ธรรมชาติมีหลายวิธีในการสร้างแร่ธาตุ มันบดขยี้ ให้ความร้อน ผสมให้เข้ากัน และทำให้สลายตัว แม้จะมีแร่ธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติหลายพันชนิดบนโลก แต่จากการศึกษาใหม่พบว่าแร่ธาตุทั้งหมดถูกสร้างขึ้นด้วย 57 สูตร นอกจากนี้ แร่ธาตุ 4 ใน 5 ถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของน้ำ และประมาณครึ่งหนึ่งเกี่ยวข้องกับชีววิทยาทั้งทางตรงหรือทางอ้อม
  
กว่า 15 ปีแล้ว การวิจัยที่นำโดย Carnegie Institution for Science และได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดย NASA ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับต้นกำเนิดและความหลากหลายของแร่ธาตุทุกชนิดที่รู้จักบนโลก ซึ่งเป็นงานสำคัญที่จะช่วยสร้างประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตบนโลก เพื่อนำทางในการค้นหาแร่ธาตุและแหล่งแร่ใหม่ ทำนายลักษณะที่เป็นไปได้ของชีวิตในอนาคต และช่วยในการค้นหาดาวเคราะห์และสิ่งมีชีวิตนอกโลก
  
งานวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ลงในนิตยสาร American Mineralogist เมื่อวันที่ 1 ก.ค.2022 โดยนักวิทยาศาสตร์สองคนคือ Dr.Carnegie Robert Hazen และ Dr.Shaunna Morrison จากห้องปฏิบัติการ Earth and Planets Laboratory ที่สถาบัน Carnegie Institution for Science เอกสารคู่ระบุถึงการใช้กลยุทธ์ใหม่ในการรวมกลุ่มแร่ธาตุ (lumping) ที่เป็นเครือญาติหรือแยกสายพันธุ์ใหม่ โดยพิจารณาจากเวลาและที่มาของแร่ธาตุใหม่เป็นส่วนใหญ่ เนื่อง จากบางครั้งแร่ชนิดเดียวกันสามารถเกิดขึ้นได้จากกระบวนการที่แตกต่างกัน
 
  
 
  
ปัจจุบันแร่ธาตุบนโลกที่รู้จักมีอยู่ประมาณ 6,000 ชนิด ที่ IMA -International Mineralogical Association รับรองโดยพิจารณาจากโครงสร้างผลึกและองค์ประกอบทางเคมีเพียงอย่างเดียว  ทันทีที่ใช้วิธีรวมกำเนิดแร่ธาตุใหม่ ทำให้ความหลากหลายของ "mineral types" (ศัพท์ที่เพิ่งตั้งขึ้นใหม่) มีจำนวนรวมมากกว่า 10,500 ชนิด คิดเป็นประมาณ 75% นอกจากจะสูงกว่าแร่ธาตุที่ IMA ยอมรับข้างต้น การวิจัยยังค้นพบบางอย่างที่น่าประหลาดใจ
  
Dr.Hazen กล่าวว่า ผลการวิจัยหลายอย่างได้เปลี่ยนมุมมองพื้นฐานของเราเกี่ยวกับความหลากหลายของแร่ธาตุบนโลก ตัวอย่างเช่น แร่ธาตมากกว่า80% ของโลกมีน้ำเป็นตัวกลาง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญพื้นฐานสำหรับความหลากหลายของแร่ธาตุบนโลกใบนี้ จำนวนที่เพิ่มขึ้นยังอธิบายเหตุผลสำคัญประการหนึ่งว่าทำไมดวงจันทร์ ดาวพุธ และดาวอังคารถึงมีแร่ธาตุน้อยกว่าโลกมาก
  
ที่น่าประหลาดใจคือ งานนี้ยังบอกเราถึงบทบาทที่สำคัญเกี่ยวกับการทำงานของชีววิทยา กล่าวคือ แร่ธาตุ 1 ใน 3 ของโลกไม่สามารถเกิดขึ้นได้ หากไม่มีชีววิทยา (ไม่ว่าจะเป็นเปลือกหรือกระดูกของสัตว์) หรือจุลินทรีย์ที่ใช้ปฏิกิริยาเคมี หรือบทบาททางอ้อมที่สำคัญของชีววิทยาเช่น การสร้างบรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนซึ่งก่อให้เกิดแร่ธาตุถึง 2,000 ที่ไม่มีในรูปแบบอื่น โดยตัวอย่างแร่แต่ละชนิดมีประวัติ บอกเล่าเรื่องราว และเป็นแคปซูลเวลาที่เผยให้เห็นอดีตของโลกอย่างที่ไม่มีอะไรสามารถทำได้ Dr.Hazen จึงแนะนำว่า แทนที่จะคิดว่าชีววิทยาและธรณีวิทยาเป็นสองสิ่งที่แยกจากกัน บางทีเราควรเริ่มคิดให้มันเป็นระบบร่วมกัน
 
 
 
  
รายงานยังระบุว่า ธรรมชาติสร้าง 40% ของสายพันธุ์แร่ธาตุของโลกได้มากกว่าหนึ่งวิธี ทั้งด้วยลักษณะทางชีววิทยาและด้วยตัวช่วยจากเซลล์ รวมทั้งในหลายกรณีที่ธรรมชาติใช้สูตรต่างๆ มากกว่า 15 สูตรในการผลิตโครงสร้างผลึกเดียวกันและองค์ประกอบทางเคมีของมัน เช่นจาก 5,659 ชนิดของแร่ธาตุใหม่ที่สำรวจโดย Dr.Hazen และเพื่อนร่วมงาน มี 9 ชนิดเกิดขึ้นโดยผ่านกระบวนการทางกายภาพ เคมี และ/หรือชีวภาพที่แตกต่างกันใน 15 อย่างหรือมากกว่า ตั้งแต่การก่อตัวในทันทีโดยฟ้าผ่าหรืออุกกาบาต การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากหินและน้ำ ไปจนถึงปฏิสัมพันธ์หรือการเปลี่ยนแปลงที่ความดันและอุณหภูมิสูงเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี
  
การศึกษายังพบสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับแร่ธาตุบางชนิด เช่น pyrite (รู้จักในชื่อ Fool's Gold) แชมป์โลกแร่ที่มีต้นกำเนิดที่หลากหลาย ที่ธรรมชาติได้ใช้กว่า 21 วิธีที่แตกต่างกันในช่วง 4.5 พันล้านปีที่ผ่านมาเพื่อสร้างมัน ทั้งที่อุณหภูมิสูงและต่ำ ทั้งที่มีและไม่มีน้ำ ทั้งที่มีหรือไม่มีจุลินทรีย์ และในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย pyrite อาจไม่ใช่ทองคำแต่ความหนาแน่นของมันก็น่าสนใจเช่นกัน

pyrite ประกอบด้วยเหล็กหนึ่งส่วนซัลไฟด์สองส่วน (FeS2) ก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมเกือบทุกประเภท ทั้งอุกกาบาต ภูเขาไฟ แหล่งความร้อนใต้พิภพ ผ่านแรงดันระหว่างชั้นของหินอัคนีและหินแปร การผุกร่อนของหินใกล้พื้นผิว ตะกอนที่ตกตะกอนด้วยจุลินทรีย์ และกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืองหลายอย่างเช่น ไฟไหม้ เหมืองถ่านหินและวิธีอื่น ๆ อีกมากมาย ซึ่งความหนาแน่นของผลึกขึ้นอยู่กับปริมาณธาตุเหล็กของตะกอนเป็นหลัก
  
ในขณะเดียวกันที่ปลายอีกด้านของสเปกตรัม 59% ของแร่ธาตุของโลกเกิดขึ้นจากกระบวนการเดียวเท่านั้น โดยแร่ธาตุเพียง 8% ก่อตัวขึ้นจาก 4 กระบวน การขึ้นไป เช่น เพชรมีต้นกำเนิดอย่างน้อย 9 วิธี ซึ่งอาจเกิดขึ้นจากการควบแน่นในชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์เก่า การกระทบของอุกกาบาต หรือจากความกดอากาศสูงพิเศษที่ร้อนลึกภายในโลก
 
  
  
เพื่อให้ได้ข้อสรุป ทีมคู่ได้สร้างฐานข้อมูลของทุกกระบวนการที่รู้จักในการก่อตัวของแร่ธาตุที่รู้จัก อาศัยฐานข้อมูลแร่ขนาดใหญ่ที่เข้าถึงได้แบบเปิด เพื่อขยายจากบทความวิจัยหลักหลายพันบทความเกี่ยวกับธรณีวิทยาของแหล่งแร่ทั่วโลก พวกเขาได้เปลี่ยนสายพันธุ์กว่า 6000 ชนิดของ IMA เป็น 10,556 พร้อมทั้งระบุส่วนผสมของแร่ธาตุและรูปแบบการก่อตัวที่แตกต่างกัน โดยมีรายละเอียดโดยรวมเกี่ยวกับแร่ธาตุเกิดขึ้นได้ตั้งแต่หนึ่งวิธีหรือมากกว่าจาก 57 วิธีที่แตกต่างกัน เป้าหมายเพื่อทำความเข้าใจว่า ความหลากหลายและการกระจายของแร่ธาตุมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรในช่วงเวลาที่ผ่านมา และเพื่อเสนอระบบการจำแนกแร่ที่สะท้อนถึงต้นกำเนิดของแร่ในบริบทของโลกภาคพื้นดินที่กำลังพัฒนา
  
อย่างไรก็ตาม ในการสร้างทฤษฎีนี้ ทั้งสองคน (ทั้งคู่อยู่ในทีมยานสำรวจ Curiosity Mars ด้วย) กำลังมองไปไกลกว่าโลก นั่นคือหากพบแร่จากอีกโลกหนึ่งและรู้ว่ามันก่อตัวขึ้นที่ใด เราจะสามารถทราบได้อย่างรวดเร็วว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีสภาพแวดล้อมประเภทใดในสมัยโบราณ ตัวอย่างเช่น หากแร่ธาตุของคุณอยู่ในกลุ่ม 80 เปอร์เซ็นต์ที่เกิดจากการสัมผัสกับน้ำ แสดงว่าคุณอาจมีหลักฐานของมหาสมุทรที่หายไปนานแล้ว และถ้าแร่ธาตุที่พบเป็นหนึ่งในสามของแร่ธาตุที่เกิดจากกระบวนการทางชีววิทยา แร่ธาตุนั้นอาจเป็นสัญญาณบ่งบอกถึงสิ่งมีชีวิตนอกโลกที่หายไป

ข้อสรุปคร่าวๆ จากข้อมูลใหม่ของงานวิจัยมีดังนี้ :
     - น้ำมีบทบาทสำคัญในความหลากหลายของแร่ธาตุของโลก ซึ่งเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของแร่ธาตุมากกว่า 80%
     - ชีวิตมีบทบาทโดยตรงหรือโดยอ้อมในการก่อตัวของแร่ธาตุเกือบครึ่งหนึ่งที่รู้จัก ในขณะที่แร่ธาตุที่รู้จัก 1 ใน 3 (มากกว่า 1,900 สายพันธุ์) เกิดขึ้น             จากกิจกรรมทางชีววิทยาเท่านั้น
     
    - ธาตุหายากที่ไม่ได้สัดส่วนในความหลากหลายของแร่ธาตุของโลกมีเพียง 41 องค์ประกอบ ซึ่งรวมกันแล้วมีจำนวนน้อยกว่า 5 ส่วนต่อล้านของเปลือก        โลก เกี่ยวข้องกับการสร้างแร่ธาตุประมาณ 2,400 ของโลก (มากกว่า 42%) โดยธาตุทั้ง 41 ได้แก่ สารหนู แคดเมียม ทอง ปรอท เงิน ไททาเนียม             ดีบุก ยูเรเนียม และทังสเตน   
     - ความหลากหลายของแร่ธาตุของโลกเกิดขึ้นภายใน 250 ล้านปีแรกของโลก
     - แร่ธาตุที่รู้จักประมาณ 296 ชนิดคาดว่าจะเกิดขึ้นก่อนโลก โดยที่ 97 รู้จักจากอุกกาบาตเท่านั้น (โดยอายุของเมล็ดแร่บางชนิดประมาณ 7 พันล้านปี           หรือหลายพันล้านปีก่อนการกำเนิดระบบสุริยะของเรา)
     - แร่ธาตุที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักคือ zircon crystals ขนาดเล็กและทนทาน มีอายุเกือบ 4.4 พันล้านปี
     - แร่ธาตุมากกว่า 600 ชนิดได้มาจากกิจกรรมของมนุษย์ รวมถึงแร่ธาตุกว่า 500 ชนิดที่เกิดจากการขุด โดย 234 แร่ธาตุเกิดจากไฟไหม้เหมืองถ่านหิน
 
Dr.Hazen กล่าวว่า การศึกษานี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับต้นกำเนิดและความหลากหลายของแร่ธาตุทุกชนิดที่รู้จักบนโลก ซึ่งจะช่วยให้เราค้นหาวิธีการใหม่ๆ ในการค้นหาทรัพยากรแร่ รวมทั้งทำความเข้าใจแร่ธาตุบนดาวเคราะห์และดวงจันทร์ดวงอื่นได้ดียิ่งขึ้น ที่น่าประทับใจที่สุดคือ คอลเล็กชันนี้จะมีประโยชน์อย่างมากกับนักวิจัยคนอื่นๆ ซึ่งใช้มันเพื่อผลิตงานวิจัย โดยไม่ต้องใช้เครื่องจักรราคาแพงและงานภาคสนาม แค่มีแล็ปท็อปและเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้ก็สามารถใช้ข้อมูลเหล่านั้นได้แล้ว ทั้งนี้ Dr.Hazen ได้รับเกียรติจาก IMA ด้วยเหรียญรางวัลปี 2021 จากความสำเร็จอันยอดเยี่ยมของเขาในด้านเคมีผลึกแร่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านวิวัฒนาการของแร่
 
Cr.https://scitechdaily.com/diverse-origins-of-earths-minerals-helping-find-new-minerals-habitable-planets-and-extraterrestrial-life/ By CARNEGIE SCIENCE EARTH AND PLANETS LABORATORY /2022
Cr.https://www.popsci.com/science/earth-minerals-catalog/ RAHUL RAO, 2022 
Cr.https://www.sciencedaily.com/releases/2022/07/220701102810.htm
Cr.https://news.postsus.com/sports/257769.html
Cr.https://www.zmescience.com/science/a-new-perspective-on-geolog-scientists-create-incredibly-detailed-catalog-of-the-origins-of-earths-minerals/  Mihai Andrei
Cr.https://uwaterloo.ca/earth-sciences-museum/resources/detailed-rocks-and-minerals-articles/pyrite
 
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)