Тайна цветных алмазов: как природа создаёт бриллианты всех оттенков

Алмазы бывают не только бесцветными — они могут быть синими, жёлтыми, зелёными и даже розовыми. Но что придаёт этим драгоценностям столь разнообразные оттенки?

В основе алмазов лежит единственный химический элемент — углерод. «Это просто чистый углерод, превращённый в сокровище под огромным давлением», — объясняет Люк Дусет, старший научный сотрудник по геологии из Университета Кёртин в Австралии. Алмазы образуются на глубине более 160 километров в мантии Земли, где экстремальные давление и температура «сплавляют» атомы углерода в плотную кристаллическую решётку.

После формирования алмазы должны быстро подняться на поверхность, чтобы их структура сохранилась. Это обычно происходит во время извержений вулканов, которые выталкивают породы из недр. Если же алмаз останется в глубине, за миллионы лет он может расплавиться или превратиться в графит.

«Нам очень повезло, что мы вообще находим алмазы, ведь им нужно преодолеть путь из глубин Земли», — говорит Габриэла Фарфан, куратор коллекции минералов и драгоценных камней Смитсоновского музея естественной истории.

Большинство алмазов бесцветны, но существует несколько механизмов, благодаря которым они приобретают «фантазийные» оттенки. Во-первых, как и другие минералы, алмазы могут содержать примеси — элементы, внедрившиеся в их структуру. Однако из-за плотной кристаллической решётки углерода таких элементов немного. «Очень немногие атомы могут заместить углерод», — отмечает Фарфан.

Исключение составляют азот (сосед углерода в таблице Менделеева), который создаёт жёлтые или оранжевые алмазы, и бор, придающий камням насыщенный синий цвет, как у легендарного алмаза Хоупа. Радиоактивное излучение также может окрасить алмазы в зелёный цвет, если соседние породы содержат уран, «выбивающий» атомы из кристаллической решётки.

Другой путь — структурные деформации. Например, розовые и красные алмазы обязаны своими оттенками искажению кристаллической решётки в недрах Земли. «Это как в сказке про трёх медведей: если давление слишком сильное, алмаз станет коричневым; если недостаточное — останется бесцветным», — сравнивает Дусет. Именно поэтому розовые алмазы встречаются крайне редко.

Интересно, что деформации несут в себе «отпечаток» геологических процессов, что позволяет учёным определить происхождение камней. Например, анализ алмазов из австралийского месторождения Аргайл показал, что они сформировались 1,3 млрд лет назад во время распада древнего суперконтинента. А ярко-красный алмаз Уинстон из коллекции Смитсоновского музея, как полагают, имеет корни в Венесуэле или Бразилии.

Такие камни — не только объект восхищения, но и ключ к разгадкам истории Земли. «Они помогают понять, как менялся углеродный цикл и какие процессы происходили в недрах планеты», — подчёркивает Дусет.

Сегодня цветные алмазы высоко ценятся не только за красоту, но и за научную значимость. Например, изумрудно-зелёные алмазы, образовавшиеся под воздействием радиации, помогают геологам находить месторождения урановых руд. А синие камни с примесью бора встречаются в регионах, где сталкивались древние океанические плиты, что проливает свет на тектонические процессы.

Современные технологии тоже вносят вклад в «палитру» алмазов: с помощью облучения или высокотемпературной обработки бесцветные камни искусственно окрашивают в редкие оттенки. Однако природные фантазийные алмазы остаются эталоном ценности. Их уникальность — результат непредсказуемого стечения факторов, которые, по словам Фарфан, «делают каждый камень маленьким чудом, сотворённым Землёй».