渗透到生活的方方面面——每个方面都有大量的故事要讲——我们在一个新的专栏中庆祝矿物的效用、美丽和奇迹:考虑所有的矿物。
矿物质是我们生命的基础。我们开采它们至少有4万年了。https://whc.unesco.org/en/tentativelists/5421/),用来自非洲南部的富含铁的红赤铁矿和镜铁矿制作颜料。如今,每年有超过30亿吨的铁矿石被开采出来,以满足全球对钢铁的需求。对于铝,我们求助于每年开采的3亿吨铝土矿中发现的三水铝石、böhmite和一水铝石1.但矿物远不止是制造业和建筑业所需的原料。它们与我们的文化交织在一起,是地球历史的记录者,遍布我们的身体。在一个新的自然地球科学列,所有矿物(https://go.nature.com/3EjPvTd),推出了一项探索肾结石以及美国的历史萤石,我们请我们的作者和读者在我们揭开这个矿物世界的过程中尽情发挥他们的好奇心和创造力。
美国地质勘探局估计(https://www.usgs.gov/faqs/how-many-pounds-minerals-are-required-average-person-year),在美国,要维持生活水平,每年所需的矿物是每人18吨。然而,随着社会采用较少依赖化石燃料的技术,矿物需求也发生了变化。在2016年至2020年期间,澳大利亚的锂辉石产量增加了近两倍,达到150万吨,保持了该地区在全球锂电池转型中的主导地位。对金属的需求是电动汽车的六倍2也许黄铜矿和镍铁矿将成为家喻户晓的名字,被认为是铜和镍的重要来源。
岩盐在许多家庭中已经很熟悉了。但是,更深入地观察岩盐的立方晶体,你可能会发现一个古老海洋的孤立和近乎完全干燥的历史。在类似地中海的环境中,蒸发作用留下了大量的蒸发岩矿物。按溶解度排序,碳酸盐岩首先析出,其次是石膏,然后是岩盐,钾盐等钾盐最后到达3..钾盐是低钠盐的常见成分,它用钾代替钠,有助于保持最重要的咸味。
除了味道,矿物质还为我们的生活带来色彩。天青石中的三硫自由基阴离子赋予天青石特有的强烈蓝色,这种天青石在阿富汗东北部已经开采了大约6000年。经过研磨,青金石就变成了深蓝色颜料,这种颜料经久不衰的活力——以及它的稀有——有时使它比黄金还要珍贵。由于价格如此之高,艺术家们通常会先用不那么昂贵的碳酸铜蓝铜矿进行底漆,然后再用明亮的青金石完成。
在画布之外,贵金属和宝石的特性确保了它们与社会的数百年纠缠不清。在巴尔干半岛、长江三角洲和中国辽宁省的新石器时代早期遗址中发现了光滑光滑的灰色和绿色软玉制品。Jade -一个笼统的翻译余包括类似外观的硬玉、霰石、蛇纹石以及软玉在内的黄金至今在中国仍被高度重视,而黄金的不化学活性和温暖的金属光泽使它几乎受到全世界的赞赏。此外,黄金的金融相对稳定,使其成为一种易于获取、运输和方便的财富形式——尤其是在被加工成珠宝时——人们(通常是女性)可以完全控制4.
就像黄金一样,钻石的光泽使它们成为珠宝中的常见,但真正让它们发光的是它们的强度。钻石是在巨大的地幔压力下形成的,其热力学稳定性可以保护深部地幔的稀有样本,因为它们穿越地球内部回到地表,以揭示深部的快照。菱木石夹杂物5和ice-VII6、橄榄石和水冰的高压形式,揭示了我们脚下约410至660公里处的地幔至少局部水化。在深度之外,锆石可以记录深度时间。这些纳米硅酸盐是如此持久,它们可以承受多次沉积旋回,随着时间的推移,它们积累了新的层,可以用来追踪至少44亿年的主要地球化学变化7从大陆的生长来研究地球的历史8生命可能的起源9.
矿物的光辉不仅反映了光,也反映了文化。自18世纪80年代以来,以人的名字命名矿物已经成为一种普遍做法,但只有2%的矿物是以女性名字命名的(https://mgmh.fas.harvard.edu/womenclature).在2017年至2019年被命名的191种矿物中,5%以女性命名,49%以男性命名,这表明欧洲白人男性在地球科学领域的历史主导地位根深蒂固地存在于该学科的语言和习俗中。
我们甚至还没有开始探索矿物能教给我们的东西的表面。虽然“所有矿物质”的投稿通常是由我们的编辑委托进行的,但关于矿物的伟大故事的想法可以发送到geoscience@nature.com。我们期待与您一起探索这个奇妙的矿物世界。
参考文献
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矿物质。Geosci Nat。15, 753(2022)。https://doi.org/10.1038/s41561-022-01052-8
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