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Geologie

Neue Mineralfunde dank Big Data

Hunderte bisher unbekannte Minerale verstecken sich im Erdboden. Ein Netzwerk, erzeugt aus großen Datenmengen, enthüllt, wo man suchen muss.
Abbau von Erzen

Welche bisher unentdeckten Minerale es noch geben müsste und wo man sie finden könnte, deckt jetzt eine Netzwerkanalyse mehrerer großer geologischer Datenbanken auf. Das berichten die Forscher um Robert M. Hazen von der Carnegie Institution for Science in Washington, D. C., in der Fachzeitschrift "American Mineralogist". Das Verfahren habe bereits in der Praxis neue Entdeckungen gebracht, so die Forscher. Dass Wissenschaftler neue Minerale finden, passiert sonst eher selten und ist meist Zufall.

Zehn kohlenstoffhaltige Minerale hat das Team dank der Analyse schon aufgespürt, darunter das Parisit-(La), ein Fluorkarbonat, das Kalzium und das Seltenerdmetall Lanthan enthält. Zuvor sagten die Geologen voraus, dass allein insgesamt 145 neue kohlenstoffhaltige Minerale im Boden versteckt sind. Die Netzwerkmethode zeigte den Wissenschaftlern, welche Bedingungen wichtig für das Auftreten eines Minerals sind, und wies so den Weg zur Fundstelle.

Neues Mineral, das mit der Netzwerkanalyse gefunden wurde
Parisit-(La) | Neues kohlenstoffhaltiges Mineral, das von den Forschern mit der Netzwerkanalyse gefunden wurde.

Neue Fundstätten schon bekannter Minerale und Erze benennt die Methode der Wissenschaftler ebenfalls im Voraus. Daher könnte die Methode für Bergbauunternehmen von Interesse sein. Solche Erkenntnisse seien außerdem die Grundlage alltäglicher Technik, so die Leiterin der Studie, Shaunna Morrison: Minerale gebe es "nicht nur als wertvolles Gold oder funkelnde Edelsteine, sondern auch in den Ziegeln und dem Stahl unserer Häuser und Büros […], und in jedem Hightechgerät vom Laptop zum Smartphone".

Rund 5000 Minerale haben Wissenschaftler bis heute katalogisiert. Neben Informationen zur Zusammensetzung der Minerale finden sich auch ihre physikalischen Eigenschaften – unter anderem Härte, Farben, Struktur – sowie geologische Details zu ihren Fundorten in riesigen Datenbanken und Tabellen. Die vielfältigen Wechselbeziehungen zwischen den Informationen analysierten die Geologen mit Hilfe eines Algorithmus – der so genannten Netzwerkanalyse. Dieser visualisiert jedes Mineral als einen Knotenpunkt im Netzwerk. Wenn zwei Minerale zusammen in einem Gestein auftreten, verbindet das Programm die Knotenpunkte mit einer Linie.

Die Analyse von Netzwerken wird auch in anderen Bereichen genutzt. Dabei treten oft Erkenntnisse zu Tage, die man anders nicht hätte gewinnen können. Über welchen Weg etwa ein Stoffwechselprozess verläuft oder wer als Schlüsselperson in einer kriminellen Organisation agiert. Das erste Mal wurde die Methode nun für Minerale angewendet.

Die Forscher zogen auch fundamentales Wissen aus den geologischen Netzwerken. Zum Beispiel im Fall des Kupfers: Da das Element sehr sauerstoffempfindlich ist, konnten sie bei kupferhaltigen Mineralen ableiten, wie viel Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden war, als sich die Gesteine formten. Shaunna Morrison hofft, die Netzwerkanalyse bald auch auf Gesteinsdaten vom Mars anzuwenden, die der NASA-Rover Curiosity zurzeit Richtung Erde schickt.

31/2017

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 31/2017

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