圖中是阿爾卑斯山脈發(fā)現(xiàn)的鎂鋁硅巖樣本。它們形成于遠(yuǎn)古沉積巖俯沖在地殼之下186英里深處。 
圖中是澳大利亞西部黑德蘭港附近發(fā)現(xiàn)的“虎紋鐵(Tiger iron)”，像這樣的條紋狀鐵結(jié)構(gòu)形成于海水溶解鐵與自由氧的反應(yīng)過程，是地球上最早光合作用生命形式新陳代謝的副產(chǎn)物。
北京時(shí)間1月4日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，地球上的礦物質(zhì)是由其化學(xué)成分、物理?xiàng)l件以及隨時(shí)間演變而來的。在地球上發(fā)現(xiàn)大約5000種礦物質(zhì)，并且每年都會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新類型的礦物質(zhì)。
地球主要是由鐵、氧、鎂、硅，以及一些硫磺、鎳、鈣和鋁等成分混合構(gòu)成。地球上最常見的礦物質(zhì)是硅酸鹽，還有氧、硅和其它元素結(jié)合在一起，除了地球上豐富的礦物元素，地球進(jìn)化也對解釋其礦物學(xué)具有重要意義。
隨著時(shí)間的推移，地球礦物質(zhì)逐漸形成，與它們形成時(shí)特定時(shí)期的條件狀況相匹配。大約45億年前，地球大部分處于融化狀態(tài)，地球被碰撞隕石和地球內(nèi)部放射性元素衰變而加熱，隨著隕石碰撞次數(shù)的減少，地球開始逐漸降溫冷卻，并形成固體地殼。原始地殼是由少量礦物質(zhì)組成，主要是由覆蓋全球的熔化巖漿直接結(jié)晶形成。
當(dāng)水從大氣中凝結(jié)，地球上首次形成了海洋?，F(xiàn)今地球仍是一個(gè)水世界，存在浩瀚海洋，極地冰冠，以及富含水蒸汽的大氣層。許多晶體結(jié)構(gòu)礦物質(zhì)，是從水反應(yīng)礦物質(zhì)或者含水礦物質(zhì)中形成的。最初，地球上第一批生命形式是在37億年前出現(xiàn)的。
地球上三分之二礦物質(zhì)是在生物體改變地球上的化學(xué)過程之后形成的，例如：早期微生物將氧氣釋放到大氣層，游離氧與其它元素和現(xiàn)有礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成新的元素。此后礦物質(zhì)就不斷地在火山活動(dòng)、地質(zhì)構(gòu)造、水-巖石反應(yīng)和生物活躍性過程中形成。
大約有15300多種方法結(jié)合形成已知地球礦物質(zhì)元素，即使我們迄今并未發(fā)現(xiàn)所有的陸地礦物質(zhì)，但不太可能所有礦物質(zhì)結(jié)合的方式都出現(xiàn)在地球上。
通過分析遙遠(yuǎn)恒星的光線，我們知道與地球相比，其它恒星及其恒星系統(tǒng)內(nèi)部星球的礦物質(zhì)元素比率會(huì)完全不同。伴隨著恒星和行星在同一個(gè)吸積盤上形成，我們知道恒星的化學(xué)成分將提供軌道運(yùn)行行星的一些重要信息。
由于地外行星的化學(xué)成分與形成初期存在差異，其礦物學(xué)特征也最終完全不同。系外行星55 Cancri的半徑大約是地球的兩倍，但是質(zhì)量卻是地球的8倍。與地球相比，55 Cancri的密度太低，通過觀察這顆行星的熾熱恒星成分，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了高濃度碳和氧。很可能55 Cancri的主要礦物質(zhì)是基于這兩種元素，形成類似地球硅酸鹽等低密度礦物質(zhì)。
在過去幾年里，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)越來越多的地外行星。對它們進(jìn)行直接觀測不太可能，但是通過測量軌道參數(shù)，天文學(xué)家能夠計(jì)算出行星的體積和質(zhì)量。一些“超級地球”行星體積接近地球的10倍，目前并不清楚是否較大體積意味著這樣的行星會(huì)存在類似地球的板塊構(gòu)造，計(jì)算模型表明，一顆體積較大的行星將有更多內(nèi)部熱度需要消散。這些能量可以驅(qū)動(dòng)板塊構(gòu)造，地球上的板塊構(gòu)造不斷地將表面重新混合，形成特定的熱度和壓力，形成多樣化變性礦物質(zhì)。一些礦物質(zhì)僅在高壓和低溫條件下形成，當(dāng)?shù)貧ば纬筛_帶時(shí)，壓力會(huì)快速增加，但仍需要一些時(shí)間來加熱巖石。由于地殼運(yùn)動(dòng)緩慢，由板塊運(yùn)動(dòng)過渡至地球內(nèi)部，將巖漿處于溶化狀態(tài)，在火山活動(dòng)中，自然熔爐生成新的巖石和礦物質(zhì)。沿著大洋中脊將加熱表面之下的物質(zhì)團(tuán)，受熱海水將滲透穿過巖石，與礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成新的礦物質(zhì)。
然而，板塊構(gòu)造并不是行星的必要演化過程，對于太陽系內(nèi)最類似地球的行星，金星和火星，它們都缺少活躍板塊構(gòu)造。在地球上，水是促進(jìn)地殼運(yùn)動(dòng)的重要潤滑劑，即使有足夠內(nèi)部熱量的大型行星，如果沒有充足的水，也可能缺乏活躍的板塊構(gòu)造。在這樣的行星上，某些變性礦物質(zhì)可能不會(huì)形成。
同時(shí)，在超級地球上較強(qiáng)的引力作用將影響板塊構(gòu)造，甚至礦物質(zhì)的形成，使用特殊液壓機(jī)和激光儀，可能將礦物質(zhì)樣本暴露在高壓和高溫條件下，這種情況也存在于地球內(nèi)部。布氏巖（Bridgmanite）等地球高壓礦物質(zhì)，也存在于超級地球行星，基于此類高壓礦物質(zhì)，科學(xué)家可以研究地外行星上理論存在的礦物質(zhì)。
控制地外星球礦物學(xué)的另一個(gè)重要因素是行星的年齡和歷史，它是否像地球一樣，經(jīng)歷了一個(gè)分化期，在行星形成之初，物質(zhì)依據(jù)密度不同產(chǎn)生分離？是否存在加熱行星、驅(qū)動(dòng)熔化和混合巖石的能量源呢？這顆行星是否存在大氣層，對行星表面構(gòu)成侵蝕呢？
與其它恒星系統(tǒng)相比，地球是一顆相對年輕的行星。在通常的行星進(jìn)化階段，例如：行星形成、分化、冷卻、地殼形成和隕星碰撞，地球經(jīng)歷了相對獨(dú)特的步驟——生命承載作用。生命形式可以改變地球生態(tài)系統(tǒng)的某些元素流動(dòng)變化，例如：碳、氮、氧和硫。貝殼類生物形成了大量碳酸鹽巖石沉積物，這些物質(zhì)與礦物質(zhì)中的碳、鈣、氧等結(jié)合在一起，即使死亡生物也扮演著一些重要角色。腐爛的有機(jī)物會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成復(fù)雜的碳基礦物質(zhì)，例如：藍(lán)鐵礦（vivianite）。如果某顆地外行星也存在生命形式，那么也可能存在類似地球的礦物質(zhì)，生命形式對于礦物質(zhì)形成具有重要意義。如果人類可以探索系外行星，他們將發(fā)現(xiàn)一些礦物質(zhì)，但很可能不會(huì)找到我們所知道的任何一種礦物質(zhì)。（葉傾城）
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