Originea misterioasă a safirelor a fost în sfârșit descifrată

Originea misterioasă a safirelor a fost elucidată de cercetători în urma unor studii recente. Deși safirele albastre, strălucitoare, sunt asociate cu frigul pătrunzător, ele au origini surprinzător de fierbinți, adânc sub suprafața Pământului.

De-a lungul anilor, safirele au fost descoperite în depozite vulcanice, cum ar fi cele din regiunea vulcanică Eifel, unde magma din mantaua terestră pătrunde în crustă pe perioade lungi de timp, producând topituri bogate în sodiu și potasiu. Alte safire sunt găsite în albiile râurilor, unde cristalele rezistente sunt erodate din rocile lor sursă.

Deși vulcanismul pare să joace un rol important, originea exactă a acestor safire, forjate în cuptoarele adânci ale planetei noastre, a rămas un mister. Geologii nu au putut determina cu certitudine dacă acestea se formează exclusiv în manta sau dacă sunt rezultatul topirii altor minerale în timpul ascensiunii magmei.

Originea misterioasă a safirelor

Noile cercetări oferă dovezi că aceste pietre prețioase albastre pot fi formate în timpul tumultului vulcanic. Procesele extreme de căldură și presiune din scoarța terestră pot transforma oxidul de aluminiu în corindon – mineralul principal care formează safirele.

„O ipoteză este că safirele din scoarța terestră provin din sedimente argiloase anterioare, care au fost expuse la temperaturi și presiuni foarte ridicate, iar magmele ascendente au funcționat ca un lift care a adus cristalele la suprafață.”, a explicat geologul și petrologul Axel Schmitt de la Universitatea Curtin din Australia.^[sursa]

Cercetătorii au dorit să verifice această teorie și să afle dacă safirele s-au format în mantaua superioară sau în scoarța inferioară și au fost transportate la suprafață de magma în ascensiune. Pentru a face acest lucru, ei au studiat safirele în sine.

Au colectat 223 de safire microscopice din regiunea Eifel și le-au analizat folosind spectrometria de masă cu ioni secundari. Aceștia au examinat două caracteristici cheie: incluziunile de rutil și zircon prinse în safire în timpul formării lor, precum și raportul izotopilor de oxigen din oxidul de aluminiu.

Safirele sunt alcătuite în principal din oxid de aluminiu sub formă de corindon, dar alte elemente pot fi incluse în compoziția lor.

De exemplu, nuanța de albastru intens a safirelor este dată de titan și fier, care colorează corindonul. Fierul poate da și nuanțe de galben sau verde. Cromul transformă corindonul în roz sau roșu, rezultând astfel rubinele.

În plus, alte minerale, cum ar fi rutilul (dioxidul de titan) și zirconul, pot rămâne prinse în safire în timpul formării lor.

Oamenii de știință pot folosi aceste minerale pentru a determina vârsta cristalelor. Acest lucru este posibil deoarece rutilul și zirconul încorporează uraniu în structura lor, iar uraniul suferă o dezintegrare radioactivă într-un ritm cunoscut. Studiind raportul dintre uraniu și plumb în interiorul acestor minerale, cercetătorii pot estima cât timp a trecut de la formarea cristalelor.

Pe lângă analiza uraniului, cercetătorii au studiat și raportul izotopilor de oxigen din safire. Un izotop este o formă a unui atom cu un număr diferit de neutroni. În acest caz, cercetătorii au analizat doi izotopi de oxigen: oxigenul-16, care are 8 protoni și 8 neutroni și este cel mai abundent izotop de oxigen pe Pământ, și oxigenul-18, care are 8 protoni și 10 neutroni și este mai comun în mineralele din crusta profundă decât în cele din manta.

Cum se formează safirele

Studiind raporturile izotopilor de oxigen, cercetătorii au descoperit că safirele din Eifel prezintă raporturi care sugerează o origine mixtă, atât din manta, cât și din crustă.^[studiu]

În același timp, datarea cu plumb uraniu a arătat că aceste safire s-au format în aceeași perioadă cu activitatea vulcanică ce le-a adus la suprafață.

Toate aceste informații sugerează că safirele s-au format în crusta superioară, la o adâncime de cel mult 7 kilometri sub suprafață. O parte dintre safire s-au format prin topirea rocilor datorită magmei din manta, care a transferat semnătura izotopică a mantalei în corindon. Alte safire s-au format când materialul topit a pătruns în rocile din jur, declanșând formarea cristalelor prin căldură, rezultând pietre prețioase cu raporturi izotopice mai caracteristice unei origini crustale.

„În regiunea Eifel, atât procesele magmatice, cât și cele metamorfice, în care temperatura a modificat roca originală, au jucat un rol important în formarea safirelor”, a explicat cercetătorul în geoştiinţe Sebastian Schmidt de la Universitatea Heidelberg din Germania.