» » Пещера кристаллов

Пещера кристаллов


Пещера кристаллов

Перед вами огромные кристаллы гипса, образовавшиеся в подземной Пещере кристаллов в Мексике.

Пещера была обнаружена в 2000 году в шахтовом комплексе около города Найка, штат Чиуауа. В поисках новых перспективных месторождений железной руды шахтеры неожиданно натолкнулись на необычное зрелище: целая пещера была заполнена массивными молочно-белыми гипсовыми кристаллами. Длина некоторых кристаллов достигала 11 метров при ширине 1 метр — намного больше, чем известные до этого гипсовые кристаллы, образовавшиеся в естественных условиях или выращенные искусственно.

Пещера кристаллов во всем своем величии

Пещера кристаллов расположена на глубине 290 метров под землей, местность около нее богата свинцовыми, цинковыми и серебряными рудами. С момента открытия пещеры подземный «кристаллизатор» привлекал внимание ученых со всего света, которые приезжали, чтобы не только полюбоваться на редкое зрелище, но и выяснить причины образования таких больших и правильных кристаллов. Изучение механизма их образования представляет не только теоретический интерес, но и поможет разработать способы защиты кристаллов от разрушения, чтобы сохранить эту красоту для будущих поколений.

Предполагается, что образование кристаллов началось около 26 миллионов лет назад, когда в результате вулканической активности магма вышла на поверхность в районе расположения современного города Найка. Выход магмы способствовал формированию горы и накоплению в подгорных известковых пещерах горячей и насыщенной минералами воды. Вулканическая активность привела к смещению элементов земной коры, и пещера с водой, насыщенной минеральными веществами, лишилась контакта с другими подземными резервуарами, оказавшись «запечатанной». Вода содержала большое количество малорастворимого сульфата кальция, который, в зависимости от условий, может образовывать несколько минералов. В Пещере кристаллов он превратился в одну из форм гипса (CaSO4·2H2O) — прозрачную и бесцветную его разновидность, известную как селенит. Именно селенит представляет собой основной минерал в пещерах у города Найка.

У каждого минерала есть своя область условий, в которых он сохраняет устойчивость, изменение же условий способствует превращению одного минерала в другой. Так, минерал на основе безводного сульфата кальция (CaSO4) — ангидрит — более устойчив в горячей воде и может осаждаться при температуре 58°C; гипс же формируется при охлаждении концентрированного раствора сульфата кальция до 56°C.


Пещера кристаллов

Для гипса характерна слоистая кристаллическая структура, образующаяся в результате чередования формульных единиц сульфата кальция и бимолекулярных слоев воды. Синий — кальций, желтый — сера, красный — кислород, розовый — водород. Рисунок с сайта crystallography365.wordpress.com


Первоначально в воде, подогреваемой магмой, началось формирование осадочных отложений ангидрита. Затем, спустя тысячи лет, когда температура воды в пещерах опустилась ниже 58 °C, началось растворение ангидрита, которое сопровождалось образованием центров кристаллизации и последующим ростом кристаллов гипса. Растворявшийся ангидрит поддерживал подземный раствор достаточным количеством сульфата кальция, чтобы обеспечить его легкую пересыщенность, создавая идеальные условия для медленного роста кристаллов гипса. Если раствор, в котором идет кристаллизация, слишком перенасыщен (такое, например, может произойти при резком понижении температуры), образуется много центров кристаллизации, что приводит к быстрому росту небольших по размеру кристаллов. Медленная кристаллизация дает большие кристаллы, быстрая — много небольших по размеру, это верно и при образовании кристаллов в лаборатории, и в естественных условиях. То есть огромные кристаллы сформировались в пещере именно потому, что концентрация сульфата кальция в растворе в момент роста кристаллов гипса была лишь незначительно выше концентрации насыщенного раствора.

Те же самые богатые сульфатом кальция воды в свое время заполнили и еще один подземный резервуар около города Найка. Но условия в этом подземном помещении не позволили кристаллам гипса вырасти до огромных размеров: из-за более быстрого охлаждения они стали гораздо скромнее.


Пещера кристаллов

Поперечный разрез шахтного комплекса Найка и местонахождение двух пещер — Пещеры кристаллов (Cueva de los cristales, глубина 290 м, температура, при которой росли кристаллы, 54°C) и Пещеры мечей (Cueva de las espadas, глубина 120 м, температура, при которой росли кристаллы, 47°C). Рисунок с сайта en.wikipedia.org


В Пещере мечей (см. The Cave of Swords), расположенной по соседству с Пещерой кристаллов, но на глубине 120 метров, стены полностью покрыты гипсовыми кристаллами, форма которых напоминает средневековые мечи. Длина этих гипсовых «мечей» не превышает двух метров, а их количество больше, чем в Пещере кристаллов.


Пещера кристаллов

Пещера кристаллов

Пещера мечей. Фото с сайта swordfishislands.com


Исследователи даже смогли оценить, с какой скоростью проходил рост кристаллов в Пещере кристаллов при температурном интервале между 54 и 58°C. Для этого они погружали фрагмент гипсового кристалла из этой пещеры в перенасыщенные при разных температурах растворы сульфата кальция и измеряли скорость осаждения новых слоев на «родительский» кристалл. Оказалось, что при температуре водного раствора сульфата кальция 55°C (наиболее вероятная температура при образовании мегакристаллов) кристаллы гипса росли так медленно, что за двести лет толщина кристалла увеличивалась всего лишь на толщину бумажного листа — а одного метра в поперечнике кристаллы достигали при такой температуре примерно за миллион лет.

Фото с сайта cen.acs.org.

Аркадий Курамшин

10 август 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Агатовая литофиза

На фото — агатовая литофиза (в разрезе), найденная в пустыне Блэк-Рок, штат Невада, США...

НЛО спас Землю

Российский ученый Юрий Лавбин убежден, что тунгусский метеорит сбили инопланетяне, чтобы предотвратить гибель Земли.И представил свои доказательства - десять кварцевых кристаллов, найденных в

Пещера Крубера-Воронья - самая глубокая пещера в мире

Пещера Крубера-Воронья является самой глубокой из известных пещер на Земле. Она расположен горном массиве Арабика в Абхазии. Эта гора содержит несколько сотен пещер, которые начали образовываться

Потрясающий метеорит Фукан

Этот тип метеорита, с вкраплениями золотых кристаллов оливина в железно-никилевую основу, называется палассит. Это потрясающий метеорит, и, возможно, самый красивый внеземной кусок камня, который

Микроскопические цветы из кристаллов

Исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук нашли способ формировать микроскопические кристаллы в сложнейшие формы . Эти фотографии в электронном микроскопе были искусственно
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
«Заливы Каролины»Почему одни нации богатые, а другие — бедные?Люди могут отращивать хрящи, как саламандрыПочему мы стареем? Новая теория ученыхРоссийский аппарат к Луне стартует не раньше 2026 годаОхотник за сокровищами нашел редчайший доисторический кладNASA получило новые снимки Большого красного пятна ЮпитераЧто происходит с океанами Земли?