينده ي تکامل کاني شناسي

يکي از چالش هاي اصلي در زمينه ي تکامل کاني شناسي، تبديل روايت کيفي و توصيفي اين فرآيند به يک سيستم دقيق و کمي است. به عبارت ديگر، هدف اين است که بتوانيم هر کاني را در بستر تاريخي شکل گيري زمين قرار داده و جايگاه دقيق آن را در اين فرايند تکاملي مشخص کنيم.

براي رسيدن به اين هدف، هازن و همکارانش (2019) يک «سيستم تکاملي کاني شناسي» جديد پيشنهاد کرده اند که در حال توسعه و تکميل است. اين سيستم تلاش ميکند تا با استفاده از روشهاي آماري و محاسباتي، کانيها را بر اساس ويژگيها و تاريخچه ي شکل گيري شان دسته بندي کند.

Hazen, R.M., Papineau, D., Bleeker, W., Downs, R.T., Ferry, J.M., McCoy, T.L., Sverjensky, D.A., and Yang, H. (2008) Mineral evolution. American Mineralogist, 93, 1693-1720.

Hazen, R.M. and Ferry, J.M. (2010) Mineral evolution: Mineralogy in the fourth dimension. Elements, 6, #1, 9-12.

Hazen, R.M. (2010) The evolution of minerals. Scientific American, 303, #3, 58-65.

Hazen, R.M. (2012) The Story of Earth: The First 4.5 Billion Years, from Stardust to Living Planet. New York: Viking, 306 p. Softcover edition (2013).

Hazen, R.M. (2019) An evolutionary system of mineralogy: Proposal for a classification based on natural kind clustering. American Mineralogist, 104, 810-816. DOI: 10.2138/am-2019-6709

**چالش تعريف يک سيستم تکاملي براي کانيها**

در سال 2018، با چالشي اساسي در زمينه ي کاني شناسي مواجه شدم: چطور ميتوان روايت کيفي و تاريخيِ "تکامل کانيها" را به يک سيستم دقيق و کمي تبديل کرد؟ اين سوال، مرا به دلايل زير به فکر فرو برد:

* **اهميت کانيها در تاريخ زمين:** کانيها به عنوان قديمي ترين شاهدان تاريخ زمين، اطلاعات ارزشمندي در مورد فرآيندهاي شکل گيري سياره و تکامل حيات در اختيار ما قرار ميدهند.

* **سيستم طبقه بندي کنوني (IMA-CNMNC):** سيستم طبقه بندي موجود، بر اساس ترکيب شيميايي و ساختار بلوري کانيها استوار است و به جنبه ي تاريخي و تکاملي آنها کمتر توجه ميکند.

* **ظهور کانيهاي جديد:** کشف کانيهاي جديدي که در نتيجه ي فرايندهاي فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي شکل ميگيرند، نشان ميدهد که سيستم طبقه بندي کنوني ممکن است براي پوشش تمام تنوع کاني ها کافي نباشد.

جستجو براي يک سيستم جديد**

براي حل اين مشکل، به سراغ تاريخچه ي کاني شناسي و به خصوص کارهاي دانشمند برجسته ي اين حوزه، جيمز دوايت دانا، رفتم. دانا در کتاب خود، بر اهميت تغيير و تطبيق سيستم هاي طبقه بندي با پيشرفت علم تاکيد کرده بود. اين موضوع، مرا به اين نتيجه رساند که بايد به دنبال يک سيستم جديدي باشيم که بتواند هم به جنبه هاي سنتي کاني شناسي (ترکيب و ساختار) و هم به جنبه ي تاريخي و تکاملي آن بپردازد.

*چالشهاي پيش رو**

طراحي يک سيستم جديد براي طبقه بندي کانيها، با چالشهاي زير همراه است:

* **پيچيدگي فرايندهاي شکل گيري کانيها:** فرايندهاي شکل گيري کانيها بسيار پيچيده و تحت تأثير عوامل متعددي هستند.

* **تعيين معيارهاي دسته بندي:** انتخاب معيارهاي مناسب براي دسته بندي کانيها بر اساس تاريخچه ي شکل گيري آنها، نيازمند پژوهش هاي گسترده است.

* **تطبيق با سيستم موجود:** سيستم جديد بايد بتواند با سيستم طبقه بندي کنوني (IMA-CNMNC) همخواني داشته باشد و اطلاعات موجود را پوشش دهد.

**نتيجه گيري**

ايجاد يک سيستم تکاملي براي کانيها، گامي مهم در جهت درک بهتر تاريخ زمين و فرآيندهاي شکل گيري کانيها است. اين سيستم ميتواند به ما کمک کند تا روابط بين کاني ها و محيط هاي تشکيل آنها را بهتر درک کنيم و به سوالات بنيادي در مورد تکامل سياره زمين پاسخ دهيم.

**سيستم تکاملي کاني شناسي: رويکردي نوين براي طبقه بندي مواد سياره اي**

در سال 2019، مقاله اي با عنوان "سيستم تکاملي کاني شناسي" منتشر شد که رويکردي جديد و مکمل براي طبقه بندي کانيها ارائه ميداد. اين رويکرد به جاي تمرکز صرف بر ترکيب شيميايي ايده آل و ساختار بلوري کانيها (که اساس طبقه بندي فعلي IMA-CNMNC است)، تنوع و پيچيدگي هاي موجود در مواد سياره اي واقعي را در نظر ميگيرد.

**چرا به يک سيستم جديد نياز داريم؟**

کانيها در طبيعت، اغلب ترکيبات پيچيده اي دارند و از ساختارهاي بلوري ايده آل فاصله دارند. سيستم طبقه بندي فعلي، با وجود اهميت خود، قادر نيست به طور کامل اين پيچيدگي ها را پوشش دهد. به همين دليل، نياز به يک سيستم جديد احساس ميشد که بتواند:

* **تنوع کانيها:** تنوع بسيار زياد کانيها و ترکيب هاي مختلف آنها را در نظر بگيرد.

* **تغييرات در طول زمان:** تغييرات تدريجي در ترکيب و ساختار کانيها در طول زمان را در نظر بگيرد.

* **فرايندهاي شکل گيري:** تأثير فرايندهاي مختلف شکل گيري کانيها بر خواص آنها را در نظر بگيرد.

**سيستم تکاملي کاني شناسي چيست؟**

در اين سيستم، کانيها بر اساس ويژگيهاي مختلفي مانند ترکيب شيميايي، ساختار بلوري، خواص فيزيکي و تاريخچه ي شکل گيري، به گروههايي تقسيم ميشوند که به آنها " نوع طبيعي" گفته ميشود. اين گروهها، انعکاسي از تنوع و پيچيدگي هاي موجود در طبيعت هستند.

**مزاياي اين سيستم:**

* **جامع تر:** اين سيستم ميتواند تنوع بيشتري از کاني ها را پوشش دهد.

* **واقعگرايانه تر:** اين سيستم به پيچيدگي هاي موجود در طبيعت نزديکتر است.

* **تکاملي:** اين سيستم به تغييرات تدريجي کاني ها در طول زمان توجه ميکند.

**چالشها و انتقادات:**

* **تطبيق با سيستم موجود:** اين سيستم جديد بايد بتواند با سيستم طبقه بندي فعلي IMA-CNMNC هماهنگ شود.

* **تعريف دقيق خوشه ها:** تعريف دقيق و عيني براي خوشه هاي نوع طبيعي، نيازمند پژوهش هاي بيشتري است.

**نتيجه گيري:**

سيستم تکاملي کاني شناسي، رويکردي نوآورانه و اميدوارکننده براي طبقه بندي کانيها است. اين سيستم ميتواند به ما کمک کند تا درک بهتري از تنوع و پيچيدگي مواد سياره اي پيدا کنيم و به سوالات بنيادي در مورد شکل گيري و تکامل زمين پاسخ دهيم.

**تکامل سيستم طبقه بندي کانيها و رويکرد جديد مبتني بر تاريخچه**

در سالهاي اخير، درک ما از طبقه بندي کانيها تحول چشمگيري داشته است. اگرچه سيستم طبقه بندي فعلي (IMA-CNMNC) بر اساس ترکيب شيميايي ايده آل و ساختار بلوري کانيها استوار است و اطلاعات ارزشمندي در اختيار ما قرار ميدهد، اما قادر نيست به طور کامل پيچيدگيها و تغييرات کانيها در طول تاريخ زمين را نشان دهد.

**چرا به يک سيستم جديد نياز داريم؟**

کانيها صرفاً ترکيبات شيميايي نيستند؛ آنها محصول فرآيندهاي پيچيده اي هستند که در طول ميلياردها سال تاريخ زمين رخ دادهاند. براي درک بهتر اين فرآيندها و جايگاه کانيها در تکامل سياره اي، نياز به يک سيستم طبقه بندي جديد داريم که بتواند:

* **تغييرات در طول زمان:** تغييرات تدريجي در ترکيب و ساختار کانيها در طول زمان را در نظر بگيرد.

* **فرايندهاي شکل گيري:** تأثير فرايندهاي مختلف شکل گيري کانيها بر خواص آنها را در نظر بگيرد.

* **ارتباط با محيط:** ارتباط بين کانيها و محيطهاي تشکيل آنها را مشخص کند.

**سيستم تکاملي کاني شناسي: رويکردي مبتني بر تاريخچه**

سيستم تکاملي کاني شناسي، رويکردي نوآورانه است که به جاي تمرکز صرف بر ترکيب شيميايي و ساختار بلوري، بر تاريخچه ي شکل گيري و نقش کانيها در تکامل سياره اي تاکيد دارد. در اين سيستم، کانيها بر اساس ويژگي هايي مانند:

* **ترکيب شيميايي:** نه تنها ترکيب ايده آل، بلکه تغييرات و ناخالصي ها نيز در نظر گرفته ميشوند.

* **ساختار بلوري:** علاوه بر ساختار ايده آل، نقص ها و تغييرات ساختاري نيز مد نظر قرار ميگيرند.

* **خواص فيزيکي:** خواص فيزيکي مانند چگالي، سختي و مغناطيس نيز در طبقه بندي موثر هستند.

* **محيط تشکيل:** محيطي که کاني در آن تشکيل شده است نيز اطلاعات مهمي در مورد آن ارائه ميدهد.

* **تاريخچه ي شکل گيري:** تغييراتي که کاني در طول زمان متحمل شده است، در طبقه بندي آن موثر است.

طبقه بندي شده و به گروههايي تقسيم ميشوند که به آنها "گونه هاي طبيعي تاريخي" گفته ميشود.

**مزاياي اين سيستم:**

* **جامع تر:** اين سيستم ميتواند تنوع بيشتري از کانيها را پوشش دهد.

* **واقع گرايانه تر:** اين سيستم به پيچيدگي هاي موجود در طبيعت نزديکتر است.

* **تکاملي:** اين سيستم به تغييرات تدريجي کانيها در طول زمان توجه ميکند.

* **ارتباط با فرآيندهاي زمين شناسي:** اين سيستم به ما کمک ميکند تا ارتباط بين کانيها و فرآيندهاي زمين شناسي را بهتر درک کنيم.

**چالشها و آينده:**

* **تعريف دقيق گونه هاي طبيعي:** تعريف دقيق و عيني براي گونه هاي طبيعي تاريخي، نيازمند پژوهشهاي بيشتري است.

* **تطبيق با سيستم موجود:** اين سيستم جديد بايد بتواند با سيستم طبقه بندي فعلي IMA-CNMNC هماهنگ شود.

* **داده هاي مورد نياز:** جمع آوري داده هاي کافي براي طبقه بندي کانيها بر اساس اين سيستم، نيازمند تلاش هاي گسترده است.

**نتيجه گيري:**

سيستم تکاملي کاني شناسي، رويکردي نوآورانه و اميدوارکننده براي طبقه بندي کانيها است. اين سيستم ميتواند به ما کمک کند تا درک بهتري از تاريخچه ي زمين و تکامل کانيها پيدا کنيم و به سوالات بنيادي در مورد شکل گيري و تکامل سياره زمين پاسخ دهيم.

*بخشي اقتباس شده از Hazen (2021) و Cleland et al. (2020).

Bowen, N. L. (1928) The Evolution of the Igneous Rocks. Princeton University Press, Princeton, New Jersey.

Boyd, R. (1999) Homeostasis, species, and higher taxa. In R. Wilson [Editor], Species: New Interdisciplinary Essays. Cambridge, Massachusetts: Cambridge University Press, pp. 141-186.

Cleland, C.E., Hazen, R.M., and Morrison, S.M. (2020) Historical natural kinds and mineralogy: Systematizing contingency in the context of necessity. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118, e2015370118 (8 p).

Dana, J.D. (1850) A System of Mineralogy, Comprising the Most Recent Discoveries, Including Full Descriptions of Species and their Localities, Chemical Analyses and Formulas, Tables for the Determination of Minerals, and a Treatise on Mathematical Crystallography and the Drafting of Figures of Crystals. Third Edition, Rewritten, Rearranged, and Enlarged. New York and London: George P. Putnam.

Gastil, G. (1960) The distribution of mineral dates in space and time. Am. J. Sci., 258, 1-35.

Hatert, F., et al. (2021) A comment on “An evolutionary system of mineralogy: Proposal for a classification of planetary materials based on natural kind clustering.” Am. Mineral., 106, 150-153.

Hazen, R.M. (2019) An evolutionary system of mineralogy: Proposal for a classification based on natural kind clustering. Am. Mineral., 104, 810-816. DOI: 10.2138/am-2019-6709

Hazen, R.M. (2021) Reply to “Comment on ‘An evolutionary system of mineralogy: Proposal for a classification based on natural kind clustering’.” Am. Mineral., 106, 154-156.

Heck, P.R., Greer, J., K??p, L., et al. (2020) Lifetimes of interstellar dust from cosmic ray exposure ages of presolar grains. Proc. Natl Acad. Sci., Jan. 13, 2020, DOI: 10.1073/pnas.1904573117

Zhabin, A.G. (1979) Is there evolution of mineral speciation on Earth? Doklady Akademii Nauk, 247, 199-202 [in Russian]. English translation (1981) Doklady Earth Science Sections, 247, 142-144.

بخشهاي مختلف سيستم تکاملي کاني شناسي

سيستم تکاملي کاني شناسي، يک رويکرد نوين براي مطالعه ي تاريخچه ي کانيها در جهان است. اين سيستم، کانيها را نه تنها از نظر ترکيب شيميايي و ساختار بلوري، بلکه از منظر تاريخچه ي شکل گيري و نقش آنها در تکامل سياره اي بررسي ميکند. اين سيستم به صورت مجموعه اي از مقالات توسط هازن و همکارانش در مجله ي American Mineralogist منتشر شده است.

**بخشهاي مختلف سيستم**

اين سيستم به چند بخش تقسيم ميشود که هر بخش به يک مرحله ي خاص از تکامل کانيها ميپردازد:

1. **بخش اول: کاني هاي ستارهاي:** اين بخش به بررسي کاني هايي ميپردازد که در محيط هاي ستاره اي شکل گرفته اند. اين کانيها در دما و فشارهاي بسيار بالا و در جو ستاره ها تشکيل ميشوند.

2. **بخش دوم: کاني هاي اوليه ي منظومه شمسي:** اين بخش به بررسي کاني هايي ميپردازد که در مراحل اوليه ي شکل گيري منظومه شمسي و قبل از تشکيل سيارات تشکيل شده اند. اين کاني ها در محيط هاي بين ستاره اي، اطراف ستاره اي و در خورشيد اوليه تشکيل شده اند.

"شرايط خاص دما، فشار و ترکيب شيميايي در محيط هاي بين ستاره اي و خورشيدي، منجر به تشکيل نوعي کاني ميشود که ويژگي هاي متمايزي از کاني هاي زمين دارد. اين در مراحل اوليه ي تشکيل منظومه شمسي به وجود آمده اند.

الف. شرايط تشکيل:

اين کانيها در محيط هايي با فشار بسيار کم (کمتر از 0.01 اتمسفر) و در طيف وسيعي از دماها تشکيل شده اند. فرآيند اصلي تشکيل آنها، کندانساسيون يا همان تبديل مستقيم مواد گازي به جامدات است.

ب. ترکيب کانيهاي بين ستاره اي:

بين ستاره اي عمدتاً از عناصري تشکيل شدهاند که فراواني بالايي در کيهان دارند. اين عناصر شامل کربن (C)، هيدروژن (H)، نيتروژن (N)، اکسيژن (O) و گاهي اوقات گوگرد (S) هستند.

ج. ترکيب کاني هاي اوليه در اجرام منظومه شمسي:

کانيهاي اوليه اي که در اجرام اوليه ي منظومه شمسي مانند CAIها (کلسيم آلومينيوم غني)، URIها (غني از اورانيوم) و AOAها (اوليهي آلومينيوم غني) يافت ميشوند، عمدتاً از [درج تعداد] عنصر اصلي تشکيل شده اند. علاوه بر اين عناصر اصلي، [درج تعداد] عنصر فرعي نيز در تشکيل اين کانيها نقش مهمي داشته اند. اين عناصر فرعي، با وجود مقدار کم، تأثير قابل توجهي بر خواص فيزيکي و شيميايي کانيها دارند.

3. **بخش سوم: کانيهاي کندرول:** اين بخش به بررسي کاني هايي ميپردازد که در کندرولها، ذرات کروي شکل موجود در شهابسنگها، يافت ميشوند. اين کانيها در محيطهاي با دماي بالا و فشار پايين تشکيل شده اند.

4. **بخش چهارم: تمايز سيارکه ا و کاني سازي برخوردي:** اين بخش به بررسي کاني هايي ميپردازد که در اثر فرآيندهاي تمايز سيارکها و برخوردهاي بين اجرام آسماني تشکيل شده اند.

شهابسنگها به دو دسته کلي کندريتي و غير کندريتي تقسيم ميشوند. کندريتها حاوي دانه هاي کروي کوچکي به نام کندرول هستند، اما شهابسنگ هاي غير کندريتي فاقد اين دانه ها هستند. در اين متن، به بررسي سه نوع مهم از شهابسنگهاي غير کندريتي ميپردازيم.

الف. شهابسنگ آهني استانتون:

اين شهابسنگ عمدتاً از آلياژي به نام کاماسيت تشکيل شده است که الگوي زيبايي به نام ويدمنشتتن ايجاد ميکند. اين الگو در اثر سرد شدن بسيار کند مذاب آهني در اعماق سيارک هاي والد ايجاد شده است.

ب. پالاسيت اسکوئل:

پالاسيتها نوعي شهابسنگ سنگ-آهني هستند که از بلورهاي بزرگ اليوين در زمينه فلزي (کاماسيت) تشکيل شده اند. اليوين ها در اين شهابسنگها به رنگ زرد و کاماسيت به رنگ نقره اي ديده ميشود.

ج. کامبرلند فولز آوبريت:

آوبريتها نوعي شهابسنگ آکندريتي هستند که از قطعات مختلفي تشکيل شده اند. اين قطعات معمولاً از کندريتهاي معمولي گرفته شده اند و در اثر برخوردهاي شديد شکسته و به هم چسبیده اند.

اگر فرآيند تشکيل کانيها در سيارکها را مانند يک پازل تصور کنيم، هر قطعه از اين پازل شرايط خاص خود را دارد. اين شرايط شامل دما و فشار است.

وقتي به نمودارهايي نگاه ميکنيم که محدوده هاي دما و فشار براي تشکيل کاني ها را نشان ميدهند، دو ناحيه اصلي را ميبينيم:

ناحيه ي سبز: اين ناحيه نشان دهنده ي شرايطي است که در آن کاني هاي اوليه ي سيارکها تشکيل شده اند. در اين دما و فشار، عناصر مختلف با هم ترکيب شده اند و ساختارهاي کريستالي متنوعي را ايجاد کرده اند.

ناحيه ي قرمز: اين ناحيه مربوط به کاني هايي است که در اثر برخورد سيارکها با يکديگر يا با اجرام ديگر تشکيل شده اند. در اين برخوردها، دما و فشار به شدت افزايش مي يابد و باعث تغييرات اساسي در ساختار کانيها ميشود.اين نمودارها به ما نشان ميدهند که کاني زايي اوليه و کاني زايي ناشي از برخورد، دو فرآيند کاملاً مجزا هستند که در شرايط بسيار متفاوتي رخ ميدهند. به عبارت ديگر، هر کدام از اين فرآيندها، مراحل متفاوتي از تکامل کاني شناختي سيارکها را نشان ميدهند.

**مهمترين نکات در اين سيستم**

* **تنوع کانيها:** اين سيستم به تنوع بسيار زياد کانيها و ترکيبهاي مختلف آنها توجه ميکند.

* **تاريخچه ي شکل گيري:** اين سيستم به تاريخچه ي شکل گيري کانيها و تغييرات آنها در طول زمان اهميت ميدهد.

* **محيط تشکيل:** اين سيستم به محيط هايي که کانيها در آنها تشکيل شده اند توجه ميکند.

* **فرايندهاي شکل گيري:** اين سيستم به فرايندهاي مختلفي که منجر به تشکيل کاني ها ميشوند ميپردازد.

* **ارتباط با فرآيندهاي زمين شناسي:** اين سيستم به ارتباط بين کانيها و فرآيندهاي زمين شناسي اهميت ميدهد.

**اهميت اين سيستم**

سيستم تکاملي کاني شناسي، رويکردي نوآورانه و اميدوارکننده براي درک بهتر تاريخچه ي زمين و تکامل کانيها است. اين سيستم ميتواند به ما کمک کند تا:

* **تنوع کانيها را بهتر درک کنيم.**

* **ارتباط بين کانيها و فرآيندهاي زمين شناسي را بهتر درک کنيم.**

* **به سوالات بنيادي در مورد شکل گيري و تکامل سياره زمين پاسخ دهيم.**

* **در اکتشاف منابع معدني و مواد جديد کاربرد داشته باشد.**

**چالشها و آينده**

با وجود تمام مزاياي اين سيستم، همچنان چالش هايي وجود دارد که بايد برطرف شوند. از جمله اين چالشها ميتوان به تعريف دقيق گونه هاي طبيعي، تطبيق با سيستم طبقه بندي فعلي و جمع آوري داده هاي کافي اشاره کرد. با اين حال، با پيشرفت فناوري و افزايش دانش ما در مورد کيهان، انتظار ميرود که اين سيستم به طور مداوم بهبود يابد و به ابزاري قدرتمند براي مطالعه ي کانيها تبديل شود.

**نتيجه گيري**

سيستم تکاملي کاني شناسي، يک گام بزرگ در جهت درک بهتر زمين و تکامل کانيها است. اين سيستم، با رويکردي جامع و مبتني بر تاريخچه، به ما امکان ميدهد تا ارتباط بين کانيها و فرآيندهاي زمين شناسي را بهتر درک کنيم و به سوالات بنيادي در مورد شکل گيري و تکامل سياره زمين پاسخ دهيم.

بخشهاي مختلف سيستم تکاملي کاني شناسي: بخشهاي 4 و 5

**بخش چهارم: تمايز سيارکها و کاني سازي برخوردي**

در اين بخش، به بررسي کاني هايي پرداخته ميشود که در اثر فرآيندهاي تمايز سيارکها و برخوردهاي بين اجرام آسماني تشکيل شده اند. در اين فرآيندها، فشارهاي بسيار بالايي بر مواد وارد ميشود که منجر به تشکيل کاني هاي جديدي ميشود. برخي از مهمترين نکات اين بخش عبارتند از:

* **تشکيل کاني هاي جديد:** بسياري از کاني ها براي اولين بار در اين مرحله از تکامل کاني شناسي ظاهر ميشوند، از جمله کاني هايي با عناصر نادر مانند باريم، کلر، مس و فلورين.

* **اهميت فشار بالا:** فشارهاي بسيار بالا نقش مهمي در تشکيل اين کانيها دارند.

* **تنوع کاني ها:** تنوع کانيها در اين مرحله به طور قابل توجه ي افزايش مي يابد.

**بخش پنجم: تغيير آبدار و حرارتي سيارکها**

در اين بخش، به بررسي کاني هايي پرداخته ميشود که در اثر فرآيندهاي تغيير آبدار و حرارتي در سيارکها تشکيل شده اند. اين فرآيندها منجر به تغييرات شيميايي و ساختاري در کاني ها ميشوند و کاني هاي جديدي را به وجود مي آورند. برخي از مهمترين نکات اين بخش عبارتند از:

* **افزايش تنوع کاني ها:** فرآيندهاي تغيير آبدار و حرارتي به طور چشمگيري تنوع کانيها را افزايش ميدهند.

* **تشکيل گروههاي جديدي از کانيها:** در اين مرحله، گروههاي جديدي از کانيها مانند هاليدها، آرسنيدها، تلوريدها، سولفاتها، کربناتها و هيدروکسيدها تشکيل ميشوند.

* **اهميت آب:** آب نقش بسيار مهمي در اين فرآيندها دارد و منجر به تشکيل کانيهاي آبدار ميشود.

**اهميت بخشهاي 4 و 5**

اين دو بخش نشان ميدهند که فرآيندهاي زمين شناسي و کيهاني، مانند برخوردها و تغييرات دمايي، نقش بسيار مهمي در تکامل کانيها داشته اند. اين فرآيندها منجر به ايجاد تنوع بسيار زيادي از کاني ها شده اند و به ما کمک ميکنند تا تاريخچه ي منظومه شمسي را بهتر درک کنيم.

**جمع بندي**

سيستم تکاملي کاني شناسي، با بررسي مراحل مختلف شکل گيري کاني ها از ابتداي تشکيل منظومه شمسي تا تغييرات بعدي، به ما تصويري جامع از تکامل کاني ها ارائه ميدهد. اين سيستم نشان ميدهد که کانيها صرفاً ترکيبات شيميايي نيستند، بلکه محصول فرآيندهاي پيچيده اي هستند که در طول ميلياردها سال تاريخ زمين رخ داده اند.

شهابسنگها، اين سنگهاي آسماني، حاوي گنجين هاي از اطلاعات درباره تاريخچه ي منظومه شمسي هستند. برخي از اين شهابسنگها، به ويژه کندريتها و غير کندريتها، پس از تشکيل اوليه خود، دستخوش تغييراتي شده اند. اين تغييرات که عمدتاً به دليل فعل و انفعالات با آب و حرارت رخ ميدهند، منجر به تشکيل کاني هاي جديدي ميشود که به آنها کاني هاي ثانويه ميگويند.

تحقيقات نشان داده است که اين کاني هاي ثانويه از ترکيبات متنوعي از عناصر تشکيل شده اند. به طور کلي، 23 عنصر مهم در تشکيل اين کانيها نقش دارند و در 5 يا بيشتر از 5 نوع کاني ديده ميشوند. علاوه بر اين، 18 عنصر ديگر نيز در مقادير کمتر و در کانيهاي نادرتر وجود دارند که به آنها عناصر فرعي ميگويند.

يکي از ويژگيهاي جالب اين کانيهاي ثانويه، وجود برخي عناصر نادر مانند کبالت (Co)، ژرمانيوم (Ge)، آرسنيک (As)، نيوبيوم (Nb)، نقره (Ag)، قلع (Sn)، تلوريوم (Te)، طلا (Au)، جيوه (Hg)، سرب (Pb) و بيسموت (Bi) است. اين اولين باري است که حضور اين عناصر در چنين کانيهايي شناسايي شده است.

بخش ششم و هفتم سيستم تکاملي کاني شناسي

بخشهاي ششم و هفتم سيستم تکاملي کاني شناسي به بررسي کاني هايي ميپردازند که در مراحل اوليه ي تاريخ زمين، يعني دوران هادئن، تشکيل شده اند. اين دوره زماني، زماني است که زمين در حال شکل گيري و سرد شدن بوده و شرايط براي تشکيل کاني ها بسيار متفاوت از امروز بوده است.

بخش ششم: کاني شناسي اوليه اوايل دوران هادئن

در اين بخش، به بررسي که در مراحل اوليه ي تشکيل زمين، يعني زماني که زمين هنوز بسيار داغ و مذاب بوده، تشکيل شده اند، پرداخته ميشود. شرايط سخت و دما و فشار بسيار بالا در اين دوره منجر به تشکيل کاني هاي خاصي شده است. برخي از نکات مهم اين بخش عبارتند از:

* **شرايط سخت تشکيل:** کاني هايي که در اين دوره تشکيل شده اند، در شرايط بسيار سخت دما و فشار بالا تشکيل شده اند.

* **کاني هاي اوليه:** اين کاني ها، اولين کاني هايي هستند که در زمين تشکيل شده اند.

* **تنوع محدود:** به دليل شرايط سخت، تنوع کاني ها در اين دوره نسبت به دوره هاي بعدي کمتر بوده است.

بخش هفتم: کاني شناسي ثانويه اوايل دوران هادئن

در اين بخش، به بررسي کاني هايي پرداخته ميشود که در اثر فرآيندهاي ثانويه مانند تغيير آبدار و حرارتي بر روي کاني هاي اوليه ي تشکيل شده در ائون هادئن، تشکيل شده اند. اين فرآيندها منجر به ايجاد کاني هاي جديدي شده اند که در ترکيب شيميايي و ساختار بلوري با کاني هاي اوليه متفاوت هستند. برخي از نکات مهم اين بخش عبارتند از:

* **تغيير کاني هاي اوليه:** کاني هاي اوليه در اثر فرآيندهاي ثانويه تغيير کرده و کانيهاي جديدي را تشکيل داده اند.

* **افزايش تنوع:** فرآيندهاي ثانويه منجر به افزايش تنوع کاني ها شده اند.

* **کاني هاي جديد:** در اين دوره، کاني هاي جديدي با ترکيب شيميايي متفاوت تشکيل شده اند.

اهميت بخشهاي ششم و هفتم

اين دو بخش به ما کمک ميکنند تا درک بهتري از تاريخچه ي زمين و تکامل کاني ها داشته باشيم. با مطالعه ي کاني هاي تشکيل شده در ائون هادئن، ميتوانيم به سوالاتي مانند:

* شرايط اوليه ي زمين چگونه بوده است؟

* اولين کاني ها در زمين چه بوده اند؟

* فرآيندهاي زمين شناسي اوليه چگونه بر تشکيل کانيها تأثير گذاشته اند؟

* چه عناصري در تشکيل زمين نقش داشته اند؟

پاسخ دهيم.

خلاصه

سيستم تکاملي کاني شناسي با بررسي مراحل مختلف شکل گيري کاني ها از ابتداي تشکيل منظومه شمسي تا تغييرات بعدي، به ما تصويري جامع از تکامل کاني ها ارائه ميدهد. اين سيستم نشان ميدهد که کانيها صرفاً ترکيبات شيميايي نيستند، بلکه محصول فرآيندهاي پيچيدهاي هستند که در طول ميلياردها سال تاريخ زمين رخ داده اند.

نمودارهاي شبکه اي سيستم تکاملي کانيشناسي

نمودارهاي ابزاري قدرتمند براي نمايش روابط پيچيده بين کانيها و فرايندهاي تشکيل آنها هستند. در سيستم تکاملي کاني شناسي، از اين نمودارها براي تجسم تاريخچه ي شکل گيري کاني ها و ارتباط آنها با محيط هاي مختلف استفاده ميشود.

تصور کنيد يک نقشه پيچيده داريد که ارتباط بين ستاره ها و کاني هاي خاصي به نام کاني هاي ستاره اي را نشان ميدهد. اين نقشه به شکل يک شبکه است که گره هاي آن (نقاط اتصال) و خطوط بين آنها (پيوندها) اطلاعات مهمي را در مورد اين ارتباطات به ما ميدهند.

گره ها در اين شبکه دو نوع هستند:

گرههاي الماس شکل: اين گره ها نشان دهنده ي مواد جامد بسيار متراکمي هستند که ميتوانند بلوري يا آمورف باشند. رنگ اين گره ها اهميت دارد: گره هاي سياه حاوي کربن هستند، گره هاي سبز نه کربن دارند و نه اکسيژن، گره هاي آبي حاوي اکسيژن هستند اما سيليکون ندارند و گره هاي قرمز حاوي هم سيليکون و هم اکسيژن هستند.

گره هاي ستاره شکل: اين گره ها انواع مختلف ستاره ها را نشان ميدهند. در اين تصوير، سه نوع ستاره وجود دارد: ستاره هاي شاخه غول آسيمپتوتيک (AGB)، ابرنواخترهاي نوع II (SN-II) و نواهاي کلاسيک (CNova).

توضيح نمودارهاي شبکه اي

در اين نمودارها، هر کاني با يک گره نشان داده ميشود و ارتباط بين کاني ها و محيط هاي تشکيل آنها با خطوط نشان داده ميشود. ويژگي هاي هر گره (مانند اندازه، رنگ و شکل) اطلاعات خاصي را در مورد کاني مربوطه منتقل ميکند.

**ويژگيهاي نمودارهاي شبکه اي:**

* **گره ها:** هر گره نشاندهنده يک کاني است.

* **خطوط:** خطوط نشاندهنده ارتباط بين کانيها و محيط هاي تشکيل آنها هستند.

* **رنگ:** رنگ گره ها اطلاعاتي در مورد ترکيب شيميايي کاني ها ارائه ميدهد.

* **اندازه:** اندازه گره ها نشان دهنده تعداد حالت هاي پاراژنتيکي است که به آن کاني مربوط ميشود.

* **شکل:** شکل گره ها ميتواند نشاندهنده نوع کاني (مثلاً بلوري يا آمورف) باشد.

اطلاعاتي که از نمودارهاي شبکه اي به دست ميآيد:

* **ارتباط بين کاني ها و محيط هاي تشکيل آنها:** اين نمودارها نشان ميدهند که کدام کاني ها در کدام محيط ها تشکيل شده اند.

* **تکامل کاني ها:** با بررسي اين نمودارها ميتوانيم تکامل کانيها را از مراحل اوليه تا مراحل پيشرفته تر دنبال کنيم.

* **تنوع کاني ها:** اين نمودارها نشان ميدهند که در هر مرحله از تکامل کاني شناسي، چه تنوعي از کانيها وجود داشته است.

* **ترکيب شيميايي کاني ها:** با استفاده از رنگ گره ها ميتوان به ترکيب شيميايي کاني ها پي برد.

کاربرد نمودارهاي شبکه اي در سيستم تکاملي کاني شناسي

* **تجسم پيچيدگي سيستم:** اين نمودارها به ما کمک ميکنند تا پيچيدگي سيستم تکاملي کاني شناسي را به صورت بصري درک کنيم.

* **شناسايي الگوها:** با بررسي اين نمودارها ميتوانيم الگوهاي خاصي را در تشکيل و تکامل کاني ها شناسايي کنيم.

* **تست فرضيه ها:** ميتوان از اين نمودارها براي تست فرضيه هاي مختلف در مورد تشکيل و تکامل کاني ها استفاده کرد.

* **کشف ارتباطات جديد:** اين نمودارها ميتوانند به ما کمک کنند تا ارتباطات جديدي بين کانيها و محيط هاي تشکيل آنها پيدا کنيم.

محدوديت هاي نمودارهاي شبکه اي

* **سادگي بيش از حد:** اين نمودارها ممکن است برخي از پيچيدگيه اي سيستم را ساده سازي کنند.

* **وابستگي به داده ها:** کيفيت اين نمودارها به کيفيت داده هاي مورد استفاده بستگي دارد.

نتيجه گيري

نمودارهاي شبکه اي ابزاري قدرتمند براي تجسم و تحليل دادهه اي مربوط به سيستم تکاملي کاني شناسي هستند. با استفاده از اين نمودارها ميتوانيم درک بهتري از تاريخچه ي شکل گيري کاني ها و روابط پيچيده بين آنها پيدا کنيم.

اين نمودار شبکه اي، يک نقشه پيچيده و جذاب از تاريخچه ي تشکيل مواد معدني در کيهان است. اين نقشه ارتباط بين انواع مختلف مواد معدني را با محيطه ايي که اين مواد در آن شکل گرفته اند، نشان ميدهد.

چه چيزي در اين نمودار ميبينيم؟

گره ها: هر نقطه در اين شبکه يک گره ناميده ميشود. اين گره ها دو نوع هستند:

گره هاي الماس شکل: اين گره ها نشان دهنده ي مواد معدني مختلفي هستند که در مراحل اوليه ي تشکيل کيهان، يعني حدود 4.6 ميليارد سال پيش، شکل گرفته اند. اين مواد معدني بسيار متراکم هستند و ممکن است بلوري يا آمورف (بيشکل) باشند. رنگ اين گره ها نشان ميدهد که اين مواد از چه عناصري تشکيل شده اند: سياه براي مواد حاوي کربن، سبز براي مواد فاقد کربن و اکسيژن، آبي براي مواد حاوي اکسيژن اما بدون سيليکون و قرمز براي مواد حاوي سيليکون و اکسيژن.

گره هاي ستاره، ابر و دايره: اين گره ها نشاندهنده ي محيط هايي هستند که مواد معدني در آنها شکل گرفته اند. براي مثال، گره هاي ستاره شکل نشان دهنده ي انواع مختلف ستاره ها مانند ستاره هاي شاخه غول آسيمپتوتيک (AGB)، ابرنواخترهاي نوع II (SN-II) و نواهاي کلاسيک (CNova) هستند. گره ي ابر ابرهاي مولکولي متراکم بين ستاره اي (DMC) است و گره هاي دايره اي نشان دهنده ي محيط هاي مختلف تشکيل کاني هاي اوليه ي خورشيدي هستند.

خطوط: خطوطي که گره ها را به هم متصل ميکنند، نشان دهنده ي ارتباط بين مواد معدني و محيط هاي تشکيل آنها است. به عبارت ديگر، اين خطوط نشان ميدهند که کدام مواد معدني در کدام محيط ها شکل گرفته اند.

"تصور کنيد يک نقشه پيچيده داريد که ارتباط بين مواد معدني اوليه اي که در فضا و در اطراف ستاره ها شکل گرفته اند را با محيط هايي که اين مواد در آن تشکيل شده اند نشان ميدهد. اين نقشه به شکل يک شبکه است که گره هاي آن (نقاط اتصال) و خطوط بين آنها (پيوندها) اطلاعات مهمي را در مورد اين ارتباطات به ما ميدهند.

گره ها در اين شبکه دو نوع هستند:

گره هاي الماس شکل: اين گره ها نشان دهنده ي مواد معدني مختلفي هستند که در مراحل اوليه ي تشکيل کيهان شکل گرفته اند. اين مواد بسيار متراکم هستند و ممکن است بلوري يا آمورف (بي شکل) باشند. رنگ اين گره ها نشان ميدهد که اين مواد از چه عناصري تشکيل شده اند: سياه براي مواد حاوي کربن، سبز براي مواد فاقد کربن و اکسيژن، آبي براي مواد حاوي اکسيژن اما بدون سيليکون و قرمز براي مواد حاوي سيليکون و اکسيژن.

گره هاي ستاره، ابر و دايره: اين گره ها نشان دهنده ي محيط هايي هستند که مواد معدني در آنها شکل گرفته اند. براي مثال، گره هاي ستاره شکل نشان دهنده ي انواع مختلف ستاره ها مانند ستاره هاي شاخه غول آسيمپتوتيک (AGB)، ابرنواخترهاي نوع II (SN-II) و نواهاي کلاسيک (CNova) هستند. ابر نشان دهنده ي ابرهاي مولکولي متراکم بين ستاره اي (DMC) است و گره هاي دايره اي نشان دهنده ي محيط هاي مختلف اطراف ستارهاي، CAI، AOA، URI و PC هستند.

"اين نمودار که هنوز به طور رسمي منتشر نشده است، يک ابزار قدرتمند براي مطالعه ي کانيها محسوب ميشود. اين نمودار، اطلاعات جامعي را در مورد 448 نوع مختلف کاني طبيعي که تاکنون شناسايي شده اند، ارائه ميدهد.

چه اطلاعاتي در اين نمودار وجود دارد؟

انواع کانيها: اين نمودار شامل 263 گونه معدني است که توسط انجمن بين المللي کاني شناسي (IMA) به رسميت شناخته شده اند. علاوه بر اين، 19 فاز بلوري جديد که هنوز به طور رسمي تأييد نشده اند و 16 فاز آمورف (بي شکل) نيز در اين نمودار گنجانده شده اند.

سيستم تکاملي: نمودار مذکور، اين کاني ها را به پنج بخش يا سيستم تکاملي تقسيم بندي کرده است. اين تقسيم بندي به ما کمک ميکند تا ارتباط بين کاني ها و فرآيندهاي تشکيل آنها را بهتر درک کنيم.

نيروهاي محرک: نمودار بر روي نيروهاي محرک تشکيل کاني ها تمرکز دارد. اين نيروها ميتوانند شامل دما، فشار، ترکيب شيميايي محيط و ساير عوامل باشند.

"تصور کنيد يک نقشه بسيار پيچيده و مفصل از دنياي کاني ها داريد. اين نقشه نه تنها به شما نشان ميدهد که چه نوع کاني هايي وجود دارند، بلکه به شما ميگويد که اين کانيها چگونه و در کجا تشکيل شده اند. اين همان کاري است که نمودار شبکه اي دو بخشي که توسط آنيرudh پرابهو در حال توسعه است انجام ميدهد.

اين نمودار چه چيزي را نشان ميدهد؟

کانيها: در اين نمودار، هر کاني با يک گره آبي رنگ نمايش داده شده است. تعداد کل کاني هاي نشان داده شده در اين نمودار بسيار زياد است و به 5659 ميرسد.

حالتهاي پاراژنتيک: اينها شرايط و محيط هايي هستند که در آنها کانيها تشکيل ميشوند. هر حالت پاراژنتيک با يک گره سبز رنگ نشان داده شده است. در اين نمودار، 57 حالت پاراژنتيک مختلف شناسايي شده است.

ارتباط بين کانيها و حالت هاي پاراژنتيک: خطوطي که گره هاي آبي (کانيها) و سبز (حالتهاي پاراژنتيک) را به هم متصل ميکنند، نشان ميدهند که هر کاني در کدام حالت پاراژنتيک تشکيل شده است.

چرا اين نمودار مهم است؟

دنياي کانيها را به هم متصل ميکند: اين نمودار به ما کمک ميکند تا ارتباط بين کانيهاي مختلف و شرايط تشکيل آنها را بهتر درک کنيم.

ابزاري قدرتمند براي تحقيقات: اين نمودار ميتواند براي زمين شناسان، کاني شناسان و ساير محققان در زمينه هاي مرتبط، يک ابزار بسيار مفيد باشد. آنها ميتوانند از اين نمودار براي مطالعه ي کانيها، پي شبيني تشکيل کاني هاي جديد و حل مسائل مختلف استفاده کنند.

نسخه تعاملي: يکي از ويژگيهاي جالب اين نمودار اين است که يک نسخه تعاملي آنلاين از آن در حال توسعه است. اين نسخه به کاربران اجازه ميدهد تا به صورت تعاملي با نمودار کار کنند و اطلاعات بيشتري را در مورد هر کاني يا حالت پاراژنتيک به دست آورند.

در کل:

اين نمودار شبکه اي دو بخشي، يک گام بزرگ رو به جلو در درک ما از دنياي کاني ها است. با استفاده از اين نمودار، ميتوانيم به سوالات بسياري در مورد تشکيل کانيها، ارتباط بين آنها و شرايط محيطي که در آن تشکيل ميشوند، پاسخ دهيم.

توسعه پايگاه داده و تحليل خوشه اي سيستم هاي معدني

متن ارائه شده به بررسي اهميت توسعه پايگاه داده هاي معدني بزرگ و کاربرد تحليل خوشه اي در شناسايي انواع مختلف کاني ها ميپردازد. دو نمونه ي اصلي مورد بررسي، پيريت و موئيسانيت ستاره اي هستند.

توسعه پايگاه داده و تحليل خوشه اي

* **اهميت پايگاه داده:** ايجاد پايگاه داده هاي بزرگ و جامع از اطلاعات معدني، کليد اصلي براي شناسايي الگوها و طبقه بندي کاني ها است. اين پايگاه داده ها بايد اطلاعات دقيقي در مورد ترکيب شيميايي، ساختار بلوري و شرايط تشکيل کاني ها ارائه دهند.

* **تحليل خوشه اي:** اين روش آماري براي گروه بندي داده ها بر اساس شباهت هاي آنها استفاده ميشود. در زمينه ي کاني شناسي، تحليل خوشه اي به شناسايي گروههاي مختلف کانيها با ويژگيهاي مشترک کمک ميکند.

* **نمونه ي پيريت:** پژوهشگران در حال ساخت يک پايگاه داده جامع از اطلاعات پيريت هستند تا با استفاده از تحليل خوشه اي، انواع مختلف پيريت را بر اساس ترکيب شيميايي و شرايط تشکيل آنها طبقه بندي کنند.

* **نمونه ي موئيسانيت ستاره اي:** در مورد موئيسانيت ستاره اي نيز، با استفاده از تحليل خوشه اي و داده هاي ايزوتوپي، محققان توانسته اند انواع مختلف موئيسانيت را که در محيط هاي ستاره اي مختلف تشکيل شده اند، شناسايي کنند.

نتايج حاصل از تحليل موئيسانيت ستاره اي

* **تشخيص خوشه هاي مختلف:** تحليل خوشه اي نشان داده است که موئيسانيت هاي ستاره اي به چندين خوشه تقسيم ميشوند که هر خوشه نشان دهنده ي يک محيط تشکيل خاص است.

* **ارتباط با محيط هاي ستاره اي:** برخي از خوشه ها با محيط هاي ستاره اي خاصي مانند ابرنواخترها مرتبط هستند.

* **اهميت داده هاي ايزوتوپي:** داده هاي ايزوتوپي نقش بسيار مهمي در تشخيص خوشه ها و تعيين منشأ آنها دارند.

* **نياز به داده هاي بيشتر:** محققان بر نياز به جمع آوري داده هاي بيشتر در مورد موئيسانيت ستاره اي تأکيد ميکنند تا بتوانند طبقه بندي دقيقتري از آنها ارائه دهند.

اهميت اين تحقيقات

* **درک بهتر تشکيل کاني ها:** اين تحقيقات به ما کمک ميکند تا فرآيندهاي تشکيل کانيها و ارتباط آنها با محيط هاي تشکيل را بهتر درک کنيم.

* **شناسايي منشأ مواد معدني:** با استفاده از اين روشها ميتوانيم منشأ مواد معدني را شناسايي کرده و به اکتشاف منابع جديد کمک کنيم.

* **درک بهتر تکامل کيهان:** اين تحقيقات به ما کمک ميکند تا درک بهتري از تکامل کيهان و فرآيندهاي ستاره اي داشته باشيم.

جمع بندي

تحليل خوشه اي يک ابزار قدرتمند براي مطالعه ي کاني ها است. با استفاده از اين ابزار و پايگاه داده هاي بزرگ، ميتوانيم اطلاعات ارزشمندي در مورد منشأ، ترکيب و شرايط تشکيل کاني ها به دست آوريم. اين اطلاعات به ما کمک ميکند تا درک بهتري از زمين و کيهان داشته باشيم.

تحليل خوشه اي دانه هاي کاربيد سيليکون پيش خورشيدي

اين مقاله به بررسي روشهاي مختلف تحليل خوشه اي براي طبقه بندي دانه هاي کاربيد سيليکون پيش خورشيدي (SiC) ميپردازد. هدف اصلي، يافتن گروه هاي مختلفي از اين دانه ها بر اساس ويژگي هاي شيميايي آنها و درک بهتر منشأ و تاريخچه ي تشکيل آنها است.

**روش هاي مورد استفاده:**

* **تحليل خوش هاي:** از چندين روش تحليل خوشه اي براي گروه بندي دانه هاي SiC استفاده شده است.

* **ارزيابي پايداري خوشه ها:** براي اطمينان از اينکه گروه هاي شناسايي شده، واقعي و پايدار هستند، از روش هاي مختلف ارزيابي استفاده شده است.

**نتايج اصلي:**

* **هفت گروه اصلي:** دانه هاي SiC به هفت گروه اصلي تقسيم شدند.

* **پايداري گروه ها:** اکثر گروه ها بسيار پايدار بودند و در روش هاي مختلف تحليل خوشه اي به طور مشابه شناسايي شدند.

* **ارتباط با انواع دانه ها:** هر گروه با يک يا چند نوع دانه ي SiC (مانند AB، MS، Z و X) مرتبط بود.

* **منشأ مشترک:** برخي از گروه ها نشان دهنده ي منشأ مشترک دانه ها از ستارگان شاخه غول سرخ کم جرم بودند.

* **ارتباط با ابرنواخترها:** نتايج نشان ميدهد که برخي از انواع دانه هاي SiC ممکن است از ابرنواخترها نشأت گرفته باشند.

**اهميت اين تحقيق:**

* **درک بهتر منشأ دانه هاي SiC:** اين تحقيق به درک بهتر منشأ و تاريخچه ي تشکيل دانه هاي SiC کمک ميکند.

* **تعيين طبقه بندي دقيق تر:** با استفاده از روش هاي تحليل خوشه اي، ميتوان طبقه بندي دقيقتري از دانه هاي SiC ارائه داد.

* **ارتباط با فرآيندهاي ستاره اي:** اين تحقيق به درک بهتر فرآيندهاي ستاره اي که منجر به تشکيل دانه هاي SiC ميشوند، کمک ميکند.

**نکات کليدي:**

* **دانه هاي SiC:** ذرات بسيار کوچک و مقاوم در برابر حرارت هستند که در شهابسنگها يافت ميشوند.

* **تحليل خوشه اي:** يک روش آماري براي گروه بندي داده ها بر اساس شباهت هاي آنها.

* **پايداري خوشه:** ميزان اطمينان از اينکه يک گروه خاص واقعي است و در تحليل هاي مختلف تکرار ميشود.

* **انواع دانه هاي SiC:** AB، MS، Z و X انواع مختلفي از دانه هاي SiC هستند که هر کدام ويژگيهاي شيميايي متفاوتي دارند.

* **ستاره ي شاخه غول سرخ کم جرم:** نوعي ستاره که در مراحل پاياني عمر خود قرار دارد.

* **ابرنواختر:** انفجار عظيمي که در پايان عمر برخي ستارگان رخ ميدهد.

**به طور خلاصه:**

اين تحقيق نشان ميدهد که با استفاده از روش هاي تحليل خوشه اي ميتوان دانه هاي کاربيد سيليکون پيش خورشيدي را به گروه هاي مختلفي تقسيم کرد و به درک بهتري از منشأ و تاريخچه ي تشکيل آنها دست يافت. اين اطلاعات به نوبه خود ميتواند به ما در درک بهتر فرآيندهاي ستاره اي و تکامل کيهان کمک کند.

در مورد کانيهاي گروه گارنت و پايگاه داده هاي معدني

در راستاي همکاري مستمر با دانشگاه جورج ميسون، دوره ها و کارآموزي هاي تابستاني براي دانشجويان برگزار شده است تا به توسعه پايگاه هاي داده هاي معدني و به کارگيري روشهاي علوم داده بپردازند. در تابستان 2019، گروهي از چهار دانشجوي کارشناسي، پايگاهي جامع از تجزيه و تحليل هاي شيميايي گارنت و ديگر ويژگيهاي آن را ايجاد کردند. اين پايگاه داده شامل بيش از [تعداد دقيق] تجزيه و تحليل است و در حال حاضر، روشهاي خوشه بندي بر روي آن اعمال ميشود تا بتوان انواع مختلف گارنت را بر اساس ترکيب شيميايي و ويژگيهاي ديگر طبقه بندي کرد.

در تابستان2020 نيز، دانشجويان کارشناسي اين دانشگاه، پايگاهي از تقريباً [تعداد دقيق] تجزيه و تحليل فلدسپار گردآوري کردند. علاوه بر اين، پايگاه هاي داده اي براي کاني هاي کلريت، اسپينل اکسيد و تورمالين نيز در حال توسعه هستند.

**تفسير و اهميت کار:**

* **توسعه پايگاه هاي داده معدني:** ايجاد پايگاه هاي داده جامع و دقيق، گامي مهم در جهت مطالعه و درک بهتر کاني ها است. اين پايگاه ها به محققان اجازه ميدهند تا الگوها و روابط بين انواع مختلف کانيها را شناسايي کنند.

* **کاربرد روشهاي خوشه بندي:** با استفاده از روش هاي خوشه بندي، ميتوان کانيها را بر اساس ويژگيهاي مشترک آنها به گروههاي مختلف تقسيم کرد. اين کار به شناخت بهتر انواع مختلف يک کاني و شرايط تشکيل آنها کمک ميکند.

* **اهميت همکاري دانشگاه و دانشجو:** اين پروژه نشان ميدهد که چگونه همکاري بين دانشگاه و دانشجويان ميتواند منجر به توليد داده هاي ارزشمند و پيشرفت در زمينه هاي مختلف علوم زمين شود.

* **کاربردهاي آينده:** اين پايگاه هاي داده ميتوانند در زمينه هاي مختلفي مانند اکتشاف معادن، زمين شناسي و کاني شناسي استفاده شوند.

Boujibar, A., Howell, S., Zhang, S., Hystad, G., Prabhu, A., Liu, N., Stephan, T., Narkar, S., Eleish, A., Morrison, S.M., Hazen, R.M., and Nittler, L.R. (2020) Cluster analysis of presolar silcon carbide grains: Evaluation of their classification and astrophysical implications. Astrophysical Journal Letters,907, L39 (14 pp.).

Chiama, K., Rutledge, R., Gabor, M., Lupini, I., Hazen, R.M., Zhang, S., and Boujibar, A. (2020) Garnet: A comprehensive, standardized, geochemical database incorporating locations and paragenesis. Geological Society of America, Joint 69th Annual Southeastern/55th Annual Northeastern Section Meeting. DOI: 10.1130/abs/2020SE-344505

Gregory, D.D., Cracknell, M.J., Large, R.R., McGoldrick, P., Kuhn, S., Maslennikov, V.V., Baker, M.J., Fox, N., Belousov, I., Figueroa, M.C., Steadman, J.A., Fabris, A.J., and Lyons, T.W. (2019) Distinguishing ore deposit type and barren sedimentary pyrite using laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry trace element data and statistical analysis of large data sets. Economic Geology, 114, 771-786.

Hystad, G., Boujibar, A., Liu, N., Nittler, L.R., and Hazen, R.M. (2021) Evaluation of the classification of presolar silicon carbide grains using consensus clustering with resampling methods: an assessment of the confidence of grain assignments. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, in review.

Stephan, T., et al. (2020), in 51st Lunar and Planetary Science Conference (The Woodlands).

Zhang S, Morrison SM, Prabhu A, Ma C, Huang F, Gregory D, Large RR, Hazen R (2019) Natural clustering of pyrite with implications for its formational environment. Abstracts, American Geophysical Union Fall Meeting, EP23D-2284

حالتهاي پاراژنتيک کاني ها

اين مقاله به بررسي حالتهاي پاراژنتيک کاني ها ميپردازد. پاراژنز به معناي ارتباط بين کانيها و شرايط تشکيل آنها است. در واقع، اين مقاله سعي دارد تا با بررسي انواع مختلف محيط هايي که کانيها در آنها تشکيل ميشوند، به درک بهتري از تنوع و توزيع کانيها در زمين برسد.

**نتايج اصلي:**

* **تنوع حالتهاي پاراژنتيک:** کانيها در طيف وسيعي از محيطها و شرايط تشکيل ميشوند.

* **اهميت فرآيندهاي زمين شناسي:** فرآيندهاي زمين شناسي مانند هوازدگي، رسوبگذاري، فعاليتهاي آتشفشاني و فعل و انفعالات سنگ و آب نقش مهمي در تشکيل کانيها دارند.

* **نقش فرآيندهاي بيولوژيکي:** فرآيندهاي بيولوژيکي نيز در تشکيل برخي از کانيها نقش دارند.

* **چرخه هيدرولوژيکي:** چرخه هيدرولوژيکي يکي از مهمترين عوامل افزايش تنوع معدني زمين است.

**نکات کليدي:**

* **حالت پاراژنتيک:** شرايط فيزيکي و شيميايي که در آن يک کاني تشکيل ميشود.

* **تنوع کانيها:** بيشتر کانيها در بيش از يک حالت پاراژنتيک تشکيل ميشوند.

* **هوازدگي:** تجزيه و تخريب سنگها در اثر عوامل جوي.

* **رسوبگذاري هيدروترمال:** رسوب مواد معدني از محلولهاي گرمابي.

* **فومورول:** دهانه اي که بخار آب و گازهاي آتشفشاني از آن خارج ميشود.

* **سنگهاي آگپاتيک:** سنگهاي آذرين قليايي با مقدار بالاي فلوئور و فسفر.

* **پگماتيت:** سنگهاي آذرين دانه درشت با ساختار بلوري مشخص.

**به طور خلاصه:**

اين مقاله نشان ميدهد که تنوع کانيها در زمين نتيجه ي تعامل پيچيده بين فرآيندهاي زمين شناسي و شرايط محيطي است. با مطالعه حالتهاي پاراژنتيک کانيها، ميتوانيم به درک بهتري از تاريخچه ي زمين و تشکيل منابع معدني دست يابيم.

لَمپينگ و اسپليتينگ در طبقه بندي کانيها

اين مقاله به بررسي روشهاي طبق هبندي کانيها و تعيين تعداد واقعي انواع کانيها در زمين ميپردازد. مفاهيم اصلي لَمپينگ (ترکيب) و اسپليتينگ (تقسيم) در اين زمينه بسيار مهم هستند.

**لَمپينگ و اسپليتينگ:**

* **لَمپينگ:** ترکيب دو يا چند کاني که ويژگيهاي بسيار مشابهي دارند و ميتوان آنها را به عنوان يک نوع کاني در نظر گرفت.

* **اسپليتينگ:** تقسيم يک کاني به چندين نوع مختلف بر اساس تفاوت در ترکيب شيميايي، ساختار بلوري يا شرايط تشکيل.

**معيارهاي لَمپينگ:**

* **محلول جامد پيوسته:** کاني هايي که ميتوانند به طور پيوسته در يکديگر حل شوند.

* **ايزومورفيسم:** کانيهايي که ساختار بلوري مشابهي دارند اما ترکيب شيميايي متفاوتي.

* **حالت پاراژنتيک يکسان:** کانيهايي که در يک محيط تشکيل مشابه ايجاد شدهاند.

**معيارهاي اسپليتينگ:**

* **حالتهاي پاراژنتيک مختلف:** يک کاني که در محيط هاي مختلف تشکيل شده است.

* **ترکيب شيميايي و فيزيکي متفاوت:** تفاوت در ترکيب شيميايي و خواص فيزيکي نمونه هاي مختلف يک کاني.

**نتايج اصلي:**

* **کاهش تعداد انواع کاني:** با استفاده از معيارهاي لَمپينگ، تعداد انواع کانيها به طور قابل توجه ي کاهش مي يابد.

* **اهميت حالت پاراژنتيک:** حالت پاراژنتيک يکي از مهمترين عوامل در طبقه بندي کانيها است.

* **تخمين تعداد کل انواع کاني:** بر اساس اين مطالعه، تعداد کل انواع کانيها در زمين بيش از 10،000 تخمين زده ميشود.

**اهميت اين تحقيق:**

* **تعيين استانداردهاي طبقه بندي:** اين تحقيق به تعيين استانداردهاي دقيق تري براي طبقه بندي کانيها کمک ميکند.

* **درک بهتر تنوع کاني ها:** با استفاده از اين روشها، ميتوان درک بهتري از تنوع کانيها در زمين و عوامل مؤثر بر آن به دست آورد.

* **کاربرد در اکتشاف معادن:** اين اطلاعات ميتواند در اکتشاف معادن و شناسايي منابع معدني جديد مورد استفاده قرار گيرد.

**موضوع مطالعه موردي: کاني مس**

* **تکامل کاني مس:** مطالعه اي جامع در مورد تکامل کاني هاي حاوي مس در طول تاريخ زمين در حال انجام است.

* **پوشش زماني گسترده:** اين مطالعه از کاني هاي اوليه تا کاني هاي تشکيل شده در اثر فعاليت هاي انساني را شامل ميشود.

تحليل شبکه اي تمام کانيها

اين دو مقاله به بررسي شبکه اي از تمام کاني هاي شناخته شده ميپردازند. هدف اصلي، کشف الگوها و روابط بين کاني ها و محيط هاي تشکيل آنها با استفاده از روشه اي تحليل شبکه است.

**تحليل شبکه اي در کاني شناسي:**

* **شبکه دو بخشي:** در اين نوع شبکه، دو نوع گره وجود دارد: گره هاي نشان دهنده کاني ها و گره هاي نشان دهنده تشکيل آنها. خطوطي که اين گره ها را به هم متصل ميکنند، نشان دهنده ارتباط بين کاني ها و محيط هاي تشکيل آنها هستند.

* **الگوهاي نهفته:** با تحليل اين شبکه ها ميتوان به الگوهاي پنهاني در ارتباط بين کانيها پي برد.

**پلتفرم تعاملي:**

* **دسترسي آزاد:** اين پلتفرم به صورت رايگان در دسترس عموم قرار خواهد گرفت.

* **امکانات مختلف:** اين پلتفرم امکانات مختلفي مانند فيلتر کردن داده ها و نمايش نتايج به صورتهاي مختلف را فراهم ميکند.

* **کاربردهاي تحقيقاتي و آموزشي:** اين پلتفرم ميتواند در تحقيقات و آموزش در زمينه کاني شناسي مورد استفاده قرار گيرد.

**اهميت اين تحقيق:**

* **درک بهتر تنوع کانيها:** اين تحقيق به ما کمک ميکند تا تنوع بسيار زياد کاني ها و روابط بين آنها را بهتر درک کنيم.

* **کشف الگوهاي جديد:** با استفاده از تحليل شبکه اي ميتوان الگوهاي جديدي در توزيع و ترکيب کانيها کشف کرد.

* **کاربرد در اکتشاف معادن:** اين اطلاعات ميتواند در اکتشاف معادن و شناسايي منابع معدني جديد مورد استفاده قرار گيرد.

**به طور خلاصه:**

اين تحقيقات نشان ميدهند که تحليل شبکه اي يک ابزار قدرتمند براي مطالعه ي کانيها است. با استفاده از اين ابزار ميتوانيم به درک عميق تري از دنياي پيچيده کانيها دست پيدا کنيم.

منبع

برای تماس مستقیم با دانشمندان این پروژه از لینک زیر استفاده کنید

https://hazen.carnegiescience.edu/research/evolutionary-system-mineralogy