Представьте себе минерал-губку
С виду — обычный кристалл. Но внутри его структура похожа на сэндвич или губку: тонкие слои, полости, каналы. В эти каналы могут «прятаться» большие ионы — например, цезий. Такой минерал называется куплетскит. Его нашли на Кольском полуострове и в Тянь-Шане.
Есть две его разновидности:
- калиевая (обычная),
- и цезиевая — куда более редкая.
И вот, когда такие минералы нагревают до температуры раскалённой печи (выше 500 °C), с ними происходит настоящее превращение.
Когда кристалл попадает в пламя
Учёные нагревали образцы и наблюдали за ними с помощью рентгеновских лучей и спектроскопии (что-то вроде «рентгена и УЗИ» для минералов).
Что же они увидели?
- Железо и марганец в кристалле «переключают передачу»
Марганец (Mn²⁺) превращается в более «строгую» форму — Mn³⁺.
То же самое делает и железо (Fe²⁺ → Fe³⁺).
Это похоже на то, как мягкий металл вдруг становится более «жёстким». - Минерал «выдыхает» воду
Из структуры уходят гидроксильные группы (OH⁻).
Минерал теряет часть «внутренней влаги» и перестраивает кристаллическую решётку. - Структура либо сжимается, либо расширяется
Если в минерале калий — он сжимается, словно металл, который охлаждают.
Если цезий — наоборот, немного расширяется вдоль слоёв.
Цезий играет роль распорки: он слишком большой, чтобы слои плотно сомкнулись.
Почему это важно?
- Для геологов — такие процессы могут происходить глубоко в земной коре, когда породы нагреваются при движении плит. Это влияет даже на электропроводность горных массивов и помогает объяснять «аномалии», которые видят геофизики.
- Для экологии — куплетскит-(Cs) может удерживать цезий. А ведь радиоактивный цезий-137 — один из главных продуктов ядерных аварий. Минералы такого типа можно использовать как природные фильтры для очистки.
- Для науки о материалах — пористая структура делает их перспективными для катализаторов и ионных батарей.
В чём фишка открытия?
Учёные впервые показали, что марганец в минералах ведёт себя так же, как железо: окисляется при нагреве и перестраивает структуру.
А значит, минералы с марганцем — это не «тихие статисты» геологии, а активные участники процессов, которые могут менять свойства пород в глубинах Земли.
Подписывайтесь на канал чтобы не пропустить новые статьи