Un diamant dure pour toujours, mais cela ne signifie pas que tous les diamants ont une histoire commune.

Certains diamants se sont formés il y a des milliards d'années dans l'espace alors que les atmosphères riches en carbone des étoiles mourantes se dilataient et se refroidissaient. Dans la vie de notre propre planète, des températures et des pressions élevées dans le manteau ont produit les diamants qui nous sont familiers en tant que pierres précieuses. 5, il y a 000 ans, une grosse météorite qui a heurté un sédiment riche en carbone sur Terre a produit un diamant d'impact.

Chacun de ces diamants diffère des autres tant par sa composition que par sa genèse, mais tous sont classés comme « diamant » par le guide des minéraux faisant autorité – la Commission de l'Association minéralogique internationale sur les nouveaux minéraux, Nomenclature et classification.

Pour de nombreux physiciens, cette incohérence ne pose aucun problème. Mais le système IMA laisse des questions sans réponse pour les planétologues, géobiologistes, paléontologues et autres qui s'efforcent de comprendre le contexte historique des minéraux.

Donc, Robert Hazen et Shaunna Morrison de Carnegie se sont associés à la professeure de philosophie des sciences CU Boulder, Carol Cleland, pour proposer aux scientifiques de remédier à cette lacune avec un nouveau « système évolutif » de classification des minéraux, qui inclut des données historiques et reflète les changements dans la diversité et la distribution des minéraux. à travers plus de 4 milliards d'années d'histoire de la Terre.

Leurs travaux sont publiés par le Actes de l'Académie nationale des sciences .

"Nous nous sommes réunis dans des domaines très différents de la philosophie et des sciences planétaires pour voir s'il existait une manière rigoureuse d'introduire la dimension du temps dans les discussions sur les matériaux solides qui composent la Terre, ", a déclaré Hazen.

Le système de classification IMA pour les minéraux date du XIXe siècle, lorsque le géologue James Dwight Dana a décrit un moyen de catégoriser les minéraux sur la base de combinaisons uniques de compositions idéalisées d'éléments majeurs et de structure cristalline géométriquement idéalisée.

"Par exemple, l'IMA définit le quartz comme du dioxyde de silicium pur, mais l'existence de cette version idéalisée est complètement fictive, " a déclaré Morrison. "Chaque spécimen de quartz contient des imperfections - des traces de son processus de formation qui le rendent unique."

Cette approche du système de catégorisation signifie que les minéraux ayant des origines historiques distinctement différentes sont regroupés - comme dans l'exemple des diamants - tandis que d'autres minéraux qui partagent une histoire causale commune sont séparés.

"Le système IMA est typique, " a déclaré l'auteur principal Cleland, expliquant que la plupart des systèmes de classification en sciences naturelles, comme le tableau périodique des éléments, sont indépendants du temps, catégoriser les choses matérielles « uniquement sur la base de similitudes et de différences manifestes, indépendamment de la façon dont ils ont été produits ou des modifications qu'ils ont subies."

Pour de nombreux chercheurs, un système indépendant du temps est tout à fait approprié. Mais cette approche ne fonctionne pas bien pour les géosciences planétaires et autres géosciences à orientation historique, où l'accent est mis sur la compréhension de la formation et du développement des corps planétaires.

Les différences dans l'histoire de formation d'un diamant ou d'un cristal de quartz sont essentielles, Cleland a dit, parce que les conditions dans lesquelles un échantillon a été formé et les modifications qu'il a subies "sont bien plus informatives que le simple fait qu'un cristal soit qualifié de diamant ou de quartz".

Elle, Hazen, et Morrison soutiennent que ce dont les scientifiques planétaires ont besoin, c'est d'un nouveau système de catégorisation des minéraux qui inclut les « espèces naturelles » historiques.

La biologie était confrontée à un problème analogue avant que Darwin ne propose sa théorie de l'évolution. Par exemple, ne pas comprendre comment les organismes sont historiquement liés à travers des processus évolutifs, Les érudits du XVIIe siècle se sont demandé si les chauves-souris étaient des oiseaux. Avec l'avènement des travaux de Darwin au XIXe siècle, cependant, les biologistes les ont classés séparément sur des bases évolutives, car il leur manque un ancêtre commun avec des ailes.

Parce qu'il n'existe pas de théorie universelle de "l'évolution minérale", créer un tel système de classification pour les géosciences est un défi. Hazen, Morrison, et la solution proposée par Cleland est ce qu'ils appellent une approche « d'amorçage » basée sur des données historiquement révélatrices, produit chimique riche en informations, physique, et les attributs biologiques des matériaux solides. Cette stratégie permet aux scientifiques de construire un système historique d'espèces minérales tout en restant agnostiques quant à ses principes théoriques sous-jacents.

"Les minéraux sont les plus durables, des objets riches en informations que nous pouvons étudier pour comprendre l'origine et l'évolution de notre planète, " a déclaré Hazen. " Notre nouvelle approche évolutive de la classification des minéraux complète les protocoles existants et offre la possibilité de documenter rigoureusement l'histoire de la Terre. "

Morrison est d'accord, ajoutant :« Repenser la façon dont nous classons les minéraux offre l'opportunité d'aborder les grandes, mystères scientifiques exceptionnels sur notre planète et notre système solaire, à travers une lentille minéralogique. Dans leurs imperfections et leurs écarts par rapport à l'idéal, les minéraux capturent l'histoire de ce qui leur est arrivé à travers les temps lointains - ils fournissent une machine à remonter le temps pour revenir en arrière et comprendre ce qui se passait sur notre planète et sur d'autres planètes de notre système solaire il y a des millions ou des milliards d'années."