The most colorful gemstones on Earth - Jeff Dekofsky

Переводчик: Редактор: Rostislav Golod

On an auspicious day in November of 1986,

Однажды в ноябре 1986 года день выдался удачным:

5 Australian miners climbed Lunatic Hill—

5 австралийских шахтёров забрались на Холм Дураков —

so named for the mental state anyone would be in to dig there.

его так прозвали, так как копать там мог только человек именно в таком уме.

While their competitors searched for opals at a depth of 2 to 5 meters,

Пока их конкуренты выискивали опалы на глубине от двух до пяти метров,

the Lunatic Hill Syndicate bored 20 meters into the earth.

шахтёры из синдиката «Холма Дураков» пробурились на 20 метров под землю.

And for their audacity, the earth rewarded them

Но земля щедро вознаградила их за отвагу,

with a fist-sized, record breaking opal.

одарив рекордным опалом размером с кулак.

They named it the Halley’s Comet opal,

Этот опал назвали «Комета Галлея» в честь намного бо́льшего небесного тела,

after the much larger rocky, icy body flying by the earth at that time.

состоящего из камня и льда и в том году как раз пролетавшего над Землёй.

The Halley’s Comet opal is a marvel, but its uniqueness is, paradoxically,

Опал «Комета Галлея» — настоящеее чудо, но парадокс, что его уникальность —

the most usual thing about it.

на самом деле довольно обыденное явление.

While diamonds, rubies, emeralds, and other precious stones

Бриллианты, рубины, изумруды и другие драгоценные камни

are often indistinguishably similar,

зачастую почти неотличимы друг от друга,

no two opals look the same,

в отличие от них, благодаря свойству так называемой «игры цвета»,

thanks to a characteristic called "play of color."

двух одинаковых опалов не существует.

This shimmering, dazzling, dancing display of light

Мерцающее, ослепительное, переливающееся сияние света

comes about from a confluence of chemistry, geology, and optics

возникает на стыке химии, геологии и оптики,

that define opals from their earliest moments, deep underground.

что определяет свойства опалов с самого их зарождения глубоко под землёй.

It’s there that an opal begins its life as something surprisingly abundant: water.

Именно там и рождаются опалы из материала, который не назовёшь редким — воды.

Trickling down through gaps in soil and rock,

Просачиваясь сквозь щели в почве и твёрдых породах,

water flows through sandstone, limestone, and basalt,

вода проходит через песчаник, известняк и базальт,

picking up a microscopic compound called silicon dioxide.

попутно подхватывая соединение, которое называется диоксид кремния, или кремнезём.

This silica-enriched water enters the voids inside pieces of volcanic rock,

Обогащённая кремнием вода попадает внутрь полостей кусков вулканических пород,

prehistoric river beds, wood and even the bones of ancient creatures.

отложений на дне доисторических рек и даже костей древних животных.

Gradually, the water starts to evaporate,

Постепенно вода испаряется,

and the silica-solution begins forming a gel,

а из кремниевого раствора формируется гель,

within which millions of silica spheres form layer by layer

в нём миллионы силиконовых сфер слой за слоем

as a series of concentric shells.

образуют концентрические отложения.

The gel ultimately hardens into a glass-like material,

В итоге гель застывает и превращается в стекловидный материал,

and the spheres settle into a lattice structure.

А сферические молекулы образуют решётку.

The vast majority of the time, this structure is haphazard,

Чаще всего молекулы имеют беспорядочную структуру,

resulting in common, or potch, opals with unremarkable exteriors.

так получаются обыкновенные опалы, имеющие непримечательный внешний вид.

The tiny, mesmerizing percentage we call precious opals

Однако существует ничтожно малый процент камней, так называемых благородных опалов,

have regions where silica beads of uniform size form orderly arrays.

которые находят в тех местах, где молекулы кремния образовали стройные структуры.

So why do those structures produce such vibrant displays?

Но почему существует такое огромное многообразие этих молекулярных структур?

The answer lies in a principle of wave physics called interference.

Ответ заключается в физическом явлении под названием интерференция волн.

For the sake of simplicity,

Для облегчения понимания рассмотрим,

let’s look at what happens when a single color of light—

что происходит, когда на поверхность благородного опала падает простой свет,

green, with a wavelength of 500 nanometers— hits a precious opal.

например, зелёный с длиной волны 500 нанометров.

The green light will scatter throughout the gemstone

Внутри драгоценного камня зелёный свет рассеется

and reflect back with varying intensities—

и отразится с различной интенсивностью

from most angles suffused, from some entirely dimmed,

под большинством углов — насыщенно, под другими — приглушённо,

and others dazzlingly bright.

под третьими — очень ярко.

What’s happening is, some of the green light reflects off of the top layer.

А происходит следующее: часть зелёного света отражается от самого верхнего слоя.

Some reflects off of the layer below that.

Ещё часть — от слоя ниже его.

And so on.

И так далее.

When the additional distance it travels from one layer to the next, and back,

Когда дополнительное расстояние,

которое проходит свет от одного слоя к другому и обратно,

is a multiple of the wavelength— such as 500 or 1000 extra nanometers—

кратно длине волны — от 500 до 1000 дополнительных нанометров —

the crests and valleys of the waves match each other.

то пики и минимальные точки двух волн перекрываются.

This phenomenon is called constructive interference,

Это явление называется конструктивной интерференцией,

and it amplifies the wave, producing a brighter color.

в результате него волна усиливается, а цвет становится ярче.

So if you position your eye at the correct angle,

То есть если вы посмотрите под нужным углом, то зеленый свет,

the green light reflecting from many layers adds together.

отражённый от многочисленных слоев камня, будет собираться в определённой точке.

Shift the angle just a bit,

Немного измените угол,

и вы измените расстояние, которое проходит свет между слоями.

and you change the distance the light travels between layers.

Change it enough, and you’ll reach a point where the crests match the valleys,

Измените его снова, и вы достигните точки,

при которой пики будут совпадать с минимальными значениями,

making the waves cancel each other out— that’s destructive interference.

и волны будут нейтрализовать друг друга — это деструктивная интерференция.

Different colors have different wavelengths,

Разные цвета имеют различные длины волн,

which translates to varying distances they have to travel

и поэтому они проходят различные расстояния

to constructively interfere.

при конструктивной интерференции.

That’s why colors roughly correspond to silica bead sizes.

Вот почему цвета примерно соответствуют размерам молекул кремния.

The spaces between 210 nanometer beads are just right to amplify blue light.

Расстояния в 210 нанометров между молекулярными сферами

как раз достаточно для усиления голубого света.

For red light, with its long wavelengths,

Для имеющего длинные волны красного света молекулы должны находиться

the silica beads must be close to 300 nanometers.

на расстоянии друг от друга не более 300 нанометров.

Those take a very long time to form, and because of that,

Такие опалы образуются очень долго, поэтому красный —

red is the rarest opal color.

самый редкий цвет у опалов.

The differences in the arrangements of the gel lattices

Различные по образованию молекулярные решётки

within a particular stone result in a wide range of color patterns—

у одного камня превращаются в целую гамму рисунков:

everything from broad flash to pin-fire to the ultra-rare harlequin.

от широкой вспышки и огненных точек до редчайшей расцветки «арлекин».

The circumstances that lead to the formation of precious opal

Условия, при которых образуются благородные опалы,

are so uncommon that they only occur in a handful of places.

настолько уникальны, что камни попадаются лишь в нескольких местах на земле.

About 95% come from Australia,

Примерно 95% опалов добывают в Австралии, где идеальные условия для их формирования

where an ancient inland sea created the perfect conditions.

создало доисторическое море внутри континента.

It was there that the Halley’s Comet opal formed some 100 million years ago.

Именно там 100 миллионов лет тому назад и появился на свет опал «Комета Галлея».

Which raises the question: in the next 100 million years,

Неизбежно возникает вопрос: если в ближайшие 100 миллионов лет

silica-rich water will percolate through the nooks and crannies

обогащённая кремнием вода просочится сквозь микроскопические «закоулки»

of some of the discarded artifacts of human civilization.

внутри различных оставленных человеческой цивилизацией предметов,

What opalescent plays of light will one day radiate

какие тогда переливчатые оттенки света однажды возникнут на поверхностях того,

from the things we forget in the darkness?

что мы забыли в темноте?