Задание 2 — Студопедия

Поделись с друзьями: 

В таблице представлены данные о запасах и добыче двух полезных ископаемых в трёх странах, также известны отдельные статистические данные о запасах, добыче и доле в мире по этим показателям. Определите минеральные ресурсы I и II; определите показатели ресурсобеспеченности, заполнив таблицу; запишите названия стран (А, Б, В) в порядке увеличения показателя ресурсообеспеченности для каждого полезного ископаемого. Какая общая экологическая проблема актуальна для этих трёх стран?

Показатели	Разведанные запасы в 2009 г.	Добыча в 2009 году	Доля в мировых запасах (%) в 2009 году	Доля в мировой добыче (%) в 2009 году	Ресурсо- обеспеченность (лет)
Ресурс	I (млрд.т)	II (трлн.м3)	I (млн. т)	II (млрд.м3)	I	II	I	II	I	II
Страна А				75,9		4,1		2,3
Страна Б	18,5	29,5		111,9	10,9		5,3	3,8
Страна В					6,3	23,4	12,9	19,6

Задание № 3

Ни одно полезное ископаемое не будоражило так сильно умы людей, как это.

Весть об открытии месторождений распространялась с молниеносной быстротой. Десятки тысяч людей бросали свою обычную жизнь и стекались к местам его добычи. Без всякого снаряжения, с одной киркой и лопатой эти люди днями и ночами трудились на разработке месторождений.Лишь

немногие из них разбогатели по-настоящему, остальные были полностью разорены, но на их место приходили все новые и новые, которых манила перспектива быстрого обогащения.

Как называется это полезное ископаемое? Как называется явление его массовой добычи? В каком веке это явление было особенно распространено? Какие особенности позволяли вести легкую добычу этого полезного ископаемого?

Заполните недостающие ячейки в таблице, характеризующие этапы и регионы добычи этого полезного ископаемого.

регион добычи	государство	период добычи	город — центр	ведущие современные отрасли хозяйства региона
		XVIII век	Ору-Прету	добыча железных марганцевых, урановых руд, плантационное хозяйство
	США	середина XIX века
Виктория
Трансвааль (Витватерсранд)		конец XIX века
			Доусон	горнодобывающая промышленность

Как добыча этого полезного ископаемого повлияла на данные регионы? Какое государство лидирует на сегодняшний момент по добыче этого полезного ископаемого?

---

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  

---



Полезные ископаемые | Официальный туристический сайт Пермского края

Полный список полезных ископаемых Пермского Края насчитывает более 500 наименований.

В их числе гипсы, мрамор, доломиты, ангидрит, известь, мергель, пески, керамзитовые глины, минеральные краски, стронциевые, хромовые руды и многие другие. Однако среди них есть те, которые имеют первостепенное значение для Пермского Края.

Рассолоподъемная скважина

Добыча нефти

В первую очередь, это нефть и соли.

Нефть в Пермском Крае открыта сравнительно недавно, с того дня не прошло ещё и ста лет. В конце 1928 года под руководством профессора П. И.Преображенского было начато бурение скважины на окраине села Верхнечусовские Городки недалеко от города Чусовой. А 16 апреля 1929 года из скважины появилась первая нефть.

Позднее нефть была обнаружена вблизи Добрянки, Полазны, Краснокамска, а также на территориях от Соликамска до Красновишерска. Однако самые мощные залежи нефти находятся в районе Чернушки, Куеды, Осы. Месторождения Таныпское, Батырбайское разрабатываются до сих пор. Нефть в этих местах густая, тёмно-коричневого цвета, образовалась в девонский период, залегает очень глубоко и по этой причине дорогая, но зато эта нефть очень хорошего качества, продукты её переработки особенно требуются в авиапромышленности.

Кроме того, в Пермском Крае разведано около 200 месторождений углеводородного сырья, а это не только нефть, но и попутный газ.

А вот история соледобычи уходит корнями в далёкое прошлое, и никто уже не помнит ни точной даты начала промысла, ни имя человека, который догадался выварить соль из рассола. Известно только, что в начале 15 века появились в Пермском крае купцы Калинниковы, которые и начали разрабатывать подземные рассолы. Так в 1530 году появилось поселение Соль Камская (на реке Усолка, недалеко от впадения в Каму), которое позднее и уже навсегда стало называться Соликамском. После добыча соли велась Строгановыми, которые с 16 века увеличили число солеварен, и пермская соль, или пермянка, вытеснила с соляного рынка основных своих конкурентов: соли Вычегды и Балашихи.

Помимо поваренной соли в Пермском Крае добывают и калийные соли в Верхнекамском месторождении, которое раскинулось от озера Нюхти в Красновишерском районе до бассейна реки Яйвы на юге (города Березники и Соликамск находятся «на месторождении»). Производятся калийные удобрения, пищевая и техническая соль, сырье для титаномагниевого комбината.

Алмаз

Следы обитателей древнего пермского моря

Не менее важным для Пермского края является и единственное в России месторождение хромитовых руд близ населённого пункта Сараны. Также много в крае минеральных красок. Перспективным в этом отношении является Сервинское месторождение.

Уголь и железные руды добываются в Пермском Крае более 200 лет. Ещё при Петре-1 в горах и предгорьях Урала добывалось более миллиона пудов железа, которое шло на выплавку пушек, ружей, пушечных ядер и других стратегически важных товаров.

А вот чего в Пермском Крае более чем достаточно, так это торфа! Одно только Краснокамское месторождение в Шабуничах могло бы обеспечить топливом все 234 крупнейших предприятия Пермского Края в течение 70 лет.

Не менее крупное скопление торфа расположено к югу от города Красновишерска. Кроме того, торф есть в Кочево, Гайнах, Ныробе, в Частинском районе и других местах. Причём эти запасы почти не разработаны, представляют собой стратегический запас топливной промышленности.

Срез ископаемого торфа

Волконскоит

Но есть в Пермском Крае такие полезные ископаемые, которые придают краю необычный, самобытный облик.

Например, алмазы. Добыча алмазов в Пермском Крае не превышает 0,1 — 0,2% от общероссийской, однако стоимость пермских алмазов составляет 20% всей алмазной продукции России. Это объясняется их высоким качеством: 80% алмазов идут на  производство ювелирных украшений, кроме того, алмазы Пермского Края не имеют оттенка, они прозрачны, кристально чисты, имеют закруглённые грани. В 2004 году обнаружен алмаз в 35 карат, размером 20 на 17 мм. Самый первый алмаз в  Пермском крае был найден девятилетним крестьянским мальчиком, Павлом Поповым, который в награду за свою находку получил вольную.

С тех пор прошло много лет, сейчас в Пермском Крае добывают алмазы промышленным способом в Красновишерском, Горнозаводском районе (Кусье-Александровск), также славятся алмазными россыпями Чердынь, Краснокамск, Александровск. Кроме алмазов в Пермском Крае добывают и золото.

Другой, не менее интересный минерал Пермского Края, волконскоит. Его месторождения (в промышленных масштабах) не встречаются ни где более в России, а в мире — волконскоит можно обнаружить только в ЮАР. Волконскоит не зря так ценится в мире. Из этого минерала получают удивительную краску свежего, сочного зелёного цвета. В 1927 году Высший Художественный Институт выпустил краску на основе волконскоита «Зелёная земля», причём такая высококачественная краска не выгорала на солнце, не желтела, не растворялась органическими растворителями, не портилась даже под действием кислот и щелочей, способна сохранять свой цвет столетиями. Известно, что сам Пабло Пикассо очень любил эту краску и даже обращался к геологам СССР с просьбой восстановить промышленную добычу волконскоита.

Кроме этого, волконскоит, этот глинистый минерал, можно использовать для смягчения воды, для очистки и рафинирования масел, при изготовлении эмалей, глазурей, в керамическом и гончарном производстве.

Драга для добычи алмазов

Залежи волконскоита в горной породе

Открыт волконскоит был в 1830 году, в Частинском районе, недалеко от деревни Ефимята. Однако кто открыл волконскоит и в честь кого он назван, до сих пор остаётся неясным. Существует несколько версий, по одной из них минерал назван в честь жены декабриста Сергея Волконского — Марии Николаевны Волконской, дважды проезжавшей через Пермскую Губернию.

Пермский Край имеет такое большое разнообразие полезных ископаемых благодаря сочетанию различных форм рельефа: равнинной западной части, расположенной на восточной окраине Русской платформы, и Уральской горной системы. Кроме этого, большое количество осадочных полезных ископаемых Пермского края (в том числе и солей) связано с наличием в этих местах около 300 млн лет назад древнего Пермского моря, которое вследствие горообразовательных процессов было отделено от основного водоёма, и впоследствии высохло. Вода испарилась, а растворённые в ней минеральные вещества остались и дали начало многим отраслям промышленности Пермского Края.

Выступление президента Байдена на виртуальном мероприятии по обеспечению безопасности критически важных полезных ископаемых для будущего Сделано в Америке

South Court Auditorium

15:50 EST

     ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Том. Том Конвей, ты собираешься передать мне привет?

     МР. КОНВЭЙ: Господин Президент, как поживаете?

     ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Я так давно вас не видел.

     МР. КОНВЭЙ: О, это было давно. Ты в порядке?

     ПРЕДСЕДАТЕЛЬ:  Да, вы – одна из единственных причин, по которой я сижу в этом кресле. Спасибо. (Смех.)

     Всем привет. Как вы? Гэвин, как дела, чувак?

     ГУБЕРНАТОР НЬЮСОМ:  (неразборчиво) Президент.

     ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Рад вас видеть.

     ГУБЕРНАТОР НЬЮСОМ:  Я в порядке. Я в порядке. У меня было больше / меньше, что вы собирались сделать это сегодня. Я впечатлен.

     ПРЕЗИДЕНТ:  (Смеется.)

     ГУБЕРНАТОР НЬЮСОМ:  Я впечатлен. Спасибо, что не отменили нас.

     ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: О, вы издеваетесь? У нас, знаете ли, мало что происходит, кроме России и Украины, и вообще.

     Начнем? Кажется, я начинаю, да? Кажется, я уже начал. (Смех.)

     Добрый день. Я хочу поблагодарить всех, кто присоединился к нам сегодня виртуально, в том числе выдающегося губернатора Калифорнии Гэвина Ньюсома, которому я помог с отзывом, и он выиграл, несмотря на меня — (смех) — снова. Но — вместе с лидерами промышленности, профсоюзов и местных сообществ, о каждом из которых мы вскоре услышим. И здесь, в Белом доме, с Дженнифер Гранхольм, нашим бывшим губернатором и министром энергетики; Джина Маккарти, наш национальный советник по климату; и Кэтлин Хикс, заместитель министра обороны.

     И мы здесь, чтобы сделать объявление, которое на первый взгляд может показаться немного сложным, но на самом деле речь идет о чем-то довольно простом. Все дело в нашей общей вере в то, что для построения действительно сильной экономики нам нужно будущее, созданное в Америке.

     Почти ровно год назад я издал указ

, чтобы сделать укрепление наших внутренних цепочек поставок приоритетным направлением. Потому что я узнал, что если я собирался выполнить свое обещание сказать, что мы собираемся делать это в Америке и строить в Америке, и все это будет построено в Америке, нам нужна была цепочка поставок, которая было — это было надежно. И — и в том числе критически важные материалы, такие как литий, графит, редкоземельные материалы, которые крайне необходимы для многих американских продуктов, но в которых так много — мы так отчаянно нуждались.

     Эти минералы питают телефоны и компьютеры, бытовую технику, электромобили и аккумуляторы, солнечные панели, ветряные турбины и многое другое.

     Без этих минералов мы просто не можем развлекаться — они не могут функционировать. И мы ожидаем, что спрос на них вырастет на 400-600 процентов в течение следующих нескольких десятилетий.

     И до сих пор нам приходилось импортировать значительную их часть — почти 100-процентный импорт — из других стран, в частности из Китая, Австралии и Чили. И когда я подписал указ в прошлом году, я был полон решимости это изменить.

     И мы видели, что происходит, когда мы становимся зависимыми от других стран в отношении товаров первой необходимости, таких как компьютерные чипы — все это осознали, потому что компьютерные чипы так остро нужны. Почему стоимость автомобилей взлетела до небес и стала примерно на треть причиной роста инфляции? Это потому, что у них не было компьютерных чипов. Без этих чипов сегодня невозможно построить автомобиль. А также средства индивидуальной защиты и многое другое.

     А что касается экологически чистой энергии, то Китай потратил

лет, завоевывая рынок многих материалов, лежащих в основе технологий, на которые мы опираемся. Вот почему я обязал нас построить цепочку поставок экологически чистой энергии со штампом «Сделано в Америке».

     И «Сделано в Америке» означает использование продуктов, деталей и материалов, а также полезных ископаемых прямо здесь, которые находятся в Соединенных Штатах Америки, мы их получаем. Это означает ставку на американских рабочих. И для этого требуется федеральное правительство, которое не только на словах отказывается от покупки Америки, но и действительно действует.

     Моя экономическая стратегия — построение снизу вверх и от середины к краю — объясняет, почему в первый год моего пребывания на посту президента у нас был рекордный год роста рабочих мест за всю историю Америки: 6,6 миллиона рабочих мест. Более быстрый экономический рост почти — самый быстрый почти за четыре десятилетия. И именно поэтому в прошлом году Америка добавила 375 [тысяч] рабочих мест в обрабатывающей промышленности — самый высокий рост почти за 30 лет.

     И вот почему в последние недели мы видели важные объявления от таких компаний, как Intel, General Motors, Union Pacific Railroad и других, о строительстве новых объектов здесь, в Америке, инвестировании в американских рабочих, покупке американских товаров и выплате преобладающей заработной платы, Том — сложившаяся заработная плата, союзная заработная плата. Они создали десятки тысяч хорошо оплачиваемых рабочих мест в Огайо, Мичигане, Пенсильвании, Теннесси — по всей стране.

     И сегодня мы объявляем о новых усилиях, которые, на мой взгляд, помогут нам сохранить этот барабанный бой для хорошо оплачиваемых рабочих мест, укрепить нашу национальную и экономическую безопасность и гарантировать, что мы можем продолжать строить будущее, созданное в Америке таким образом, который соответствует нашим ценностям.

     Итак, мы объявляем о крупных инвестициях в отечественное производство ключевых минералов и материалов.

     Сегодня, как я уже говорил, Китай — Китай контролирует большую часть мирового рынка этих полезных ископаемых. И тот факт, что мы не сможем построить будущее, сделанное в Америке, если мы сами будем зависеть от Китая в отношении материалов, из которых будут производиться продукты сегодняшнего и завтрашнего дня. И это не анти-Китай или что-то еще; это проамериканское.

     Вот почему я принимаю меры. Через министерство обороны — а у меня есть заместитель министра — ну вот, — подумал я справа; Губернатор говорит мне — заместитель госсекретаря здесь — мы инвестируем 35 миллионов долларов в MP Materials, в настоящее время единственное предприятие по добыче и переработке редкоземельных турбины и многое другое.

     Мы знаем, что, когда федеральное правительство вкладывает средства в инновации, оно дает возможность частному сектору делать то, что у него получается лучше всего. И это то, что мы видим.

     MP Materials объявляет об инвестициях

в размере 700 миллионов долларов США в цепочку поставок магнитов, что позволит создать 350 хорошо оплачиваемых рабочих мест.

     Berkshire Hathaway Energy Renewables этой весной закладывает основу для нового предприятия в вашем штате — я знаю, что Гэвин знает об этом больше, чем я, но он — в — в Калифорнии, чтобы протестировать новый процесс извлечения лития, который используется для аккумуляторы для телефонов и автомобилей из подземных источников в Калифорнийской долине Империал экологически безопасным способом.

     На прошлой неделе Redwood Materials объявила о партнерстве

с Ford и Volvo по переработке литий-ионных аккумуляторов, чтобы вы могли производить больше таких аккумуляторов, извлекая минералы и перерабатывая их, чтобы их можно было использовать для питания. электромобилей, что снижает потребность в новой добыче полезных ископаемых.

     И это только начало, на мой взгляд. Эти новые инвестиции принесут больше, чем просто создание хорошо оплачиваемых рабочих мест. Они также собираются сделать Америку лидером мира в построении экономики чистой энергии и будущего чистой энергии.

     По мере того, как мы строим экономику, мы собираемся строить ее вокруг труда — строить ее вокруг работающих американцев. Это означает, что рабочие должны быть за столом, чтобы племена и люди из сообщества были за столом с первого дня, и что защита окружающей среды имеет первостепенное значение.

Мы должны гарантировать, что эти ресурсы действительно приносят пользу людям в сообществах, где они живут, а не только акционерам. И это создаст хорошо оплачиваемые профсоюзные рабочие места, и это обеспечит большую устойчивость.

Знаешь, значит… чтобы мы могли избежать исторической несправедливости, которую оставило слишком много горнодобывающих предприятий в американских городах. Я родом из Скрэнтона, штат Пенсильвания. Раньше это была шахта по добыче антрацита. А майнинг есть майнинг, но есть всякие виды. И именно поэтому мы работаем над модернизацией американских законов и положений о горнодобывающей промышленности, некоторым из которых уже 150 лет.

Вот почему я попросил министра энергетики, губернатора Гранхольма — сенатора [так в оригинале] Гранхольма — сенатора — секретаря Гранхольма — но вы мой губернатор, бывший губернатор — посетить Имперскую долину в Калифорнии и послушать непосредственно местных жителей как это повлияет на них.

Я знаю, что все рады открывающимся возможностям. Итак, на этом я — мы собираемся услышать Джима Литинского, генерального директора MP Materials. И, Джим, давайте начнем с вопроса: что 35 миллионов долларов инвестиций министерства обороны позволят вам сделать в вашем процессе?

МР. ЛИТИНСКИЙ: Что ж, спасибо, господин Президент. Для меня честь быть здесь сегодня. Эта инвестиция Министерства обороны соответствует вашему призыву к действию, сделанному год назад, по восстановлению цепочек поставок Америки. Таким образом, ваши инвестиции дополнят более 700 миллионов долларов, которые MP инвестирует к 2024 году для создания американской цепочки поставок редкоземельных металлов. Как вы сказали, эти магниты необходимы для нашей экономики и перехода к чистой энергии.

Итак, моя команда стремится довести эту цепочку поставок до нуля, и мы делаем это с помощью операции, которая является эталоном инноваций и экологической устойчивости.

Вы знаете, мы гордимся тем, что работаем в штате Калифорния в соответствии с очень высокими стандартами, которыми должны гордиться все американцы. Вы знаете, мы основали эту компанию пять лет назад. В то время Mountain Pass находился на попечении и обслуживании всего с восемью сотрудниками. Многие на самом деле сомневались, что его когда-нибудь можно будет восстановить, но мы взялись за работу и построили прекрасную компанию, готовую стать чемпионом Америки.

Итак, я надеюсь, что наша история является символом того, что возможно.

Одна вещь, которую я усвоил, г-н Президент, заключается в том, что дух американского производства не имеет себе равных, когда мы все работаем вместе. Но правда в том, что цепочки поставок стоимостью в несколько миллиардов долларов не перемещаются в одночасье. Это потребует капитала. Это потребует настойчивости. Это потребует сильной координации между восходящим и нисходящим потоком. И самое главное, это потребует настоящей приверженности со стороны руководства по всем направлениям.

И, сэр, созыв этой группы сегодня посылает мощный сигнал, который имеет катализирующий эффект. Поэтому я хочу поблагодарить вас и вашу команду. Спасибо ДД. Спасибо губернатору Ньюсому и всем собравшимся здесь сегодня.

Я также хочу отметить 400 американских героев из MP, которые каждый день приходят на работу с непоколебимой приверженностью выполнению этой миссии.

Спасибо.

ПРЕЗИДЕНТ: Джим, сделайте мне одолжение для слушателей: расскажите мне немного о процессе, который вы предпринимаете, чтобы позволить нам конкурировать, например, с Китаем и другими странами в плане предоставления доступа к этому редкому материалу. . Редкое — я имею в виду, вы знаете — то, что мы ищем.

МР. ЛИТИНСКИЙ: Да. Что ж, сэр, хорошая новость в том, что в настоящее время мы являемся вторым по величине производителем в мире. И у нас есть — и это может быть немного подробно для тех, кто не знаком с добычей полезных ископаемых, — но у нас есть процесс сухого хвостохранилища, и 95 процентов используемой нами воды перерабатывается.

Это означает, что мы не только конкурируем в глобальном масштабе, но и делаем это таким образом, что, как я уже говорил, все американцы могут гордиться. Мы — вы знаете, я могу с уверенностью сказать, что мы — самое экологически чистое производство редкоземельных элементов в мире.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ:  Ну, мне сказала наша — мой гуру по охране окружающей среды, что — она указала мне, что к 2025 году мы собираемся производить 500 000 электромобилей в год. Вы… вы сможете поставлять материалы для 500 000 электромобилей в год. Это правильно?

МР. ЛИТИНСКИЙ: Верно, сэр. Мы… мы объявили GM основным заказчиком строящегося нами завода по производству магнитных материалов. Итак, я думаю, что действительно важно здесь то, что мы инвестируем по всем направлениям, от начала до конца, именно так, как вы призывали, чтобы у нас был фактически каждый аспект этой цепочки поставок в Соединенных Штатах Америки.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Хорошо. Уступлю ли я вам сейчас или продолжаю?

АДМИНИСТРАТОР МАККАРТИ: Можете продолжать.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Можно продолжать? Хорошо.

Алисия, расскажите мне о себе — чем вы, ребята, занимаетесь.

МС. КНАПП: Да. Спасибо господин президент. Для меня большая честь быть здесь с вами сегодня, чтобы поговорить об интересной работе, которую мы проводим в округе Империал, штат Калифорния, и о пользе, которую она может принести местному сообществу.

Итак, в BHE Renewables мы работаем не только над обеспечением внутреннего источника лития, но мы работаем над обеспечением самого богатого источника лития в Соединенных Штатах, используя самые экологически безопасные технологии в мире и обеспечивая экономичность. и пособия по трудоустройству в одном из самых неблагополучных сообществ — округах страны.

Если это кажется амбициозным, так оно и есть. И нет никого лучше подходящего для такой амбициозной задачи, чем Berkshire Hathaway Energy.

Мы эксплуатируем геотермальные электростанции в Имперской долине в течение 40 лет, и в настоящее время мы эксплуатируем 10 геотермальных электростанций, доставляя перегретый рассол из глубины нескольких миль под поверхностью Земли и используя пар из этого рассола для производства чистой энергии для базовой нагрузки. А затем мы повторно закачиваем рассол в геотермальный резервуар.

Итак, это означает, что прямо сейчас мы выкачиваем на поверхность 50 000 галлонов в минуту насыщенного литием соляного раствора. И поскольку не существует проверенной коммерчески жизнеспособной технологии, мы закачиваем ее обратно в землю. Итак, хорошая новость заключается в том, что в настоящее время мы реализуем два проекта демонстрационных заводов, чтобы доказать, что мы можем извлекать этот литий, поскольку он у нас есть над землей, коммерчески жизнеспособным способом.

Итак, первый из этих демонстрационных заводов будет введен в эксплуатацию в апреле этого года. И на этом этапе мы будем извлекать литий из рассола. И этот проект поддерживается грантом в размере 6 миллионов долларов от Энергетической комиссии Калифорнии. Спасибо, губернатор Ньюсом.

Второй этап демонстрации поддерживается грантом в размере 14,9 миллионов долларов от Министерства энергетики. Итак, спасибо, господин президент.

И на этом этапе мы возьмем литий, который мы извлекли на первом этапе, и превратим его в соединения лития для аккумуляторных батарей.

Если оба этих демонстрационных проекта окажутся успешными, мы сможем приступить к строительству нашего первого промышленного завода в 2024 году, а к 2026 году начать промышленное извлечение лития из нашего геотермального рассола.

Выполняя эти демонстрационные проекты, мы взаимодействуем с Комиссией Литиевой долины, которая представляет собой группу вождей племен, представителей местных сообществ, профсоюзных лидеров и групп экологической справедливости. И мы взаимодействуем с ними с первого дня, чтобы убедиться, что производство лития в Имперской долине осуществляется таким образом, чтобы приносить пользу всем.

Мы также инвестируем в местное образование. Итак, недавно мы пожертвовали 130 000 долларов округу начальной школы Уэстморленд Юнион и выделили 25 000 долларов на стипендии для обучения STEM в местном колледже Имперской долины.

Мы также работаем с местными учебными заведениями над разработкой программ — учебных программ, учебных планов, стажировок и практических занятий на нашем объекте — чтобы помочь подготовить местных жителей к будущей карьере в сфере геотермальной энергии и/или лития.

Итак, мы определенно привержены обеспечению безопасного литиевого будущего и живем в соответствии с ценностями, которые вы изложили для нас, г-н президент. Так что еще раз спасибо за предоставленную возможность.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Ну, я думаю, это действительно важно. Вы знаете, я — мы должны извлечь уроки из последних нескольких сотен лет добычи полезных ископаемых в целом. И я — я действительно имею это в виду. И — и я понимаю — мне сказали — я смотрю свои записи здесь — мне сказали, что вы предоставляете стипендии местным студентам, проходящим курсы STEM. Это правильно?

МС. КНАПП: Да, это так.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: А стажировки вы тоже собираетесь развивать? Я имею в виду, это — я — поправьте меня, губернатор, если я ошибаюсь, но я думаю, что это пятый по величине уровень безработицы в Калифорнии и уровень бедности, который превышает 24 процента.

Итак, это должно быть хорошо не только для лития, но и для — я имею в виду жителей, если вы действительно собираетесь это сделать. Ты? Собираетесь ли вы придерживаться там в сообществе?

МС. КНАПП: Да, абсолютно. Как я уже сказал, мы живем в этом сообществе уже почти 40 лет. Мы работаем с местными образовательными учреждениями над разработкой учебных программ, которые будут готовить рабочих для литиевого бизнеса будущего.

Кроме того, стажировки, которые применяются, знаете ли, для инженеров. И — и тому подобное. А также возможность практического обучения на месте для жителей местного сообщества.

Итак, каковы бы ни были ваши интересы — будь то четырехлетний колледж, двухгодичный колледж или переход сразу к работе — мы позаботимся о том, чтобы у нас были возможности для вас на наших заводах в Имперской долине.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Ну, хорошо. Что ж, мы разработали двухпартийный законопроект об инфраструктуре, в котором на помощь в этом процессе было выделено всего 4 миллиарда долларов. Так что я надеюсь, что это — я — я хо- — придерживаюсь того, что вы — что вы говорите. Я ценю это.

Я имею в виду, что 4 миллиарда долларов предназначены для электрических батарей. Это — вы знаете, в котором вы большая часть.

Хорошо, спасибо. А —

МС. КНАПП: Да. Спасибо.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Теперь вы должны сообщить мне, когда я должен остановиться здесь.

Но, Сильвия, где Сильвия? Вот ты где, Сильвия. Как дела, Сильвия?

МС. ПАЗ: Делаю (неразборчиво).

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Вы исполнительный директор операции. Можете ли вы немного рассказать мне о том, что вы собираетесь делать?

МС. ПАЗ:  Да, я… ​​ну, спасибо, господин президент. И действительно, для меня большая честь быть здесь с вами вместе с губернатором моего штата и всеми лидерами отрасли.

А вы — я исполнительный директор Alianza Coachella Valley. Я также возглавляю Комиссию Литиевой долины. И, действительно, это — у нас есть прекрасная возможность действительно встретиться с сообществом там, где оно есть. Поэтому я благодарю вас за то, что вы признали, что регион Солтон-Си уже борется с одним из самых высоких уровней безработицы. Мы также были одним из регионов, которые почти не пострадали от пандемии COVID.

Итак, в течение последних 10 лет Alianza работала вместе с членами сообщества над решением вопросов, которые они считают наиболее важными в своей жизни — вопросов, которые часто мешают им получить реальные возможности для экономического прогресса. И эти проблемы связаны с инфраструктурой.

И когда мы говорим об инфраструктуре, мы также говорим о той же инфраструктуре, которая поставила наше преимущественно сельскохозяйственное сообщество в невыгодное положение, когда дело дошло до возможности защитить себя от COVID.

Мы говорим о районе, в котором находится самый большой водоем Солтон-Си, которому угрожает ухудшение состояния окружающей среды.

Итак, когда мы — наше сообщество слышим об ажиотаже вокруг лития, возникает осторожный оптимизм, потому что он соответствует этому контексту: сообщество, которое видело невыполненные обещания.

И может ли это изменить правила игры? Да, можно, если все сделать правильно. Что значит делать это правильно в контексте сообщества, которое я только что описал? Это означает, что нам придется удвоить инвестиции, выходящие за рамки стимулирования карьеры и образовательных путей.

Нам нужно убедиться, что есть инвестиции, чтобы подготовить это сообщество. Когда мы говорим о потенциале лития, нам нужно захватить как можно больше рабочих мест. Нам нужно иметь возможность охватить как можно больше элементов цепочки поставок.

Но если я посмотрю на свое сообщество и увижу, что когда дует сильный ветер, наши линии электропередач обрываются, это оставляет наши сообщества без электричества, нам предстоит долгий путь. И мы действительно рассчитываем на стимулы, которые исходят от федерального уровня, которые исходят от уровня штатов, чтобы иметь возможность делать это правильно для наших сообществ.

Мы хотим быть за столом переговоров и помочь вам понять, что для нас значит процветающая экономика.

Спасибо, господин президент.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Ну, спасибо. Мы собираемся — на федеральном уровне мы инвестируем миллиарды долларов, чтобы убедиться, что у вас есть устойчивость в ваших энергоснабжениях. Например, вы говорите об электроэнергетике и… о линиях электропередачи и тому подобном.

Итак, происходит много всего. Но одна из вещей, о которых я рад слышать, что вы продолжаете говорить, это то, что, знаете ли, когда нужно было сделать трудные вещи, прежде чем у нас были законы об охране окружающей среды, которые действительно имели значение, все эти ограждающие сообщества, все эти сообщества рядом с местами, где они делаются, страдали от всех недостатков и не получали особых преимуществ.

И я надеюсь и ожидаю, что эти сообщества, такие как фермерское сообщество, которое вы представляете, о котором вы говорите, получат возможность работать и зарабатывать на жизнь за счет того, что будут происходить здесь и защищены экологически.

     Итак, построение цепочки поставок аккумуляторов в регионе, где вы живете, как вы думаете, какое влияние это окажет на ваших жителей? Что — что тебя беспокоит? И каковы ваши ожидания и надежды?

     МС. ПАЗ: Да. Беспокоит то, что мы можем сделать это безвредным для окружающей среды способом, что это не приведет к дальнейшему ухудшению состояния окружающей среды в районе, который уже страдает от этого. Есть надежда, что мы действительно сможем изменить ситуацию, что наше сообщество сможет с самого начала быть гораздо более вовлеченным, определяя, куда следует направить потенциальные инвестиции; что они могут занять место за столом, когда мы говорим о соглашениях о рабочей силе сообщества и определяем, какой процент рабочей силы должен поступать из местного региона.

     А если вы спросите меня и моих коллег на земле — всех — правильно? — мы должны отдавать приоритет местному найму. Нам нужна хорошая работа, качественная работа, за которую платят. И мы снова хотим убедиться, что это сообщество трансформируется не только в развитие отрасли.

     У нас красивый ландшафт, но у нас также есть ландшафт, который требует дополнительной инфраструктуры — дорог, доступа к паркам, выхода на улицу.

     И я думаю, что у нас есть все необходимое для построения. Есть — ценности, которые вы упомянули, соответствуют ценностям, которые требует сообщество. Структура, о которой, как я знаю, расскажет губернатор Ньюсом, соответствует тому, о чем мы просим.

     Теперь самое сложное заключается в деталях его реализации и обеспечении того, чтобы все мы могли работать и вести эти жесткие обсуждения, будем ли мы запрашивать гонорары, лицензионные платежи, соглашения о предоставлении общественных благ и что мы действительно позволяем сообществу определять, какими должны быть эти преимущества.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Ну, спасибо.

Губернатор, я думаю, вы согласны с тем, что одна из замечательных особенностей страны заключается в том, что нам не нужно выбирать работу, а не окружающую среду или общественное здравоохранение. И приверженность самым высоким экологическим стандартам может даже стать одним из самых конкурентных преимуществ нашей страны, если мы будем разумны в этом. Мы говорили об этом — ты и я.

     ГУБЕРНАТОР НЬЮСОМ:  Ага.

     ПРЕЗИДЕНТ:  Какие шаги вы предпринимаете вместе с промышленниками, местными общинами и племенными народами, чтобы помочь нам надлежащим образом обеспечить внутренние источники критически важных полезных ископаемых?

     ГУБЕРНАТОР НЬЮСОМ:  Да, во-первых, я не могу убедить вас, господин президент, насколько важны ваши слова для общества. Вы слышали это от Сильвии, отраженной в ее комментариях.

Но посмотрите, в конце концов, там — есть опасения, что — вы знаете, с — тем, что мы называем «Саудовской Аравией лития» там, в Империал-Вэлли, эта исключительная экономическая возможность, которая сейчас представляет себя — что людей можно оставить позади.

И услышать, как вы подкрепляете этот фрейм, говоря, что речь идет не только о абстрактном росте, речь идет об инклюзивности, о примирении с прошлым, чтобы убедиться, что наши ценности занимают центральное место в нашей политике, направленной на ускорение в будущем. И поэтому важны именно эти слова.

Но я хочу, чтобы вы знали: мы систематизируем их и вместе с Сильвией и ее командой организуем пакет социальных пособий, ориентированный не только на экономические возможности, но и на то, чтобы стратегии роста и вовлечения включали местный персонал. , включать местные выгоды устойчивым образом.

     И это, с моей точки зрения, так захватывающе, потому что… знаете, есть старая африканская пословица, которая гласит: «Хочешь идти быстро, иди один. Но если вы хотите пойти далеко, идите вместе».

И я думаю, что возможность установить это, где мы можем углубиться в эти разговоры сегодня, где мы можем ускорить эти инвестиции, представляется снова. И вы даете нам огромное количество энергии в этом пространстве с этими новыми ресурсами и находчивым мышлением, где мы также можем решить двойную проблему, с которой вы начали, а именно национальную безопасность и признание и примирение мира, в котором мы живем. в, и каковы линии тенденций, которые определяют этот мир, и становятся более цепочками поставок — менее зависимыми, но более независимыми в предоставлении этих внутренних возможностей.

     И я очень горжусь, господин президент, Калифорния по-прежнему является самым доминирующим производственным штатом в Америке. Двадцать шесть процентов ваших рабочих мест — американские рабочие места появились в Калифорнии в декабре — двадцать шесть процентов.

     Мы очень гордимся восстановлением рабочих мест в Америке. Мы действительно гордимся подходом Калифорнии. Но речь идет о разработке политики, которая может ускорить этот рост, но, опять же, с этим мышлением в отношении устойчивости.

     Итак, еще раз спасибо за ваше руководство. И мы очень ждем. Мы думаем, что это большое. Мы не хотим преуменьшать это. Мы также не хотим преувеличивать. Мы все еще проводим большую комплексную проверку. Но если он так велик, как кажется, это меняет правила игры с точки зрения наших усилий по переходу к низкоуглеродному зеленому росту и радикальному изменению способов производства и потребления энергии.

И это поворотный момент в истории, которую вы делаете не только здесь сегодня, но и в работе, которую вы делали в прошлом году.

ПРЕЗИДЕНТ: Ну, спасибо, губернатор

Я — я согласен с вами. Это один из таких моментов. Это один из переломных моментов в истории. И я говорил об этом — ты и я, мы провели много времени вместе. Мы с вами оба говорили о том, что есть определенные — есть так много всего, что может измениться к лучшему, к фундаментальному — например, мысль о том, что все мы здесь говорим о сочетании экономических, технологических прорывов в сочетании с воздействовать на то, чтобы сделать это экологически безопасными способами, чтобы произвести изменения в природе сообществ. И я думаю, что это просто огромные возможности.

     И как кто-то указал мне сегодня, ваша экономика в Калифорнии больше, чем экономика России —

ГУБЕРНАТОР НЬЮСОМ: (Смеется.)

ПРЕЗИДЕНТ: Серьезно. Нет —

     ГУБЕРНАТОР НЬЮСОМ: Дважды. Он в два раза больше, господин президент.

     ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: Дважды. Да, знаю.

ГУБЕРНАТОР НЬЮСОМ: Пятая по величине экономика в мире, так что относитесь к нам хорошо. Спасибо. (Смех.)

     ПРЕДСЕДАТЕЛЬ:  Но кто же обращает внимание, верно? (Смех.)

Нет, кроме шуток, это было здорово. И это — это главным образом потому, что я думаю — я передам это Джине Маккарти, чтобы она помогла продолжить этот разговор — но я думаю, что это отчасти из-за следующего человека, которого она будет представлять, президента Объединенного союза сталелитейщиков. . Но это другой раздел. (Смех.)

     Но в любом случае, спасибо, губернатор. Ценю это, Гэвин.

     ГУБЕРНАТОР НЬЮСОМ:  Я ценю вас.

АДМИНИСТРАТОР МАККАРТИ: Всем спасибо, оставайтесь здесь. Мы собираемся спросить пресс-службу, не возражают ли они сейчас уйти. А потом мы снова начнем разговор, если вы не возражаете.

16:19 EST

Эволюция минералов — Scientific American

Когда-то в космосе не было минералов. В перегретом водовороте, последовавшем за Большим взрывом, не могло образоваться никаких твердых тел, а тем более выжить. Прошло полмиллиона лет, прежде чем первые атомы — водород, гелий и немного лития — вышли из котла творения. Прошли еще миллионы лет, пока гравитация уговорила эти первичные газы образовать первые туманности, а затем сжала туманности в первые горячие, плотные, раскаленные звезды.

Только тогда, когда некоторые гигантские звезды взорвались и стали первыми сверхновыми, были синтезированы и выброшены в космос все остальные химические элементы. Только тогда в расширяющихся, остывающих газовых оболочках звезд могли образоваться первые твердые куски минералов. Но даже тогда большинство элементов и их соединений были слишком редкими и рассеянными или слишком летучими, чтобы существовать в виде чего-либо, кроме спорадических атомов и молекул среди новообразованного газа и пыли. Не образуя кристаллов с отчетливым химическим составом и атомами, организованными в упорядоченный ряд повторяющихся единиц, такой неупорядоченный материал не может считаться минералом.

Микроскопические кристаллы алмаза и графита, чистых форм широко распространенного элемента углерода, вероятно, были первыми минералами. Вскоре к ним присоединились около дюжины других прочных микрокристаллов, в том числе муассанит (карбид кремния), осборнит (нитрид титана) и некоторые оксиды и силикаты. Возможно, на протяжении десятков миллионов лет эти самые ранние виды — «ур-минералы» — были единственными кристаллами во Вселенной.

Сегодня Земля, напротив, может похвастаться более чем 4400 известными видами минералов, и многие другие еще предстоит открыть. Что вызвало такое удивительное разнообразие, от дюжины до тысяч кристаллических форм? Семь коллег и я недавно представили новую концепцию «эволюции минералов» для ответа на этот вопрос. Эволюция минералов отличается от более традиционного многовекового подхода к минералогии, который рассматривает минералы как ценные объекты с особыми химическими и физическими свойствами, но, как ни странно, не связанные со временем — важнейшим четвертым измерением геологии. Вместо этого наш подход использует историю Земли как основу для понимания полезных ископаемых и процессов, которые их создали.

Мы быстро поняли, что история эволюции минералов началась с появлением каменистых планет, потому что планеты являются двигателями образования минералов. Мы видели, что за последние четыре с половиной миллиарда лет Земля прошла ряд стадий, и на каждой стадии появлялись новые явления, резко меняющие и обогащающие минералогию поверхности нашей планеты.

Некоторые детали этой истории являются предметом интенсивных споров и, несомненно, изменятся с будущими открытиями, но общий ход эволюции минералов хорошо известен науке. Мои коллеги и я не представляем противоречивые новые данные или радикально новые теории о том, что происходило на каждом этапе истории Земли. Мы, скорее, переделываем более широкую историю той истории в свете эволюции минералов как руководящей концепции.

Однако я хочу подчеркнуть одну интригующую мысль: большинство тысяч минералов Земли обязаны своим существованием развитию жизни на планете. Если вы думаете обо всем неживом мире как о сцене, на которой жизнь разыгрывает свою эволюционную драму, подумайте еще раз. Попутно актеры ремонтировали свой театр. Это наблюдение также имеет значение для поиска признаков жизни в других мирах. Прочные минералы, а не хрупкие органические остатки, могут быть наиболее надежными и долговечными признаками биологии.

Создание Земли
Планеты формируются в звездных туманностях, засеянных материей сверхновых. Большая часть массы туманности быстро падает внутрь, образуя центральную звезду, но остаточный материал образует вокруг звезды огромный вращающийся диск. Эти остатки постепенно слипаются во все более и более крупные частицы: пушистые шарики первичной пыли размером с песок, гальку и кулак, содержащие ограниченный репертуар из дюжины или около того ур-минералов, наряду с другими разнообразными атомами и молекулами.

Драматические изменения происходят, когда зарождающаяся звезда воспламеняет и омывает близлежащие скопления пыли и газа очищающим огнем. В нашей Солнечной системе воспламенение звезд произошло почти 4,6 миллиарда лет назад. Импульсы тепла, исходящие от младенческого солнца, расплавляли и смешивали элементы и производили кристаллы, представляющие множество новых минералов. Среди кристаллических новшеств этой ранней стадии эволюции минералов были первые сплавы железа с никелем, сульфиды, фосфиды и множество оксидов и силикатов. Многие из этих минералов встречаются в самых примитивных метеоритах в виде «хондр»: застывших капелек когда-то расплавленной породы. (Эти древние хондритовые метеориты также свидетельствуют о наличии пра-минералов, которые предшествовали хондрам. Минералоги находят ур-минералы в виде наноскопических и микроскопических зерен в метеоритах.)

В древней солнечной туманности хондры быстро слипались в планетезимали, некоторые из которых выросли более чем на 100 миль в диаметре — достаточно большие, чтобы частично расплавиться и дифференцироваться в луковичные слои характерных минералов, включая плотное, богатое металлами ядро. Частые столкновения в многолюдных солнечных пригородах вызывали сильные толчки и дополнительный нагрев, еще больше изменяя минералы в крупнейших планетезималях. Вода также сыграла свою роль; она существовала с самого начала в виде частиц льда в предсолнечной туманности, а в планетезималях они расплавлялись и скапливались в трещинах и разломах. Химические реакции с полученной водой привели к образованию новых минералов.

Возможно, 250 различных видов минералов возникли в результате этих динамичных процессов формирования планет. Эти 250 минералов являются сырьем, из которого должна образоваться каждая каменистая планета, и все они до сих пор встречаются в составе разнообразных наборов метеоритов, падающих на Землю.

Чернозем
Изначальная Земля становилась все больше. Большие планетезимали поглощали более мелкие тысячами, пока в нашем орбитальном почтовом индексе не осталось только два основных соперника: протоземля и гораздо меньшее тело размером с Марс, иногда известное как Тейя, в честь матери греческой богини Луны. В последнем пароксизме невообразимой жестокости Тейя ударила по протоземле, испарив ее внешние слои и выбросив в космос 100 миллионов триллионов тонн раскаленных паров горных пород, которые превратились в Луну. Этот сценарий объясняет высокий угловой момент системы Земля-Луна и многие необычные особенности Луны, в том числе то, почему ее объемный состав совпадает с составом мантии Земли (слоя толщиной почти 2000 миль, который простирается от железоникелевого ядра Земли до земной коры). кора толщиной от трех до 30 миль на поверхности Земли).

После этого столкновения около 4,5 миллиардов лет назад с появлением Луны расплавленная Земля начала остывать, что продолжается и по сей день. Хотя первобытная поверхность Земли включала в себя десятки редких элементов — уран, бериллий, золото, мышьяк, свинец и многие другие, — которые были способны образовывать разнообразные минералы, удар Тейи послужил космической «перезагрузкой». В результате внешние слои Земли были тщательно перемешаны, а эти менее распространенные элементы были слишком рассеяны, чтобы образовывать отдельные кристаллы. Наша планета была пустынным, враждебным миром, постоянно бомбардируемым туманными обломками и в значительной степени покрытой слоем черного базальта, породы, которая образуется даже в наше время при застывании лавы.

Минералогическое разнообразие Земли постепенно увеличивалось в течение метко названного Гадейского эона (примерно до четырех миллиардов лет назад), в основном из-за многократного плавления и затвердевания каменистой коры, а также из-за реакций выветривания с ранними океанами и атмосферой. В течение бесчисленных циклов это частичное плавление и повторное затвердевание объемов горной породы, а также взаимодействия между горной породой и водой, такие как растворение отдельных соединений, постепенно концентрировали необычные элементы в количестве, достаточном для образования новых поколений экзотических минералов.

Не каждая планета обладает таким огромным минералообразующим потенциалом. Крошечный, обезвоженный Меркурий и такая же сухая луна Земли замерзли до того, как могло произойти сильное таяние. Следовательно, по нашим оценкам, на этих мирах будет найдено не более 350 различных видов минералов. Марс, со скромным водным балансом, мог бы жить немного лучше из-за водных видов, таких как глины и эвапоритовые минералы, которые образуются, когда высыхают океаны. По нашим оценкам, зонды НАСА могут в конечном итоге идентифицировать до 500 различных минералов на Красной планете.

Земля больше, горячее и влажнее, поэтому у нее есть еще несколько трюков, связанных с образованием минералов. На всех каменистых планетах наблюдался вулканический извержение, из-за которого на их поверхности изливался базальт, но у Земли (и, возможно, у Венеры, которая примерно такого же размера) было достаточно внутреннего тепла, чтобы переплавить часть этого базальта и сформировать ряд магматических пород, называемых гранитоидами, включая знакомые нам коричневый и серый граниты тумб и столешниц. Граниты представляют собой крупнозернистые смеси минералов, включая кварц (самые распространенные песчинки на пляже), полевой шпат (самый распространенный из всех минералов в земной коре) и слюду (которая образует блестящие пластинчатые минеральные слои). Все эти минералы раньше производились в очень малых количествах в крупных планетезималях, но впервые они появляются в большом изобилии в геологической летописи Земли благодаря процессам гранитообразования на планете.

На Земле в результате многократного частичного плавления гранитов сконцентрировались редкие «несовместимые» элементы, которые не могут найти себе удобного кристаллографического дома в обычных минералах. Образовавшиеся породы содержат более 500 различных минералов, в том числе гигантские кристаллы видов, богатых литием, бериллием, бором, цезием, танталом, ураном и дюжиной других редких элементов. Требуется время — по оценкам некоторых ученых, более миллиарда лет, — чтобы эти элементы достигли минералообразующих концентраций. Планетарный двойник Земли, Венера, возможно, был достаточно активен достаточно долго, чтобы продвинуться так далеко, но ни Марс, ни Меркурий еще не обнаружили значительных признаков гранитизации поверхности.

Земля приобрела еще больше минерального разнообразия благодаря процессу тектоники плит планетарного масштаба, который создает свежую кору вдоль цепей вулканов, а старая кора поглощается в зонах субдукции, где одна плита проскальзывает под другую и возвращается в мантию. Огромные количества влажных, химически разнообразных пород, субдуцированных из земной коры, были частично расплавлены, что привело к дальнейшей концентрации дефицитных элементов. Сотни новых полезных ископаемых были получены в массивных сульфидных месторождениях, которые сегодня обеспечивают некоторые из самых богатых на Земле тел металлической руды. Сотни других видов минералов впервые появились на поверхности Земли, когда тектонические силы подняли и обнажили глубокие области горных пород с их запасами характерных минералов, которые образуются под высоким давлением, таких как жадеит (один из двух минералов, более известных как драгоценный камень нефрит).

В общей сложности примерно 1500 различных минералов, обнаруженных на поверхности Земли или вблизи нее, могли образоваться в результате динамических процессов в земной коре и мантии в течение первых двух миллиардов лет существования Земли. Но минералогами каталогизировано более 4400 различных видов минералов. Что случилось с тройным минералогическим разнообразием Земли?

Красная земля
Ответ — жизнь. Биосфера отличает Землю от всех других известных планет и лун и безвозвратно изменила приповерхностную среду — прежде всего океаны и атмосферу, а также горные породы и минералы.

Самые ранние проявления жизни — примитивные одноклеточные организмы, «питавшиеся» химической энергией горных пород — не могли оказать большого влияния на минералогическое разнообразие Земли. Безусловно, геологи обнаружили биологически опосредованные скальные образования, датируемые 3,5 миллиарда лет назад, в том числе рифы, состоящие из карбоната кальция и так называемые полосчатые железные образования (в которых оксиды железа, по-видимому, блокируют первый кислород, произведенный жизнью). Но земля по-прежнему была бесплодной, в атмосфере по-прежнему не хватало кислорода, поверхностное выветривание было медленным, а самая ранняя жизнь почти ничего не внесла в изменение количества присутствующих минералов или их распределения.

Эта ситуация изменилась в одно геологическое мгновение с быстрым повышением уровня кислорода в атмосфере благодаря инновационному фотосинтезу, производящему кислород, новыми видами водорослей. Споры об этом переходе, называемом Великим событием окисления, до сих пор не утихают. В частности, исследователи точно не установили, когда и как стремительно это началось. Но 2,2 миллиарда лет назад содержание кислорода в атмосфере поднялось более чем на 1 процент от современного уровня — небольшое количество, но достаточное, чтобы навсегда изменить минералогию поверхности Земли.

Химическое моделирование, проведенное моими коллегами и мной, предполагает, что Великое событие окисления проложило путь более чем 2500 новым минералам, многие из которых являются гидратированными, окисленными продуктами выветривания других минералов. Эти виды кристаллов вряд ли образуются в бескислородной среде, поэтому биохимические процессы на Земле, по-видимому, прямо или косвенно ответственны за большинство из 4400 известных видов минералов Земли.

Большинство этих новых минералов образовались в виде тонких покрытий и корок измененного материала на существующих породах. Многие редкие виды минералов известны всего по горстке драгоценных кристаллов, вес которых меньше грамма. Но Великое событие окисления имело и глобальные минералогические последствия. В частности, планета заржавела — по всему земному шару черный базальт, который ранее доминировал в ландшафте, стал красным, как двухвалентное железо (Fe ²⁺ ) обычных базальтовых минералов, окисленных до гематита и других ржаво-красных соединений трехвалентного железа (Fe ³⁺ ). Из космоса земные континенты два миллиарда лет назад могли бы выглядеть чем-то вроде Марса, хотя с голубыми океанами и белыми облаками, создающими разительные красочные контрасты.

Красный цвет Марса также вызван окислением, но его кислород был произведен солнечным светом, диссоциирующим воду высоко в атмосфере, с утечкой водорода в космос. Этот процесс произвел достаточно кислорода, чтобы слегка заржаветь на поверхности маленькой планеты, но недостаточно для создания тысяч минералов, возможных на сильно окисленной, более геологически активной Земле.

Белая Земля
За миллиард лет или около того после Великого события окисления, по-видимому, не произошло ничего интересного в плане минералогии. Этот интервал, названный Промежуточным океаном или, более причудливо, Скучным миллиардом, по-видимому, был временем относительного биологического и минералогического застоя. «Промежуточное» название относится к уровню кислорода: океанские воды у поверхности были насыщены кислородом, но глубины оставались бескислородными. Граница между этими двумя сферами постепенно углублялась, но не возникало принципиально новых форм жизни и не возникало много новых видов минералов.

В отличие от Скучного миллиарда, в следующие несколько 100 миллионов лет на поверхности Земли произошли значительные изменения. Около 800 миллионов лет назад большинство континентов планеты были расположены в едином большом скоплении около экватора, называемом Родиния. Затем тектонические силы плит разорвали этот большой массив суши, что привело к расширению береговой линии, увеличению количества осадков и более быстрой эрозии горных пород — процессам, которые высасывали из атмосферы удерживающий тепло углекислый газ. По мере ослабления парникового эффекта и похолодания климата площадь полярных льдов росла.

Растущие ледяные и снежные просторы отражали больше солнечного света обратно в космос, уменьшая эффект солнечного нагрева. Чем больше распространялся лед, тем холоднее становилось. В течение 10 или более миллионов лет Земля представляла собой гигантский снежный ком, сквозь белый покров которого торчало лишь несколько действующих вулканов. По некоторым оценкам, средние глобальные температуры упали до -50 градусов по Цельсию.

Но Земля не могла вечно оставаться во льду. Вулканы продолжали извергать углекислый газ, и без осадков и с небольшим выветриванием, чтобы удалить этот парниковый газ, его уровень очень медленно рос до сотен современных уровней, что в конечном итоге вызвало цикл парникового потепления. Когда экваториальные льды растаяли, эпизоду безудержного потепления потребовалось всего несколько сотен лет, чтобы Земля из холодильника превратилась в теплицу.

В течение следующих 200 миллионов лет Земля совершала цикл между этими крайностями от двух до четырех раз. Хотя, по-видимому, в этот бурный период появилось мало свежих минеральных видов, если вообще возникло, распределение поверхностных минералов резко менялось с каждым новым ледниковым циклом. Во время тепличных фаз производство мелкозернистых глинистых минералов и других продуктов выветривания резко увеличилось в бесплодной, эрозионной, каменистой местности. На мелководье нагревающихся океанов карбонатные минералы осаждаются гигантскими кристаллическими веерами.

Циклы снежного кома/теплицы имели серьезные последствия для жизни. Ледниковые периоды закрыли почти все экосистемы, тогда как периоды потепления привели к резкому увеличению биологической продуктивности. В частности, в конце последнего крупного оледенения содержание кислорода в атмосфере резко возросло с нескольких процентов до примерно 15 процентов, отчасти из-за сильного и повсеместного цветения прибрежных водорослей. Многие биологи предполагают, что такой высокий уровень кислорода был важной прелюдией к происхождению и эволюции крупных животных с их повышенными метаболическими потребностями. Действительно, самые ранние известные многоклеточные организмы появляются в летописи окаменелостей всего через пять миллионов лет после последнего великого глобального оледенения.

Геосфера и биосфера продолжают совместно развиваться, особенно когда разнообразные микробы и животные научились выращивать собственные защитные минеральные оболочки. Изобретение карбонатных скелетов привело к отложению массивных известняковых рифов, которые усеивают ландшафты мира бесчисленными утесами и каньонами. Такие минералы не были новыми, но их распространенность была беспрецедентной.

Зеленая Земля
Почти всю историю Земли земля была необитаемой. Ультрафиолетовое излучение солнца разрушает жизненно важные биомолекулы и убивает большинство клеток. С более высоким уровнем атмосферного кислорода образовался защитный стратосферный озоновый слой, защищающий землю внизу от ультрафиолетовых лучей, достаточный для того, чтобы укрыть земную биосферу.

Жизни на суше потребовалось время, чтобы расцвести. Водорослевые маты, возможно, жили в болотистой местности после снежного кома Земли, но самая большая земная трансформация должна была произойти после появления мхов — первых настоящих наземных растений — около 460 миллионов лет назад. Повсеместная колонизация суши заняла еще 10 миллионов лет с появлением сосудистых растений, чьи корни проникают в каменистую почву, обеспечивая якорь и собирая воду.

Растения и грибы принесли с собой быстрые режимы биохимического разрушения горных пород, увеличивая скорость выветривания поверхностных пород, таких как базальт, гранит и известняк, на порядок. Обилие глинистых минералов и скорость образования почв значительно увеличились, что обеспечило постоянно расширяющуюся среду обитания для все большего количества более крупных растений и грибов.

Примерно 400 миллионов лет назад, в девонский период, поверхность Земли впервые приобрела поразительно современный вид — процветали зеленые леса, населенные постоянно растущим числом насекомых, четвероногих и других существ. И благодаря глубокому влиянию жизни приповерхностная минералогия Земли также достигла своего современного состояния разнообразия и распространения.

Будущее эволюции минералов
Взгляд на минералогию Земли как на динамичную, меняющуюся историю указывает на некоторые захватывающие возможности для исследований. Например, разные планеты достигают разных стадий эволюции минералов. Небольшие сухие миры, такие как Меркурий и Луна, имеют простые поверхности с низким минеральным разнообразием. Маленькому мокрому Марсу пришлось немного лучше. Более крупные планеты, такие как Земля и Венера, с их большими запасами летучих веществ и внутреннего тепла, могут развиваться дальше за счет образования гранитоидов.

Но происхождение жизни и вытекающая из этого совместная эволюция биологии и минералов отличают Землю. Как я уже отмечал ранее, полезные ископаемые могут быть столь же ценны, как и органические останки, для идентификации признаков жизни в других мирах. Например, только те, в которых есть жизнь, вероятно, будут сильно окислены.

Миры с разным составом также могут подвергаться очень разной эволюции минералов. Спутник Юпитера Ио, богатый серой, и холодный спутник Сатурна Титан, изобилующий углеводородами, будут иметь совершенно разные репертуары минералов. То же самое, вероятно, относится к Европе и Энцеладу (спутникам Юпитера и Сатурна соответственно), которые, как считается, содержат жидкие океаны воды под своей ледяной поверхностью и, таким образом, являются главными местами для возможной внеземной жизни.

Рассмотрение минералов в контексте эволюции также проясняет более общую тему эволюции систем во всем космосе. Простые состояния эволюционируют во все более сложные состояния во многих контекстах: эволюция химических элементов в звездах, эволюция минералов на планетах, молекулярная эволюция, ведущая к возникновению жизни, и известная биологическая эволюция посредством дарвиновского естественного отбора.

Таким образом, мы живем во Вселенной, готовой к комплексообразованию: атомы водорода образуют звезды, звезды образуют элементы периодической таблицы, эти элементы образуют планеты, которые, в свою очередь, в изобилии образуют минералы.