Τομέας Ορυκτολογίας και Πετρολογίας

Καλώς ήρθατε στις Επιστήμες της Γης και του Περιβάλλοντος.

Καλώς ήρθατε στον Τομέα Ορυκτολογίας και Πετρολογίας, σε αυτό το αχανές πεδίο γνώσης με την σπάνια ομορφιά.

Η ορυκτολογία και η πετρολογία αποτελούν τμήμα του βασικού κορμού κάθε προπτυχιακού προγράμματος σπουδών Γεωλογίας παγκόσμια, επειδή τα ορυκτά και τα πετρώματα αποτελούν την βάση για την ερμηνεία της ιστορίας της Γης και των εσωτερικών διεργασιών του πλανήτη. Η ορυκτολογία και η πετρολογία είναι επίσης σημαντικές για την αντιμετώπιση θεμάτων κοινωνικού ενδιαφέροντος, συμπεριλαμβανομένων των φυσικών κινδύνων (σεισμοί, ηφαίστεια, κατολισθήσεις), των φυσικών πόρων (υπόγεια ύδατα, βασικά και κρίσιμα μέταλλα, βιομηχανικά ορυκτά, πολύτιμοι-ημιπολύτιμοι λίθοι) και θεμάτων ανθρώπινης υγείας (τοξικά μέταλλα όπως αρσενικό, υδράργυρος, μόλυβδος, χρώμιο στο πόσιμο νερό από έκπλυση ορυκτών σε πετρώματα).

Πετρολογία είναι η μελέτη των πετρωμάτων – πυριγενών (από ψύξη και κρυστάλλωση μάγματος), ιζηματογενών (από απόθεση σε νερό και αέρα) και μεταμορφωμένων (από τροποποίηση οποιουδήποτε είδους προϋπάρχοντος πετρώματος) – και των διεργασιών που τα δημιουργούν και τα μετασχηματίζουν. Ορυκτολογία είναι η μελέτη των φυσικών ιδιοτήτων, της χημικής σύστασης και της εσωτερικής κρυσταλλικής δομής των ορυκτών συστατικών των πετρωμάτων καθώς και της εμφάνισης και της κατανομής τους στη φύση και της προέλευσής τους σε σχέση με τις φυσικοχημικές συνθήκες σχηματισμού τους. Τόσο οι πετρολογικές όσο και οι ορυκτολογικές διεργασίες είναι ευαίσθητες στις περιβαλλοντικές συνθήκες, οπότε οι χημικές συστάσεις των πετρωμάτων, καθώς και τα ορυκτά από τα οποία αποτελούνται, διερευνώνται για να απαντηθούν θεμελιώδη ερωτήματα σε ένα ευρύ φάσμα γεωλογικών κλάδων.

Τα ορυκτά είναι ο πλανήτης μας. Σχηματίζουν τη Γη και το στερεό υπόβαθρο πάνω στο οποίο ζούμε δημιουργώντας όλα τα πετρώματα, ενώ είναι και σημαντικά συστατικά των εδαφών. Αποτελούν κυριολεκτικά τα θεμέλια της ζωής μας. Ίσως επειδή είναι πανταχού παρόντα, οι περισσότεροι άνθρωποι δεν τα παρατηρούν καν ή δεν σκέφτονται ότι όλα τα πετρώματα αποτελούνται από ορυκτά. Όμως, οι μηχανικοί τα γνωρίζουν καλά, επειδή η κατασκευή μιας γέφυρας σε ασταθές υλικό ή η χρήση ακατάλληλων συστατικών για κατασκευές κάθε είδους θα οδηγούσε σε καταστροφές. Και οι αγρότες ενδιαφέρονται για τα ορυκτά επειδή τα γόνιμα εδάφη παράγουν σπουδαίες σοδειές. Οι πετρολόγοι που μελετούν τα πετρώματα όλων των ειδών πρέπει να γνωρίζουν για τα ορυκτά. Και όσοι χρησιμοποιούν ορυκτούς πόρους για βιομηχανικές κατασκευές χρειάζονται ορυκτά. Όλοι λοιπόν οι άνθρωποι στον κόσμο βασίζονται στα ορυκτά. Είναι προφανές ότι τα ορυκτά, η παραγωγή και η μελέτη τους είναι απολύτως απαραίτητα για τη διατήρηση του τρόπου της ζωής μας.

Η χρήση και η επεξεργασία των ορυκτών έχει ιστορία πάνω από 4.000 χρόνια. Στην πραγματικότητα, οι αρχαιολόγοι και οι ανθρωπολόγοι ορίζουν μεγάλες περιόδους του πρώιμου ανθρώπινου πολιτισμού με βάση τους ορυκτούς πόρους που χρησιμοποιήθηκαν (Λίθινη Εποχή, Εποχή του Χαλκού, Εποχή του Σιδήρου). Μέταλλα όπως ο χαλκός, ο κασσίτερος, ο σίδηρος και το νικέλιο ήταν όλα σημαντικά κατά τη διάρκεια των αρχικών εκείνων χιλιετιών ανάπτυξης του ανθρώπου και είναι εξίσου σημαντικά και σήμερα. Αυτά τα μέταλλα – και πολλά άλλα – αποτελούν βασικά μέρη ενός φαινομενικά άπειρου αριθμού προϊόντων που χρησιμοποιούμε καθημερινά. Τα μέταλλα προέρχονται από ορυκτά.

Αν ρωτήσει κανείς τους περισσότερους ανθρώπους σήμερα γιατί τα ορυκτά είναι σημαντικά, πιθανότατα θα αναφερθούν στα διαμάντια και άλλους πολύτιμους λίθους, ή ίσως σε πολύτιμα μέταλλα όπως ο χρυσός ή ο άργυρος. Οι πολύτιμοι λίθοι και ο χρυσός είναι σημαντικά, αλλά άλλοι ορυκτοί πόροι είναι εξίσου, ή περισσότερο σημαντικοί. Οι αυτοκινητόδρομοι και τα κτίρια, τα λιπάσματα, τα αυτοκίνητα, τα κοσμήματα, οι υπολογιστές και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές, τα μαγειρικά σκεύη, το αλάτι, τα περιοδικά, οι βιταμίνες και τα φάρμακα και σχεδόν όλα όσα υποστηρίζουν τη σύγχρονη ζωή απαιτούν ορυκτούς πόρους για την παραγωγή τους. Είμαστε εθισμένοι στα ορυκτά και τα συναφή προϊόντα.

Χρησιμοποιούμε την ορυκτολογία και την πετρολογία για να μελετήσουμε τον σχηματισμό των ηφαιστείων και των μαγματικών πηγών τους, την εξέλιξη του ηπειρωτικού φλοιού κατά την ανάπτυξη και την καταστροφή των οροσειρών, την γένεση ασυνήθιστων αλλά απαραίτητων στον άνθρωπο ορυκτών όπως τα φωσφορικά άλατα των σπανίων γαιών, την προέλευση των οικονομικών συγκεντρώσεων ορυκτών και πετρελαίου, τη σύνθεση της ατμόσφαιρας, των ωκεανών και της ζωής στη Γη διαχρονικά, καθώς και τις γεωλογικές διεργασίες που συμβαίνουν σε άλλους πλανήτες. Τα ιζηματογενή στρώματα μας εισάγουν στην έννοια του γεωλογικού χρόνου, ενώ η σύνθεση και η υφή των ιζημάτων επιτρέπουν ερμηνείες των αρχαίων περιβαλλόντων στην Γη. Φυσικοί πόροι όπως τα υπόγεια ύδατα, ο άνθρακας και οι υδρογονάνθρακες συνδέονται συχνά με ιζηματογενή περιβάλλοντα.

Η επιλεκτική δημιουργία ηφαιστείων ανά την περίμετρο του Ειρηνικού (το λεγόμενο «δαχτυλίδι της φωτιάς»), η ανακύκλωση του νερού και του άνθρακα στο βαθύ εσωτερικό της Γης, η αποδέσμευση διοξειδίου του άνθρακα από ιζήματα όταν συγκρούονται μεταξύ τους ήπειροι με σημαντικές επιδράσεις στους κλιματικούς κύκλους (όπως η μεγάλη θέρμανση που γνώρισε η Γη πριν 45 εκατομμύρια χρόνια), η γένεση πολλών βιομηχανικών ορυκτών και πολύτιμων-ημιπολύτιμων λίθων, το σύγχρονο πρόβλημα της απομόνωσης του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, η ιχνηλάτηση της προέλευσης λίθινων εργαλείων και μαρμάρινων κατασκευασμάτων (γλυπτά, ναοί), ο προσδιορισμός αμινοξέων σε πετρώματα του μανδύα στα βάθη των ωκεανών με νύξεις για την προέλευση της ζωής, όλα είναι άρρηκτα συνδεδεμένα με ορυκτολογικές και πετρολογικές διεργασίες.