Сияющие синие сапфиры выглядят как кусочки неба, упавшие на Землю, однако новое исследование показывает, что эти драгоценные камни имеют совершенно другое происхождение: они располагаются между корой планеты и магмой, поднимающейся из мантии — средней оболочки Земли.
Считалось, что сапфиры образуются либо в самой мантии, либо в нижних слоях коры, сообщил Live Science старший автор исследования Аксель Шмитт (Axel Schmitt), геолог из Университета Кертина в Австралии, который проводил это исследование в Гейдельбергском университете в Германии. Однако новое исследование показывает, что сапфиры рождаются выше в земной коре, в сердцах вулканов, где магма поднимается на глубину всего около 3 миль (5 километров) ниже поверхности.
«Мы можем точно определить эту область как «тигель», где формируется сапфир», — сказал Шмитт.
Сапфиры ювелирного качества обычно поступают из россыпных месторождений, которые представляют собой речные отложения, вымывающие минералы из их исходной породы. Без этих исходных пород сложно получить информацию о том, как формировались драгоценные камни. Шмитт и его коллеги обратились к Эйфельской формации в Западной Германии, созданной вулканами на протяжении длительного периода, начиная с мелового периода (145 миллионов — 65 миллионов лет назад) до самого недавнего извержения 13 тысяч лет назад.
«Эйфельское вулканическое поле имеет много сходств с базальтовыми вулканическими полями, которые часто идентифицируются как источники россыпных месторождений сапфиров», — сказал Шмитт. «Однако оно намного моложе», что делает его перспективным местом для изучения химии и возраста найденных там сапфиров.
Сапфиры включают минерал корунд, который в основном состоит из чистого алюминия и кислорода. Но камни также содержат несовершенства, называемые включениями, которые проникают в камень при его формировании. Используя соотношения радиоактивного урана и свинца в этих включениях, исследователи определили возраст сапфиров. Команда также изучила в сапфирах различные изотопы кислорода, которые раскрывают, откуда именно происходили их химические строительные блоки. Они изучили 223 маленьких зерна сапфира, которые не были ювелирного качества.
Вместе эти микроэлементы показали, что сапфиры образовались менее 2,5 миллионов лет назад, то есть они образовались в конце вулканической активности, сформировавшей Эйфельское поле. По словам Шмитта, их молекулы кислорода были аналогичны тем, которые обнаружены в магме, вынесенной на поверхность. Это означало, что сапфиры образовались на границе между поверхностной породой — корой — и магмой.
«Вероятной средой для этого является край подземного внедрения магмы, где окружающие породы нагреваются, плавятся и перемешиваются при контакте с магмой», — сказал Шмитт.
Так как исследователи знали глубину магмы в Эйфельском поле, они смогли определить глубину образования сапфиров на уровне от 3,1 до 4,3 миль (5-7 км). Следующая цель Шмитта — найти «отпечатки пальцев» минералов, которые помогут определить происхождение сапфиров, чтобы проследить цепочки поставок драгоценных камней и обеспечить этическую деловую практику, особенно потому, что многие сапфиры добываются в развивающихся странах, где экологические нормы и защита прав человека не всегда соблюдаются со всей строгостью.
И хотя сапфиры не известны как источник финансирования конфликтов, как «кровавые алмазы», время от времени появляются обвинения в нарушении прав человека со стороны компаний, занимающихся добычей драгоценных камней.
