Доброе время суток, уважаемые читатели! Недавно у меня возник вопрос, связанный с актуальностью геологии с точки зрения современных инструментов исследования. Да, в геологии присутствуют огромные базы данных по самым разнообразным вопросам и темам. И с каждым годом идет тенденция к увеличению материала и его систематизации. Однако помимо этого, сама наука с каждым годом выходит на междисциплинарный уровень. По мере увеличения объема и сложности данных, также возникает необходимость использования прочной основы, обеспечиваемой методами информатики, и сочетания их с потребностями конкретной предметной области для осуществления научных открытий, основанных на данных. Как же предстоит данный вопрос в таком разделе, как минералогия?
В этом году Международная группа минералогов пришла к выводу о необходимости создания такой научной дисциплины, как минеральная информатика.
Данная тенденция началась со статьи [Anirudh Prabhu et al., 2023], опубликованной в журнале American Mineralogist. Авторы указали в своей статье, что минералы – это системы, благодаря которым можно рассмотреть эволюцию планетарных тел, а также улучшить понимание планетных тел в Солнечной системе. Так как анализ данных минералов носит разовый нежели систематический характер. В своей статье ученые показали необходимость, возможности данной отрасли.
Сразу оговорюсь, что под информатикой подразумевают изучение структуры, алгоритмов, поведения и взаимодействий естественных и искусственных систем, которые хранят, обрабатывают и передают информацию.
Минеральная информатика рассматривает восемь базовых исследовательских вопросов:
1. Могут ли сложные химические и физические свойства минерала образцы раскрывают свои парагенетические формы и функционируют как прокси для биосигналов?
Если упростить данное высказывание, то использование информации из минералов для восстановления условий жизни в соответствующее время. Это поможет разграничить минералы, которые образовались при влиянии живых организмов (прямо или косвенно), от тех, которые образовались в абиотических условиях.
2. Влияет ли присутствие жизни на минералогическое разнообразие планеты и статистическое распределение минеральных видов?
Данный вопрос поможет нам при ответе на вопрос о наличии жизни на других планетарных телах
3. Можем ли мы предсказать наличие минералов на других планетах, учитывая ограниченные данные о них?
4. Совместное присутствие минералов и жизни: способствуют ли минералы метаболическому ландшафту или формируют его?
Влияют ли минералы на процессы живых организмов, которые осуществляют обмен с средой, в которой присутствуют данные минералы.
5. Какую роль сыграли минералы в возникновении жизни?
6. Могут ли минеральные сети служить биосигнатурой планетарного масштаба?
Иначе говоря, можно ли при наличии определенных минеральных видов с доступной о них информацией утверждать о присутствии сейчас или в прошлом того или иного типа живых организмов на конкретной планете?
7. Могут ли минеральные сети служить показателем степени планетарной эволюции?
Если считать эволюцию увеличением структурной сложности исследуемой системы, могут ли минеральные сети служить показателем таких процессов для систем планетарного масштаба?
8. Сыграли ли появление и эволюция жизни какую-то роль в увеличении средней структурной сложности минералов на Земле в течение длительного времени?
Данный вопрос интересен, даже рассматривая этот вопрос в сравнении Земли и нашего спутника – Луны. В отличие от Земли у Луны средняя структурная сложность минералов. Влияет ли на это биота или это результат какого-то другого фактора?
Такие вопросы крайне специфичны и не являются основными задачами как минералогии, так и геолого-минералогических наук. Поэтому для их решения необходимы специфические методы, для которых необходимы большие массивы данных и самообучающие системы.
При этом крайне важно рассматривать данные вопросы с точки зрения уже имеющихся методик минералогии. Это поможет исключить ошибки при проведении исследований.
Минералогия сталкивается с новыми возможностями и вызовами в связи с возросшим интересом к методам, основанными на данных, и их применением. Минеральная информатика фокусируется на расшифровке закономерностей и тенденций, скрытых в минералогических, геохимических и связанных с ними данных, и использование этих закономерностей для ответа на научные вопросы, что позволяет делать новые важные открытия.
Подводя итог, можно сказать, что видение минералогических исследований на следующее десятилетие основано на систематическом и скоординированном изучении данных о минералах и методов data science, используемых для получения научных данных. Поэтому в будущем геологи, которые будут активно продвигать данную отрасль, станут своего рода программистами, которые благодаря коду смогут рассказать о минеральных составах самых древнейших образований нашей планеты Земля.
Спасибо за прочтение данной статьи! Прикреплю ссылку на статью, если вам захочется поподробнее познакомиться с данным вопросом.
Prabhu A., Morrison S., Fox P., Ma X., Wong M., Williams J., McGuinness K., Krivovichev S., Lehnert K., Ralph J., Lafuente B., Downs R., Walter M., and Hazen R. What is mineral informatics? //American Mineralogist. – 2023. – v. 108. – №. 7. – pp. 1242-1257.
