Ученые из Университета Кертина в Австралии раскрыли механизм формирования сапфиров. Исследование показало, что они образуются глубоко в недрах Земли при крайне высоких температурах.
Сапфиры находят в вулканических отложениях, где магма из мантии Земли в течение длительного времени поступает в кору и образует расплавы, богатые натрием и калием. Также они встречаются в руслах рек, где кристаллы очищаются от исходных пород.
Геологи долгое время не могли точно определить, каким образом возникают драгоценные камни. Согласно новому исследованию, они образуются из глинистых отложений. Экстремальные процессы при вулканической активности нагревают и сжимают оксид алюминия в земной коре в кристаллическую форму, известную как корунд – основной минерал, из которого состоят сапфиры. Затем поток магмы поднимает кристаллы на поверхность.
В рамках исследования ученые собрали 223 микроскопических сапфира из вулканического района Айфель (Германия) и подвергли их вторичной ионной масс-спектрометрии. Они отслеживали включения рутила и циркона и соотношение изотопов кислорода в оксиде алюминия.
В состав рутила и циркона входит уран, который подвергается радиоактивному распаду с известной скоростью. Анализ позволяет определить, когда образовался кристалл.
Датирование показало, что сапфиры сформировались одновременно с вулканизмом, который вывел их на поверхность. Это произошло на глубине около 7 км под поверхностью планеты. Частично на процесс повлияло расплавление мантийной магмы, которая прошла сквозь породу и «передала» соотношение изотопов в мантии кристаллу. Другие сапфиры образовывались по мере того, как расплав проникал в породу вокруг них и способствовал сильному нагреву, сообщает Contributions to Mineralogy and Petrology.
