Um diamante dura para sempre, mas isso não significa que todos os diamantes tenham uma história comum.

Alguns diamantes foram formados há bilhões de anos no espaço, à medida que as atmosferas ricas em carbono das estrelas moribundas se expandiam e esfriavam. Na vida de nosso próprio planeta, altas temperaturas e pressões no manto produziram os diamantes que nos são familiares como gemas. 5, 000 anos atrás, um grande meteorito que atingiu um sedimento rico em carbono na Terra produziu um diamante de impacto.

Cada um desses diamantes difere dos outros na composição e na gênese, mas todos são classificados como "diamante" pelo guia oficial de minerais - a Comissão de Novos Minerais da Associação Mineralógica Internacional, Nomenclatura e classificação.

Para muitos cientistas físicos, essa inconsistência não representa nenhum problema. Mas o sistema IMA deixa perguntas sem resposta para os cientistas planetários, geobiólogos, paleontólogos e outros que se esforçam para entender o contexto histórico dos minerais.

Então, Robert Hazen e Shaunna Morrison, da Carnegie, se juntaram à professora de ciências da ciência CU Boulder, Carol Cleland, para propor que os cientistas abordassem essa lacuna com um novo "sistema evolutivo" de classificação mineral - um que inclui dados históricos e reflete mudanças na diversidade e distribuição de minerais por mais de 4 bilhões de anos de história da Terra.

Seu trabalho é publicado pela Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Viemos juntos de diferentes campos da filosofia e da ciência planetária para ver se havia uma maneira rigorosa de trazer a dimensão do tempo para as discussões sobre os materiais sólidos que compõem a Terra, "Hazen disse.

O sistema de classificação IMA para minerais data do século 19, quando o geólogo James Dwight Dana esboçou uma maneira de categorizar minerais com base em combinações únicas de composições idealizadas de elementos principais e estrutura de cristal geometricamente idealizada.

"Por exemplo, o IMA define quartzo como dióxido de silício puro, mas a existência desta versão idealizada é completamente fictícia, "disse Morrison." Cada espécime de quartzo contém imperfeições - traços de seu processo de formação que o torna único. "

Essa abordagem ao sistema de categorização significa que minerais com origens históricas distintamente diferentes são agrupados - como no exemplo dos diamantes - enquanto outros minerais que compartilham uma história causal comum são separados.

"O sistema IMA é típico, "disse o autor principal Cleland, explicando que a maioria dos sistemas de classificação nas ciências naturais, como a tabela periódica dos elementos, são independentes do tempo, categorizar as coisas materiais "apenas com base nas semelhanças e diferenças manifestas, independentemente de como foram produzidos ou das modificações que sofreram. "

Para muitos pesquisadores, um sistema independente do tempo é completamente apropriado. Mas essa abordagem não funciona bem para geociências planetárias e outras geociências historicamente orientadas, onde a ênfase está na compreensão da formação e desenvolvimento dos corpos planetários.

As diferenças na história formativa de um diamante ou cristal de quartzo são críticas, Cleland disse, porque as condições sob as quais uma amostra foi formada e as modificações que sofreu "são muito mais informativas do que o mero fato de que um cristal se qualifica como diamante ou quartzo."

Ela, Hazen, e Morrison argumenta que o que os cientistas planetários precisam é de um novo sistema de categorização de minerais que inclua "tipos naturais" históricos.

A biologia enfrentou uma questão análoga antes de Darwin apresentar sua teoria da evolução. Por exemplo, falta de compreensão de como os organismos são historicamente relacionados por meio de processos evolutivos, Estudiosos do século 17 debateram se os morcegos são pássaros. Com o advento da obra de Darwin no século 19, Contudo, os biólogos os classificaram separadamente com base na evolução, porque carecem de um ancestral comum com asas.

Porque uma teoria universal de "evolução mineral" não existe, criar tal sistema de classificação para as geociências é um desafio. Hazen, Morrison, e a solução proposta por Cleland é o que eles chamam de abordagem "bootstrap" com base em dados historicamente reveladores, química rica em informações, fisica, e atributos biológicos de materiais sólidos. Essa estratégia permite que os cientistas construam um sistema histórico de tipos minerais enquanto permanecem agnósticos sobre seus princípios teóricos subjacentes.

"Os minerais são os mais duráveis, objetos ricos em informações que podemos estudar para compreender a origem e evolução do nosso planeta, "Hazen disse." Nossa nova abordagem evolutiva para classificar minerais complementa os protocolos existentes e oferece a oportunidade de documentar rigorosamente a história da Terra. "

Morrison concordou, acrescentando:"Repensar a forma como classificamos os minerais oferece a oportunidade de abordar grandes, mistérios científicos pendentes sobre nosso planeta e nosso sistema solar, através de uma lente mineralógica. Em suas imperfeições e desvios do ideal, os minerais capturam a história do que aconteceu com eles no tempo profundo - eles fornecem uma máquina do tempo para voltar e entender o que estava acontecendo em nosso planeta e outros planetas em nosso sistema solar milhões ou bilhões de anos atrás. "