Ученые обнаружили неожиданную правду о сапфирах

Эти драгоценные камни не такие, как мы думали.

Драгоценные камни, такие как сапфиры, образуются глубоко в земной коре под огромным давлением и теплом. Ученые давно стремились полностью понять процесс образования этих голубых кристаллов и до недавнего времени это не удавалось, пишет IFLScience.

Сапфиры в основном состоят из оксида алюминия (корунда), смешанного с микроэлементами, такими как железо, титан, кобальт, свинец, хром, ванадий, магний, бор и кремний. Знаковый синий цвет сапфиров обусловлен наличием железа и титана, которые взаимодействуют с кристаллической структурой и поглощают определенные длины световых волн, особенно красные и желтые, в результате чего отраженный свет выглядит синим. В отличие от них, рубины, другая разновидность корунда, обязаны своим красным цветом более высоким концентрациям хрома.

Естественное образование сапфиров предполагает сложную комбинацию элементов в вулканической породе с низким содержанием диоксида кремния, но с высоким содержанием натрия и калия. Недавнее исследование, проведенное Гейдельбергским университетом, позволило по-новому взглянуть на этот процесс. Изучив 223 сапфира из горного массива Эйфель на западе Германии, региона с вулканической активностью продолжительностью почти 700 000 лет, исследователи получили ценную информацию о формировании сапфиров.

Сапфиры, найденные как в образцах вулканических пород, так и в речных отложениях, продемонстрировали свою устойчивость во времени.

«Как и золото, сапфир очень устойчив к атмосферным воздействиям по сравнению с другими минералами. В течение длительного времени зерна вымываются из породы и оседают в реках. Благодаря своей высокой плотности их легко отделить от более легких компонентов осадка с помощью лотка для промывки золота», — пояснил Себастьян Шмидт, который провел исследование в рамках своей магистерской работы в Гейдельбергском университете.

Происхождение сапфиров удалось определить с помощью анализа изотопов кислорода и микроэлементов, который показал, что они образовались одновременно с началом вулканической активности в этом регионе. Вопреки предыдущим представлениям о том, что сапфиры длительное время находились при высоких температурах более 900°C, исследование показало, что они образовались на меньших глубинах, примерно от 5 до 7 километров.

Сапфиры приобрели свои изотопные характеристики из мантийных расплавов, смешанных с нагретыми и частично расплавленными породами земной коры. Кроме того, некоторые сапфиры образовались, когда подземные расплавы взаимодействовали с окружающими горными породами.

Шмидт объясняет: «В Эйфеле как магматические, так и метаморфические процессы, в которых температура изменяла исходную породу, играли определенную роль в кристаллизации сапфира».