Băng trong lửa: Nguồn gốc 'địa ngục' của loại đá quý nổi tiếng

Theo Science Alert, loại đá quý mà các nhà khoa học cố tìm hiểu là sapphire, có màu xanh lấp lánh, sắc lạnh như những tảng băng.

Thế nhưng các tác giả từ Đại học Heidelberg (Đức) và Đại học Curtin (Úc) phát hiện ra chúng có nguồn gốc cực kỳ nóng bỏng.

Một viên đá quý sapphire thô được khai quật từ Volcanic Eifel - Ảnh: Sebastian Schmidt

Trong nhiều năm, đá sapphire đã được tìm thấy trong các mỏ núi lửa như Volcanic Eifel, nơi magma từ lớp phủ Trái Đất trào lên lớp vỏ trong một thời gian dài, tạo ra các chất nóng chảy giàu natri và kali.

Một số khác được tìm thấy trong lòng sông dưới dạng các tinh thể.

Nhưng núi lửa chỉ đóng vai trò là kẻ đem đá quý rải lên bề mặt. Còn cụ thể chúng được rèn nên ở đâu hãy còn là bí ẩn.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã xem xét hai giả thuyết: Liệu chúng hình thành trong chính lớp phủ hay được nung chảy từ các khoáng chất khác trong quá trình magma trào lên?

Họ đã thu thập 223 viên sapphire siêu nhỏ từ mỏ Volcanic Eife và tiến hành đo phổ khối ion thứ cấp, giúp tìm hiểu rõ các tạp chất rutil và zircon bị mắc kẹt trong sapphire khi chúng hình thành, tỉ lệ đồng vị oxy trong nhôm oxit, cũng như một số yếu tố khác.

Chính những thứ tạo nên viên đá sẽ cho biết lịch sử của nó.

Kết quả cho thấy nơi sapphire xuất hiện phải là lớp vỏ sâu của Trái Đất thay vì lớp phủ, tức gần chúng ta hơn suy nghĩ trước đây: Chỉ khoảng 7 km bên dưới bề mặt.

Tuy vậy, thứ đóng vai trò quan trọng để rèn nên nó thì đúng là "địa ngục".

Một số loại sapphire được tạo ra từ việc magma lớp phủ làm tan chảy đá khi nó di chuyển qua, làm thay đổi thành phần của lớp vỏ Trái Đất và rèn nên đá quý.

Các loại đá sapphire khác hình thành khi chất nóng chảy thấm vào đá xung quanh nó, kích hoạt sự hình thành đá sapphire thông qua nhiệt, tạo ra các loại đá quý có tỉ lệ đồng vị điển hình hơn có nguồn gốc từ lớp vỏ.

Chính quá trình khắc nghiệt này và màu sắc bí ẩn của sapphire khiến các tác giả gọi nó là "băng rèn trong lửa".

Nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí khoa học Contributions to Mineralogy and Petrology.