Die mysteriösen Ursprünge des Rubins wurden endlich entschlüsselt: ScienceAlert

Der funkelnde blaue Saphir, der auf extreme Kälte schließen lässt, hat einen bemerkenswert heißen Ursprung tief im Erdinneren.

Seit vielen Jahren werden Rubine in vulkanischen Lagerstätten gefunden, z Vulkan Mount EiffelMagma fließt über einen längeren Zeitraum aus dem Erdmantel in die Erdkruste und erzeugt dabei natrium- und kaliumreiche Schmelzen. Andere Arten kommen auch in Flussböden vor, wo mächtige Kristalle aus Quellgesteinen gereinigt werden.

Obwohl vulkanische Aktivität eine gewisse Rolle zu spielen scheint, ist die genaue Herkunft dieser tief in den Schmelzöfen unseres Planeten gefundenen Rubine ein Rätsel, da Geologen nicht feststellen konnten, ob sie sich ausschließlich im Mantel selbst bilden oder während des Aufstiegs aus anderen Mineralien entstehen aus Magma.

Neue Forschungen haben Beweise dafür gefunden, dass azurblaue Edelsteine ​​im Feuer und der Wut vulkanischer Unruhen hergestellt werden können, wenn extreme Prozesse das Aluminiumoxid in der Hülle erhitzen und in eine kristalline Form namens „komprimieren“. Korund; Das Hauptmineral, aus dem es besteht Saphir.

„Eine Erklärung ist, dass die Rubine in der Erdkruste aus Tonablagerungen stammen, die einst bei sehr hohen Temperaturen und Drücken existierten, und dass das aufsteigende geschmolzene Gestein lediglich den Aufzug zur Oberfläche für die Kristalle bildet.“ Der Geologe und Erdölwissenschaftler Axel Schmidt erklärt Von der Curtin University in Australien.

Die Forscher wollten wissen, ob dies der Fall war – dass sich der Rubin im oberen Mantel oder in der unteren Kruste bildete und dann von Magma, das von unten an die Oberfläche arbeitete, eingefangen und nach oben getragen wurde. Dazu mussten sie den Rubin selbst studieren.

Sie sammelten 223 mikroskopisch kleine Rubine von Eiffel und unterzogen sie … Sekundärionen-MassenspektrometrieSie untersuchten zwei unterschiedliche Eigenschaften: Rutil- und Zirkon-Verunreinigungen, die im Rubin bei seiner Bildung eingeschlossen werden, und die Sauerstoffisotopenverhältnisse im Aluminiumoxid.

Heutzutage bestehen Rubine größtenteils aus Aluminiumoxid in Form von Korund, es können jedoch auch andere Elemente damit vermischt sein.

Die tiefblaue Farbe, für die Saphire bekannt sind, entsteht beispielsweise durch Titan und Eisen, die den Korund pigmentieren. Eisen allein ergibt gelbe Saphire und kann uns auch grüne Steine ​​bescheren. Chrom färbt den Korund rosa oder rot, wodurch wir Rubine erhalten.

Darüber hinaus gibt es noch weitere Vollmineralien – z.B Rutil (Titandioxid) und Zirkon – Es kann sich bei der Entstehung von Rubinen im Inneren ansammeln.

Mithilfe dieser Mineralien können Wissenschaftler dann bestimmen, wann der Kristall blühte. Dies liegt daran, dass Rutil und Zirkon bei ihrer Bildung Uran enthalten, das dann mit einer bekannten Geschwindigkeit radioaktiv zerfällt. Wissenschaftler können die Anteile von Uran und Zirkon untersuchen. Uran für Blei Im Inneren des Gesteins, um festzustellen, wie lange das Uran zerfallen ist.

Zusätzlich zu Uran untersuchten Forscher die Sauerstoffisotopenverhältnisse in Rubinen. Ein Isotop ist eine Form eines Atoms mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen, und es gab zwei Isotope, die es zu untersuchen galt. Sauerstoff 16Mit 8 Protonen und 8 Neutronen ist es das leichteste Isotop und die am häufigsten vorkommende Sauerstoffform auf der Erde. Sauerstoff-18 Es enthält 8 Protonen und 10 Neutronen und kommt in Mineralien aus der tiefen Erdkruste häufiger vor als in Mineralien aus dem Erdmantel.

Durch die Untersuchung der Verhältnisse dieser Isotope konnten die Forscher feststellen, dass der Eiffel-Rubin Sauerstoffverhältnisse aufweist, die sowohl auf den Mantel als auch auf die Kruste zurückzuführen sind.

Mittlerweile zeigte die Uran-Blei-Datierung, dass sie sich gleichzeitig mit den Vulkanen bildeten, die sie an die Oberfläche brachten.

Angesichts all dessen lässt sich vermuten, dass sich der Rubin in der oberen Kruste gebildet hat, nicht mehr als 7 Kilometer (4,3 Meilen) unter der Oberfläche. Ein Teil dieser Formation war das Ergebnis von geschmolzenem Gestein im Erdmantel, das bei seiner Bewegung schmolz, wodurch sich die Isotopenverhältnisse im Erdmantel zu Korund verschoben. Andere Rubine entstanden, als Magma in umliegendes Gestein einsickerte und durch Hitze die Rubine erzeugte, was zu Edelsteinen mit Isotopenverhältnissen führte, die häufiger bei Muscheln vorkommen.

„In der Eifel spielten bei der Kristallisation des Rubins sowohl vulkanische als auch metamorphe Prozesse eine Rolle, bei denen die Temperatur das Ausgangsgestein veränderte.“ Geologe Sebastian Schmidt erklärt Von der Universität Heidelberg in Deutschland.

Die Forschung wurde veröffentlicht in Beiträge zur Mineralogie und Petrologie.