卡内基科学研究所 信用:Pixabay/CC0公共域 钻石是永恒的，但这并不意味着所有的钻石都有共同的历史
一些钻石是数十亿年前在太空中形成的，当时垂死恒星富含碳的大气层膨胀并冷却
在我们星球的一生中，地幔中的高温和高压产生了我们所熟知的钻石
5000年前，一颗巨大的陨石撞击地球上富含碳的沉积物，产生了一颗撞击钻石
这些钻石在成分和成因上各不相同，但都被权威的矿物指南——国际矿物协会的新矿物、命名和分类委员会归类为“钻石”
对于许多物理科学家来说，这种不一致没有问题
但是IMA系统给行星科学家、地球生物学家、古生物学家和其他努力理解矿物历史背景的人留下了未解之谜
因此，卡内基的罗伯特·哈森和肖恩·莫里森与科罗拉多大学博尔德科学哲学教授卡罗尔·克莱兰合作，提出科学家们用一种新的矿物分类“进化系统”来弥补这一缺陷——这种系统包括历史数据，并反映了地球40多亿年历史中矿物多样性和分布的变化
他们的工作发表在《国家科学院院刊》上
“我们从非常不同的哲学和行星科学领域走到一起，看看是否有一种严格的方法将时间维度引入关于构成地球的固体材料的讨论，”哈森说
IMA矿物分类系统可追溯到19世纪，当时地质学家詹姆斯·德怀特·丹纳根据主要元素的理想化成分和几何上理想化的晶体结构的独特组合，概述了一种对矿物进行分类的方法
“例如，IMA将石英定义为纯二氧化硅，但这种理想化版本的存在完全是虚构的，”莫里森说
“每一个石英样品都有瑕疵——它形成过程的痕迹使它独一无二
" 这种分类系统的方法意味着具有明显不同历史来源的矿物被集中在一起——就像钻石的例子一样——而具有共同因果历史的其他矿物被分开
“IMA体系是典型的，”该论文的主要作者克莱兰解释说，自然科学中的大多数分类体系，如元素周期表，都是独立于时间的，对物质的分类“完全基于明显的相似和不同，不管它们是如何产生的，也不管它们经历了什么样的改变”
" 对于许多研究者来说，一个独立于时间的系统是完全合适的
但是这种方法对于行星和其他以历史为导向的地球科学来说并不好用，因为这些科学的重点是理解行星体的形成和发展
克莱兰德说，钻石或石英晶体形成历史的差异至关重要，因为样品形成的条件和它所经历的修改“远比一种晶体被认为是钻石或石英的事实更能提供信息
" 她、海森和莫里森认为，行星科学家需要的是一个新的分类系统，包括历史上的“自然种类”
" 在达尔文提出进化论之前，生物学面临着一个类似的问题
例如，由于缺乏对生物在进化过程中历史联系的理解，17世纪的学者争论蝙蝠是否是鸟类
然而，随着达尔文的工作在19世纪的到来，生物学家基于进化的理由将它们分开分类，因为它们缺少一个有翅膀的共同祖先
因为“矿物演化”的普遍理论并不存在，所以为地球科学创建这样一个分类系统是具有挑战性的
哈森、莫里森和克莱兰提出的解决方案是他们称之为“自举”的方法，该方法基于固体材料的历史启示性、信息丰富的化学、物理和生物属性
这个策略允许科学家建立一个矿物种类的历史系统，同时对其潜在的理论原则保持不可知论
哈森说:“矿物是最耐用、信息最丰富的物体，我们可以通过研究它们来了解我们星球的起源和进化。”
“我们新的矿物分类进化方法补充了现有的协议，并提供了严格记录地球历史的机会
" 莫里森对此表示赞同，并补充道:“重新思考我们对矿物进行分类的方式提供了一个机会，通过矿物学的视角来解决关于我们的星球和太阳系的重大而突出的科学谜团
在它们的不完美和与理想的偏差中，矿物捕捉到了它们在很久以前发生的故事——它们提供了一个时间机器，可以追溯并理解几百万年或几十亿年前我们的星球和太阳系中的其他星球上发生的事情
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