Kako su safiri nastali u vulkanima?

Safiri su među najdragocjenijim draguljima, ali se sastoje isključivo od kemijski “kontaminiranog” aluminijevog oksida ili korunda. Širom svijeta, ovi kristali karakteristične plave boje uglavnom se nalaze u kombinaciji s vulkanskim stijenama siromašnim silicijem. Općenito se pretpostavlja da je ova veza posljedica safira koji potječu iz dubokih stijena kore i slučajno završavaju na Zemljinoj površini dok se magma penjala.

Kroz geokemijske analize, geoznanstvenici sa Sveučilišta Heidelberg pokazali su da su zrnca safira veličine milimetara pronađena u Eifelu (Njemačka) nastala u vezi s vulkanizmom. Rad je objavljen u časopisu Prilozi mineralogiji i petrologiji.

Eifel je vulkansko područje u središtu Europe gdje magma iz Zemljinog plašta prodire u gornju koru gotovo 700 000 godina. Taline su siromašne silicijevim dioksidom, ali bogate natrijem i kalijem. Magme sličnog sastava diljem svijeta poznate su po obilju safira. Zašto se ova iznimno rijetka varijanta korunda često nalazi u ovoj vrsti vulkanskih naslaga do sada je bila misterija.

“Jedno od objašnjenja je da safir u Zemljinoj kori potječe iz prethodno glinastih sedimenata na vrlo visokim temperaturama i tlaku, a uzlazne magme jednostavno tvore dizalo do površine za kristale”, objašnjava prof. dr. Axel Schmitt, istraživač na Sveučilištu Curtin u Perthu (Australija) koji istražuje izotopsku geologiju i petrologiju kao počasni profesor na Institutu za znanosti o Zemlji na Sveučilištu Heidelberg—njegova bivša matična institucija.

Kako bi provjerili ovu pretpostavku, istraživači su ispitali ukupno 223 safira iz Eifela. Pronašli su dio ovih milimetarskih kristala u uzorcima stijena prikupljenih iz vulkanskih naslaga u brojnim kamenolomima u regiji. Međutim, većina safira dolazi iz riječnih sedimenata.

“Kao i zlato, safir je vrlo otporan na vremenske uvjete u usporedbi s drugim mineralima. Tijekom dugotrajnih vremenskih razdoblja, zrnca se ispiru iz stijene i talože u rijekama.

Istraživači su odredili starost safira iz Eifela koristeći uran-olovnu metodu na mineralnim inkluzijama u safiru koristeći sekundarni ionski maseni spektrometar koji je također mogao identificirati sastav izotopa kisika. Različita relativna zastupljenost lakog izotopa O-16 i teškog izotopa O-18 pruža informacije o podrijetlu kristala poput otiska prsta. Stijene duboke kore imaju više O-18 nego taline iz Zemljinog plašta.

Kao što utvrđivanje starosti pokazuje, safiri u Eifelu nastali su u isto vrijeme kad i vulkanizam. Djelomično su naslijedili izotopski potpis talina plašta, koji su bili kontaminirani zagrijanom i djelomično otopljenom stijenom kore na dubini od oko pet do sedam kilometara. Ostali safiri nastali su u kontaktu s podzemnim talinama, pri čemu su taline prožimale susjednu stijenu i tako potaknule stvaranje safira.