در غرب آتشفشان‌خیز ایفل، منظره‌ای خیره‌کننده به چشم می‌خورد. در میان رسوبات رودخانه کیل، جواهرات آبی کوچک – یاقوت‌های کبود – یافت می‌شوند. اما این سنگ‌های قیمتی با قطر ۰.۹ میلی‌متر، بیش از زیبایی ظاهری خود، دارای معمایی زمین‌شناختی هستند.
چگونه ممکن است این یاقوت‌ها در چنین شرایط آشفته و آتشین تشکیل شده باشند، سناریویی که با تصور ما از شکل‌گیری آرام سنگ‌های قیمتی فاصله زیادی دارد؟
پژوهشگران مجرب دانشگاه هایدلبرگ برای حل این معما وارد عمل شده‌اند. این محققان به پدیده‌ی این شگفتی‌های آبی که در میان کوره‌ی آتشین فعالیت‌های آتشفشانی تشکیل شده‌اند، پرداخته‌اند.
رمزگشایی یاقوت‌های کبود ایفل
اجازه دهید ابتدا یک توضیح کوتاه بدهیم. یاقوت‌ها چیستند؟ این سنگ‌های گرانبها اساساً اکسید آلومینیوم یا کوراندومی هستند که به اصطلاح «آلوده» شده‌اند.
اصطلاح «آلودگی» به چند ناخالصی اشاره دارد که به یاقوت‌ها رنگ آبی خاص خود را می‌بخشند. جالب است بدانید بیشتر یاقوت‌ها در مناطقی یافت می‌شوند که سنگ‌های آتشفشانی فقیر از سیلیکون دارند.
آیا این سنگ‌های قیمتی که در سطح زمین یافت می‌شوند، نشانه‌ای از منشأ عمیق در پوسته زمین دارند و توسط ماگمای بالا آمده به سطح آورده شده‌اند؟
دکتر اکسل اشمیت، محقق دانشگاه کرتن در استرالیا و استاد افتخاری دانشگاه هایدلبرگ در آلمان، در حال بررسی همین سوال است.
سناریوی ایفل: مرکز یاقوت
داستان یاقوت ما در ایفل، یک نقطه داغ آتشفشانی در قلب اروپا، unravel می‌شود. حدود ۷۰۰,۰۰۰ سال است که ماگما از گوشته زمین به تدریج از طریق پوسته بالا آمده و معمای جذابی را به وجود آورده است.
ارتباط گیج‌کننده بین ماگمای کم‌سیلیکون و غنی از سدیم و پتاسیم در اینجا و فراوانی یاقوت‌ها، زمین‌شناسان را سردرگم کرده است. تیم هایدلبرگ 223 یاقوت از منطقه ایفل را بررسی کرده‌اند.
سباستین اشمیت، که این تحقیق را به عنوان بخشی از پایان‌نامه کارشناسی ارشد خود انجام داده است، توضیح داد: «مانند طلا، یاقوت در مقایسه با دیگر مواد معدنی بسیار مقاوم در برابر هوازدگی است. در طول زمان‌های طولانی، دانه‌ها از سنگ شسته شده و در رودخانه‌ها رسوب می‌کنند. به دلیل چگالی بالای خود، به راحتی از اجزای رسوبی سبک‌تر با استفاده از طلا‌شویی جدا می‌شوند.»
منشأ یاقوت‌های ایفل
برای ردیابی ریشه‌های این یاقوت‌ها، محققان سن آنها را با استفاده از روش اورانیوم-سرب درون‌پوش‌های معدنی درون خود یاقوت‌ها تعیین کردند. این روش همچنین می‌تواند ترکیب ایزوتوپ‌های اکسیژن در یاقوت‌ها را آشکار کند.
یافته‌ها چشمگیر بودند. یاقوت‌های ایفل همزمان با فعالیت‌های آتشفشانی منطقه شکل گرفته‌اند.
برخی از سنگ‌های قیمتی دارای امضای ایزوتوپی ذوب‌های گوشته‌ای بودند که با گرما و سنگ‌های پوسته‌ای نیمه‌مایع آلوده شده بودند، در عمق تقریباً ۵-۷ کیلومتری، در حالی که برخی دیگر به نظر می‌رسیدند هنگامی که ذوب‌های زیرزمینی به سنگ‌های مجاور نفوذ کردند، کریستالیزه شده‌اند و باعث کریستالیزاسیون آنها شده‌اند.
آب: کاتالیزور مهم
آب نقش اساسی در فرآیند استثنایی تشکیل یاقوت در محیط‌های آتشفشانی ایفا می‌کند. ماگما که از طریق پوسته زمین بالا می‌آید معمولاً با مناطق غنی از آب برخورد می‌کند، که پدیده‌ای به نام متاسوماتیسم را تحریک می‌کند.
در این پدیده، سیالات حاوی عناصر با سنگ‌های اطراف ترکیب شده و باعث جابجایی آلومینیوم و سایر اجزای حیاتی لازم برای کریستالیزاسیون یاقوت می‌شوند.
این تعامل نه تنها باعث رشد یاقوت‌ها می‌شود بلکه ترکیب شیمیایی منحصر به فرد آنها را نیز تقویت می‌کند.
پیامدهای وسیع‌تر مطالعه
کشف یاقوت‌ها در ایفل تنها به روشن شدن چگونگی شکل‌گیری سنگ‌های قیمتی کمک نمی‌کند، بلکه درک ما از فعالیت‌های آتشفشانی را نیز غنی‌تر می‌کند.
با بررسی این سنگ‌های قیمتی و شرایطی که در آن شکل گرفته‌اند، زمین‌شناسان می‌توانند به درک دینامیک حرکت ماگما و تعاملات بین مواد زمین‌شناسی مختلف پی ببرند.
کنار هم قرار دادن پازل
سباستین اشمیت گفت: «در ایفل، هم فرآیندهای ماگمایی و هم دگرگونی، که در آن دما سنگ اولیه را تغییر داد، در کریستالیزاسیون یاقوت نقش داشتند.»
بنابراین، یاقوت‌ها تنها منظره‌ای زیبا نیستند؛ آنها شاهدی بر قدرت زمین و دروازه‌ای برای درک مکانیزم‌های داخلی سیاره ما هستند.
بنابراین، دفعه بعد که به یاقوتی نگاه می‌کنید، به این شگفتی آبی به خاطر سفر قابل توجهش از اعماق سوزان پوسته زمین تا سطح آفتاب‌زده ادای احترام کنید.
علاوه بر این، همکاری بین‌رشته‌ای بین زمین‌شناسان و گوهرشناسان در unraveling این روایت پیچیده که درون این سنگ‌های قیمتی نهفته است، بسیار مهم است.
این همکاری نه تنها تاریخ زمین‌شناسی ایفل را روشن می‌کند بلکه تحقیقات آینده در زمینه تشکیل سنگ‌های قیمتی و فرآیندهای آتشفشانی را نیز پیش می‌برد. پیامدها فراتر از یاقوت‌ها می‌روند و دعوت به کاوش گسترده‌تر در علم زمین می‌کنند.
این مطالعه در مجله Contributions to Mineralogy and Petrology منتشر شده است.
