p A aplicação da análise de big data à mineralogia oferece uma maneira de prever os minerais ausentes daqueles conhecidos pela ciência, onde encontrá-los, e onde encontrar novos depósitos de minerais valiosos, como ouro e cobre, de acordo com um estudo inovador. p Em um artigo publicado por Mineralogista americano , cientistas relatam a primeira aplicação à mineralogia da teoria da rede (mais conhecida pela análise de, por exemplo, a propagação de doenças, redes terroristas, ou conexões do Facebook).

p Os resultados, eles dizem, pioneira em uma maneira de revelar a diversidade e distribuição mineral em todo o mundo, evolução mineral através do tempo profundo, novas tendências, e novos depósitos.

p Liderado por Shaunna Morrison do Deep Carbon Observatory e o Diretor Executivo DCO Robert Hazen (ambos no Carnegie Institution for Science em Washington, D.C.), os 12 autores do artigo incluem os colegas DCO Peter Fox e Ahmed Eleish da Fundação Keck, que patrocinou equipes de ciência de dados de infraestrutura de dados em tempo profundo no Rensselaer Polytechnic Institute, Troy NY.

p “A busca por novos depósitos minerais é incessante, mas até recentemente a descoberta de minerais tem sido mais uma questão de sorte do que previsão científica, "diz o Dr. Morrison." Tudo isso pode mudar graças ao big data. "

p Os humanos coletaram uma vasta quantidade de informações em mais de 5, 200 espécies minerais conhecidas (cada uma com uma combinação única de composição química e estrutura atômica).

p Milhões de espécimes minerais de centenas de milhares de localidades ao redor do mundo foram descritos e catalogados. Bancos de dados contendo detalhes de onde cada mineral foi descoberto, todas as suas ocorrências conhecidas, e as idades desses depósitos são grandes e crescem a cada semana.

p Os bancos de dados também registram informações essenciais sobre as composições químicas e uma série de propriedades físicas, incluindo dureza, cor, estrutura atômica, e mais.

p Juntamente com dados sobre a geografia circundante, o cenário geológico, e minerais coexistentes, Os cientistas da Terra agora têm acesso a recursos de "big data" prontos para análise.

p Até recentemente, os cientistas não tinham as ferramentas de modelagem e visualização necessárias para capitalizar sobre esses gigantescos estoques de informações.

p A análise de rede oferece uma nova visão sobre os minerais, assim como conjuntos de dados complexos oferecem uma compreensão importante das conexões de mídia social, padrões de tráfego da cidade, e vias metabólicas, para citar alguns exemplos.

p "Big data é uma grande coisa, "diz o Dr. Hazen." Você ouve sobre isso em todos os tipos de campos - medicina, comércio; até mesmo a Agência de Segurança Nacional dos Estados Unidos o usa para analisar registros telefônicos - mas até recentemente ninguém havia aplicado métodos de big data à mineralogia e petrologia. "

p "Acho que isso vai expandir a taxa de descoberta de minerais de maneiras que nem podemos imaginar agora."

p A técnica de análise de rede permite que os cientistas da Terra representem dados de múltiplas variáveis ​​em milhares de minerais amostrados em centenas de milhares de locais em um único gráfico.

p Essas visualizações podem revelar padrões de ocorrência e distribuição que, de outra forma, poderiam estar ocultos em uma planilha.

p Em outras palavras, big data fornece uma imagem íntima de quais minerais coexistem entre si, bem como o que é geológico, fisica, químico, e (talvez o mais surpreendente) características biológicas são necessárias para seu aparecimento.

p A partir dessas percepções, é uma etapa relativamente simples prever quais minerais estão faltando nas listas científicas, bem como onde encontrar novos depósitos.

p Diz o Dr. Hazen:"A análise de rede pode fornecer pistas visuais aos mineralogistas sobre onde ir e o que procurar. Esta é uma ideia totalmente nova no jornal e acho que abrirá uma direção inteiramente nova na mineralogia."

p A técnica já foi usada para prever 145 minerais portadores de carbono ausentes e onde encontrá-los, levando à criação do Desafio Mineral de Carbono do Deep Carbon Observatory. Dez foram encontrados até agora.

p A estimativa veio de uma análise estatística de minerais portadores de carbono conhecidos hoje, em seguida, extrapolando quantos cientistas deveriam estar procurando.

p Previsto antes de serem encontrados

p "Usamos os mesmos tipos de técnicas para prever que pelo menos 1, 500 minerais de todos os tipos estão 'faltando, 'para prever o que alguns deles são, e onde encontrá-los, "Dr. Hazen diz.

p Diz o Dr. Morrison:"Essas novas abordagens para a descoberta baseada em dados nos permitem prever os minerais desconhecidos para a ciência hoje e a localização de novos depósitos.

p Adicionalmente, compreender como os minerais mudaram ao longo do tempo geológico, juntamente com nosso conhecimento de biologia, está levando a novos insights sobre a coevolução da geosfera e da biosfera. "

p Em um caso de teste, os pesquisadores exploraram minerais contendo cobre, que desempenha papéis críticos na sociedade moderna (por exemplo, tubos, fios), bem como papéis essenciais na evolução biológica. O elemento é extremamente sensível ao oxigênio, portanto, a natureza do cobre em um mineral oferece uma pista do nível de oxigênio na atmosfera no momento em que o mineral se formou.

p Os pesquisadores também realizaram uma análise de minerais comuns em rochas ígneas - aqueles formados a partir de um estado fundido quente. As redes minerais de rochas ígneas reveladas por meio de big data recriaram a "série de reações de Bowen" (com base nos meticulosos experimentos de laboratório de Norman L. Bowen no início dos anos 1900), que mostra como uma sequência de minerais característicos aparece conforme o magma esfria.

p A análise mostrou exatamente a mesma sequência de minerais embutidos nas redes minerais.

p Os pesquisadores esperam que essas técnicas levem a uma compreensão e apreciação das relações minerais anteriormente não reconhecidas em depósitos minerais variados.

p Redes minerais também servirão como ferramentas visuais eficazes para aprender sobre mineralogia e petrologia - os ramos da ciência preocupados com a origem, composição, estrutura, propriedades, e classificação de rochas e minerais.

p A análise de rede tem inúmeras aplicações potenciais em geologia, tanto para pesquisa quanto para exploração mineral.

p As empresas de mineração podem usar a tecnologia para prever a localização de depósitos minerais desconhecidos com base nos dados existentes.

p Os pesquisadores poderiam usar essas ferramentas para explicar como os minerais da Terra mudaram ao longo do tempo e incorporar dados de moléculas de biomarcadores para mostrar como as células e os minerais interagem.

p E os geólogos do minério esperam usar a análise da rede mineral para levar a novos depósitos valiosos.

p Dr. Morrison também espera usar a análise de rede para revelar a história geológica de outros planetas. Ela é membro da equipe do Mars Curiosity Rover da NASA que identifica minerais marcianos por meio de dados de difração de raios-X enviados de volta à Terra. Ao aplicar essas ferramentas para analisar ambientes sedimentares na Terra, ela acredita que os cientistas também podem começar a responder a perguntas semelhantes sobre Marte.

p "Os minerais fornecem a base para toda a nossa riqueza material, "ela observa, "não apenas ouro precioso e gemas brilhantes, mas no tijolo e aço de cada casa e escritório, em carros e aviões, em garrafas e latas, e em todos os gadgets de alta tecnologia, de laptops a iPhones. "

p "Os minerais formam os solos em que cultivamos nossas safras, eles fornecem o cascalho com o qual pavimentamos nossas estradas, e eles filtram a água que bebemos. "

p "Esta nova ferramenta para entender os minerais representa um importante avanço em um campo científico de interesse vital."