В течение многих лет сапфиры находили в вулканических отложениях, где магма из мантии Земли в течение длительного периода времени поднимается в кору и образует расплавы богатые натрием и калием. Хотя вулканические процессы, вероятно, играют роль в создании известных драгоценных камней, точное происхождение сапфиров оставалось загадкой. Ученые не могли определить, образуются ли они только в мантии или создаются в коре при подъеме магмы. Авторы исследования, опубликованного в журнале Contributions to Mineralogy and Petrology, нашли ответ на этот вопрос.

Как передает Oxu.Az, об этом пишет ScienceAlert.

Сапфиры представляют собой драгоценные камни в основном синего цвета и являются разновидностью такого минерала, как корунд. Сапфиры - это оксид алюминия, состоящий из трех атомов кислорода и двух - алюминия. Синий, самый популярный, цвет им придают примеси железа и титана.

Ученые хотели выяснить, создаются ли сапфиры в верхней части мантии Земли или все же в нижней части коры планеты, а затем магма выталкивает их ближе к поверхности. Одна из теорий гласит, что сапфиры образуются при очень высокой температуре и давлении в коре Земли.

Авторы исследования изучили пару сотен сапфиров, обнаруженных на территории горного массива Айфель в Германии. Там есть участок, который был сформирован сильной вулканической активностью в далеком прошлом. Ученые изучили включения рутила (оксида титана) и циркона в сапфирах, а также соотношение изотопов кислорода в оксиде алюминия. Благодаря этому можно понять, как и где произошло формирование драгоценного камня.

При образовании рутила и циркона они включают уран, который подвергается радиоактивному распаду с известной скоростью. Можно изучить соотношение урана внутри минерала, чтобы определить, как долго этот уран распадался.

Изотопами химических элементов называются атомы с различным количеством нейтронов. Исследователи изучили два изотопа кислорода - кислород-16 и кислород-18. Первый является самой распространенной формой кислорода на Земле, второй более распространен в минералах из нижней коры, чем в минералах из мантии нашей планеты.

Исследование показало, что сапфиры имели соотношения кислорода, которые можно обнаружить как в мании, так и в коре. Изучение урана продемонстрировало, что драгоценные камни образовались в то же время, когда происходила вулканическая активность, которая доставила их на поверхность.

Авторы пришли к выводу, что сапфиры образовались в верхней части коры на глубине не более 7 км. Часть камней была создана магмой из мантии, которая расплавляла породу по мере ее продвижения. Таким образом сапфиры получили обнаруженные соотношения изотопов. Но другие сапфиры образовались под действием высоких температур и давления, когда магма полностью проникала в породу в верхней коре.