Международная группа исследователей в области минералогии, включающая выдающихся специалистов Кольского научного центра РАН, сделала значительный прорыв в своей области и предложила создать новую научную дисциплину — минеральную информатику.
Это предложение нашло отражение в публикации в журнале American Mineralogist Американского минералогического общества (Mineralogical Society of America) в прошлом году: в статье фактически говорилось о формировании с нуля нового направления в геолого-минералогической науке. Среди авторов статьи были ведущие минералоги мира, в том числе генеральный директор Кольского научного центра РАН, академик Сергей Кривовичев.
Суть минеральной информатики заключается в том, что минералы, являясь продуктами геологических процессов, содержат в себе обширную информацию о множестве факторов — от физических и химических условий до биологических процессов, присущих их формированию.
Эти данные, заложенные в структуре минералов, могут быть извлечены и интерпретированы через анализ основных, второстепенных и микроэлементов, включений, текстуры, размеров и формы зерен, соотношения стабильных изотопов.
Минеральная информатика открывает новые горизонты в изучении минералов, позволяя использовать накопленные данные для целей, выходящих за рамки традиционной минералогии. Это направление становится все более актуальным с учетом непрерывно растущего объема информации, который может быть получен из каждого образца.
Публикацию этой статьи учеными можно рассматривать как манифест новой эры в изучении минералов, где слияние классической науки и информатики открывает новые возможности для понимания истории и эволюции нашей планеты.
Что это и с чем это едят?
По мнению учёных из Мурманска и их коллег, новая наука должна заняться поиском ответа на восемь вопросов, каждый из которых неотделим от остальных.
- Можно ли, изучая физико-химические качества минералов, определить их пара-генетические особенности и использовать их как индикаторы для биосигнатур? Проще говоря, возможно ли применение данных, «снятых» с минералов при помощи различных методов анализа и исследований, для реконструирования условий жизни в определенные исторические периоды, а также для различения минералов, сформированных под влиянием органики, от тех, что возникли в абиотических условиях.
- Оказывает ли существование жизни качественное влияние на минеральное разнообразие на планете и на статистическое распределение минеральных видов? Ответ на этот вопрос мог бы существенно продвинуть исследования внеземных цивилизаций и стать качественным скачком в попытках обнаружить жизнь на других небесных телах.
- Возможно ли использовать минеральные сети как глобальные биосигнатуры планеты? Иначе говоря, могут ли определенные виды минералов и сопутствующая информация о них служить свидетельством наличия — как в настоящем, так и в прошлом — различных типов живых существ на определенной планете?
- Взаимодействие минералов и жизни: могут ли минералы служить катализаторами или формирующими факторами для метаболического ландшафта? Иными словами, как наличие определенных минералов влияет на основные метаболические процессы в живых организмах, развивающихся в среде, содержащей эти минералы, и испытывают ли такие организмы в принципе влияние минералов?
- Есть ли возможность высказать предположение о наличии или отсутствии тех или иных минералов на других планетах, исходя из ограниченного объема имеющихся в распоряжении учёных данных?
- Какова была роль минералов в процессе возникновения жизни на Земле? Этот вопрос касается фундаментального понимания процессов, которые могли способствовать возникновению жизни, с точки зрения минералогической перспективы и их влияния на создание оптимальных условий для этого шага.
- Способны ли сети минералов служить индикаторами, позволяющими отслеживать эволюционные процессы планетарного масштаба? Этот вопрос предполагает, что эволюция планеты представляет собой контрэнтропийный процесс, увеличивающий структурную сложность системы, являющейся объектом исследования и изучения исследуемой системы. Таким образом, могут ли минеральные сети считаться показателем, позволяющим оценивать уровень эволюционного развития планеты?
- Оказал ли эволюционный процесс влияние на увеличение средней сложности структуры минералов на нашей планете с течением времени? Этот вопрос привлекает внимание к гипотезе о том, что наличие жизни может быть ключевым фактором, определяющим минералогическую сложность, которую мы можем наблюдать на нашей планете сегодня?
Поставленные исследовательские задачи заметно выходят за рамки традиционных направлений в минералогии и даже в расширенном контексте геолого-минералогических наук в целом, они требуют применения инновационных подходов, использующих в качестве метода анализ больших данных и применяющих системы, способные самообучаться. Объемы собираемой информации настолько велики, что обработка без современных технологий становится практически невозможной.
Одновременно с этим необходимо проводить кросс-верификацию информационно-аналитических методов с применением традиционных инструментов минералогии. Такой подход уже показал высокую степень эффективности в ходе проведенных в последние десятилетия минералогических исследований.
Минералы, являющиеся относительно стабильными носителями информации о прошлом, представляют собой бесценный источник данных, который может быть использован для ответов на множество важных вопросов, включая те, которые еще только предстоит сформулировать.
Исследователи высказывают уверенность в том, что в следующем десятилетии ведущие научно-исследовательские институты и ассоциации исследователей разных стран мира в области минералогии сосредоточат усилия на систематическом и скоординированном исследовании имеющихся данных о минералах и методах их обработки, нужных для выработки научно значимых выводов.
Это позволяет высказать предположение, что новая научная дисциплина может заложить базис для сотен и сотен междисциплинарных проектов, где минералогия сыграет ключевую роль.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на мой YouTube канал!
Ставьте ПАЛЕЦ ВВЕРХ и ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на Дзен канал.
Читайте также:
