Земля выращивает драгоценные камни за считанные минуты

Новое исследование Университета Райса показывает, что некоторые из самых прекрасных драгоценных камней Земли могут кристаллизоваться за часы или дни, а не за тысячи лет. Аквамарин, изумруд, гранат, циркон и топаз часто находят в пегматитах — жильных образованиях, содержащих также крупные кристаллы и редкие элементы, такие как тантал, ниобий и литий.

Это открытие важно для понимания того, как Земля концентрирует критически важные элементы, такие как литий, используемый в аккумуляторах электромобилей. Пегматиты, содержащие гигантские кристаллы (например, 42-футовый кристалл сподумена в шахте Этта, Южная Дакота), традиционно считались формирующимися медленно. Однако их быстрое охлаждение (иногда за несколько лет) ставило перед учёными вопрос: как в них образуются столь крупные кристаллы?

«В магматических минералах размер кристалла традиционно связывают со временем охлаждения. Пегматиты остывают относительно быстро, иногда всего за несколько лет, и тем не менее в них находятся одни из самых больших кристаллов на Земле. Главный вопрос действительно в том, "Как это возможно?"», — поясняет Цин-Ти Ли, профессор геологии Университета Райса. Исследователи проанализировали кристаллы кварца из пегматита в Южной Калифорнии, измерив профили распределения следовых элементов. Моделирование показало, что кристаллы шириной в полдюйма росли несколько часов, а более крупные, метровые кристаллы, могли сформироваться за дни. Ключевую роль играет водный флюид, образующийся при охлаждении магмы, который позволяет элементам быстро перемещаться и питать растущий кристалл.