Van de lucht die je inademt tot het vuil onder je voeten, je kunt niet ontsnappen aan koolstof. Dit element is een belangrijke bouwsteen van het leven zoals we het kennen en het kan overal op de planeet in verschillende vormen worden gevonden.
gerelateerde inhoud
- Big Data (en jij) kunnen helpen bij het vinden van 1500 onontdekte mineralen
- Vier nieuwe elementen worden toegevoegd aan het periodiek systeem
- Raar nieuw type koolstof is harder (en helderder) dan diamant
- Deze visualisatie van de wereldwijde koolstofemissies is huiveringwekkend mooi
Net als planten en dieren, geloven wetenschappers dat koolstofhoudende mineralen zich in de loop van de tijd hebben ontwikkeld en nu verschillende niches op aarde innemen. Bovendien denken ze dat we ze nog lang niet allemaal hebben ontdekt. Tot nu toe hebben we 406 koolstofhoudende mineralen gevonden en sinds 2010 zijn er elk jaar ongeveer vier nieuwe soorten geïdentificeerd. Maar statistische schattingen suggereren dat er nog minstens 145 koolstofhoudende mineralen moeten worden gevonden en mineralogisten vragen om uw helpen bij het schuren van de rotsen, spleten en rotscollecties van de wereld om deze ontbrekende mineralen te vinden.
Deze wereldwijde zoektocht, de Carbon Mineral Challenge genaamd, begon als het geesteskind van Robert Hazen, een wetenschapper bij het Carnegie Institution en uitvoerend directeur van de Deep Carbon Observatory (DCO). De DCO is een organisatie "die zich toelegt op het begrijpen van de hoeveelheden, de vormen, de oorsprong en de bewegingen van koolstof van korst naar kern op planeet Aarde, " zei Hazen deze week op een persconferentie die de uitdaging aankondigde tijdens de najaarsvergadering van de American Geophysical Unie.
"Een goede manier om het te zeggen is dat we crowd-sourcing mineralogisch onderzoek doen, " voegt Daniel Hummer, een postdoctoraal onderzoeker aan het Carnegie Institution en leider van de Carbon Mineral Challenge toe.
Koolstof is een van de meest veelzijdige en overvloedige elementen op het aardoppervlak. Het past in vele minerale structuren, hecht aan zwavel, hecht aan boor en grijpt in op magnesium. Wat Hazen zich realiseerde, is dat er, net als de diversiteit van het leven in een bos, veel verschillende soorten zeldzame koolstofmineralen zijn, terwijl de meest voorkomende mineralen tot slechts enkele soorten of soorten behoren.
"Elk zeldzaam mineraal vertegenwoordigt een soort mineralogische ecologische niche", zegt hij. Op basis van dit inzicht gebruikte Hazen modellen die vergelijkbaar zijn met die van biologen om de biodiversiteit te schatten om te voorspellen hoeveel onontdekte mineralen er nog zijn. Nu is het zoeken begonnen om ze te vinden.
"Ze kunnen zich nu in elke hoek van de wereld verbergen", zegt Hummer.
Hoewel de uitdaging een paar belangrijke veldsites heeft geïdentificeerd om te onderzoeken, verbergen de ontbrekende mineralen zich waarschijnlijk in afgelegen plaatsen in kleine hoeveelheden. Ze kunnen zelfs kortstondig zijn, verdwijnen en weer verschijnen met gebeurtenissen zoals periodieke regenval.
Nog uitdagender is dat de mineralen waarschijnlijk kleurloos en slecht gekristalliseerd of poederachtig zijn - de modellen van Hazen suggereren dat veel van de ontbrekende mineralen een vorm van carbonaat zijn, een van de belangrijkste ingrediënten in zuiveringszout.
Smithsonite, of zinkspar, is een koolstofzinkerts. Dit mineraal werd in 1832 genoemd naar de Engelse chemicus en mineralogist James Smithson (stichtend donor van het Smithsonian Institution). (Smithsonian Digital Studio) 
Net als grafiet is diamant een mineraal van pure koolstof. Bekend sinds de oudheid, is dit mineraal nu synoniem met romantiek en rijkdom. (RRUFF-database) 
Azuriet en Malachiet zijn de twee basale kopercarbonaatmineralen. Azuriet is blauw, terwijl malachiet groen is. Sinds de oudheid worden beide mineralen gebruikt als pigmenten voor het schilderen. (Smithsonian Digital Studios) 
Het hier afgebeelde rode kristal is rhodochrosiet, een carbonaatmineraal dat voor het eerst werd beschreven in 1813. Rhodochrosiet werd ontdekt in de zilvermijnen van Roemenië en wordt momenteel gewonnen in Argentinië om mangaan te produceren voor de productie van roestvrij staal. (Smithsonian Digital Studios) 
Grafiet wordt over de hele wereld in potloden gebruikt en is een mineraal van pure koolstof. Volgens schattingen van de Verenigde Staten wordt wereldwijd jaarlijks meer dan een miljoen ton grafiet gedolven. (Smithsonian Digital Studios) 
Dichte omhooggaand van welogonite, voor het eerst gevonden in 1968 in Francon Quarry, Montreal, Quebec, Canada. Welogonite is een triboluminescerende stof die blauw licht produceert wanneer hij wordt bekrast of verpletterd. (Smithsonian Digital Studios) Naast scouting in het veld, moedigt de uitdaging mineraalliefhebbers en museumconservatoren aan om hun uitgebreide collecties te verkennen. "Er kunnen nu [koolstofhoudende] mineralen in laden zitten die we hebben - waarvan we niet eens weten dat we dat hebben", zegt Hummer.
De basisinspanning heeft een adviesraad die uit ongeveer 25 mensen van over de hele wereld bestaat. Dit bord dient als contactpunt voor rots- en mineraaljagers die ervan overtuigd zijn dat ze iets speciaals hebben gevonden en kunnen helpen bij de gedetailleerde analyse van de monsters.
Om u te helpen bij uw jacht, heeft Hummer de basisgroepen van bekende koolstofhoudende mineralen uiteengezet:
Carbonaten : deze mineralen zijn overal op het aardoppervlak te vinden. Ze zijn meestal licht van kleur en velen van hen bruisen als ze worden blootgesteld aan zuur - net zoals citroensap toevoegen aan zuiveringszout. Over het algemeen zijn deze mineralen vrij zacht en kunnen gemakkelijk worden bekrast. Ze vormen zich in oceanen, meren en uit vloeistoffen die door de korst bewegen en waarin carbonaatmateriaal is opgelost.
Carbiden : dit zijn mineralen waarvan de koolstof zich in een ongebruikelijke negatieve vorm in de chemische formule bevindt. Ze zijn meestal donker van kleur en taai. Maar reken niet op het vinden van een van deze gemakkelijk. Ze zijn vrij zeldzaam en komen alleen voor in meteorieten, inslagplaatsen of rotsen diep in de aarde.
Koolwaterstoffen : deze kleine groep mineralen bestaat meestal uit moleculen koolstof en waterstof. Ze komen in verschillende kleuren en zijn brandbaar. Ze zijn vrij zacht en kunnen oplossen in organische oplosmiddelen zoals alcohol maar niet in water. "Ze vormen ofwel in de buurt van kolenmijnen, in carbonaatrots in de buurt van een opdringerig stollingslichaam of in hydrothermische afzettingen afkomstig van diepe vloeistoffen, " aldus Hummer.
Oxalaten : deze mineralen zijn zacht en helder gekleurd. "Ze zijn allemaal biologisch van oorsprong, voornamelijk als gevolg van de verandering van de plas of kak van dieren, die alle mineralogists buitengewoon grappig vinden, " zegt Hummer. Deze vormen zich op verschillende diepten in de oceaan.
Native carbon : deze groep bevat vier mineralen die bijna volledig uit koolstof bestaan: diamant, grafiet, chaoite en lonsdaleite. De verschillende atomaire opstellingen voor elk geven ze unieke eigenschappen. Helder en glanzend, diamant is een van de moeilijkst bekende stoffen, terwijl het grijszwarte grafiet erg zacht is. Lonsdaleite lijkt op diamant, maar de atomen zijn iets anders gerangschikt en chaoite is een zacht, wit mineraal dat uiterst zeldzaam is. Deze mineralen vormen zich in veel verschillende omgevingen.
Wanneer een mineraal wordt gevonden, moet het strenge tests doorstaan van de International Mineralogical Association om te verzekeren dat het inderdaad iets nieuws is. Als het verzamelt, krijgt de vinder een naam voor te stellen - de enige regel is dat je het niet naar jezelf kunt noemen, volgens Hummer.
De jacht gaat door tot september 2019, wanneer de DCO de laatste verzameling schatten zal vieren. Dus houd je ogen op de rotsen gericht en gelukkig op jacht naar mineralen!
Meer informatie over dit onderzoek en meer op het Deep Carbon Observatory.
