Опал - самый красочный драгоценный камень на Земле

The most colorful gemstones on Earth - Jeff Dekofsky • Опал - самый красочный драгоценный камень на Земле play thumbnailUrl Опал - самый красочный драгоценный камень на Земле
What gives opals their signature shimmering colors? Dig into the science of the gemstone’s formation, millions of years in the making. -- In November 1986, Australian miners climbed Lunatic Hill and bored 20 meters into the Earth. They were rewarded…Опал - самый красочный драгоценный камень на Земле - 3628498
PT5M
True
2020-12-21T16:01:52+03:00
embedUrl



В благоприятный день ноября 1986 года 5 австралийских горняков поднялись на Лунатик-Хилл - названный так в честь психического состояния, в котором может находиться любой, кто там копает. Пока их конкуренты искали опалы на глубине от 2 до 5 метров, Синдикат Лунатик Хилл пробурил 20 метров в землю. И за их отвагу Земля наградила их рекордным опалом размером с кулак. Они назвали его кометным опалом Галлея в честь гораздо большего ледяного скалистого тела, пролетавшего над землей в то время.


Опал - самый красочный драгоценный камень на Земле

Кометный опал Галлея - это чудо, но его уникальность, как это ни парадоксально, самое обычное в нем. Хотя алмазы, рубины, изумруды и другие драгоценные камни часто неотличимо похожи друг на друга, нет двух опалов, которые выглядят одинаково благодаря так называемой «игре цвета». Этот мерцающий, ослепительный, танцующий свет возникает из-за слияния химии, геологии и оптики, которые определяют опалы с самых ранних моментов их существования глубоко под землей.


Опал - самый красочный драгоценный камень на Земле

Именно там опал начинает свою жизнь как нечто удивительно обильное: вода. Просачиваясь через щели в почве и скалах, вода течет через песчаник, известняк и базальт, собирая микроскопическое соединение, называемое диоксидом кремния. Эта вода, обогащенная кремнеземом, проникает в пустоты внутри кусков вулканической породы, русла доисторических рек, дерева и даже в кости древних существ. Постепенно вода начинает испаряться, и раствор кремнезема начинает формировать гель, внутри которого миллионы сфер кремнезема образуют слой за слоем в виде серии концентрических оболочек. Гель в конечном итоге затвердевает, превращаясь в стеклообразный материал, а сферы образуют решетчатую структуру. В подавляющем большинстве случаев эта структура бывает случайной, что приводит к обычным опалам с ничем не примечательной внешностью. В крошечном завораживающем проценте, который мы называем драгоценными опалами, есть области, где кварцевые шарики одинакового размера образуют упорядоченные массивы.


Опал - самый красочный драгоценный камень на Земле

Так почему же эти структуры создают такие яркие изображения? Ответ кроется в принципе волновой физики, называемом интерференцией. Для простоты давайте посмотрим, что происходит, когда свет одного цвета - зеленый с длиной волны 500 нанометров - попадает на драгоценный опал. Зеленый свет будет рассеиваться по всему драгоценному камню и отражаться обратно с разной интенсивностью - под большинством углов, с одних полностью тусклых, с других - с ослепительно яркими. Что происходит, часть зеленого света отражается от верхнего слоя. Некоторые отражаются от слоя ниже. И так далее. Когда на дополнительное расстояние он проходит от одного слоя к другому и обратно, кратно длине волны - например, на 500 или 1000 дополнительных нанометров - гребни и впадины волн соответствуют друг другу. Это явление называется конструктивной интерференцией, оно усиливает волну, создавая более яркий цвет. Поэтому, если вы расположите глаз под правильным углом, зеленый свет, отражающийся от многих слоев, складывается. Немного сместив угол, вы измените расстояние, на которое свет проходит между слоями. Измените его достаточно, и вы достигнете точки, где гребни совпадают с долинами, заставляя волны нейтрализовать друг друга - это разрушительная интерференция.


Опал - самый красочный драгоценный камень на Земле

Разные цвета имеют разные длины волн, что означает разные расстояния, которые им приходится преодолевать, чтобы конструктивно вмешиваться. Вот почему цвета примерно соответствуют размеру шариков кремнезема. Пространства между шариками размером 210 нанометров как раз подходят для усиления синего света. Для красного света с его длинными волнами гранулы диоксида кремния должны быть около 300 нанометров. Они формируются очень долго, и поэтому красный цвет - самый редкий цвет опала. Различия в расположении гелевых решеток внутри конкретного камня приводят к широкому диапазону цветовых узоров - от широкой вспышки до игольчатого огня до ультра-редкого арлекина.


Опал - самый красочный драгоценный камень на Земле

Обстоятельства, которые приводят к образованию драгоценного опала, настолько необычны, что встречаются лишь в нескольких местах. Около 95% прибывают из Австралии, где древнее внутреннее море создало идеальные условия. Именно там около 100 миллионов лет назад образовалась комета Галлея. Возникает вопрос: в следующие 100 миллионов лет вода, богатая кремнеземом, будет просачиваться через укромные уголки и закоулки некоторых выброшенных артефактов человеческой цивилизации. Какие переливающиеся игры света однажды будут исходить от вещей, которые мы забываем в темноте?

Похожие темы




Интересное в разделе «Разное»

Постные блюда

Новое