Így váltak ragyogóvá az ammolit színei

Nem túl sok szerves eredetű, ékszerként használható anyag létezik: ilyen a borostyán, az igazgyöngy, a gyöngyház, vagy épp az ammolit. Ez utóbbi rendkívül élénk, irizáló színeiről ismert ammonitesz ősmaradvány. Egy japán kutatócsoportnak sikerült feltárnia, mihez is köthetők e ragyogó színek a Japánban oly népszerű ékkőben. A kutatásról a Scientific Reports folyóiratban számoltak be a szakemberek.

A kanadai Alberta tartományban bányászott, mintegy 75 millió éves, Placenticeras nemzetségbe tartozó ammoniteszek már életükben is gyöngyházfényűek, visszafogottan színesek voltak a vázukon lévő aragonitrétegnek köszönhetően. Úgy tűnik azonban, a természet nem volt elégedett ezzel, és a pasztell árnyalatokból ragyogóan fénylő, szivárványszínű árnyalatokat készített, az évmilliók során.

Ettől a kövületek egészen élénken ragyogó, tiszta színeket öltöttek, amellett, hogy különleges szerkezetüket is megtartották. Az ammolit mindössze egyetlen, nagy területen, de kis szakaszokban megtalálható palás kőzet, a Bearpaw-formáció területén kerül elő, nagyrészt Kanadában, kis részben az USA Utah államában.

Azt talán sokan tudják, hogy a pasztellszínű gyöngyházas árnyalatokat a kagylóhéjak nanoszerkezete adja, így az ammolit esetében a természetes folyamatok valahogyan ezt tették élénk színűvé. Miközben magukat az ammoniteszeket világszerte megtalálni, a ragyogó színű ammolit csak néhány kivételes helyről került eddig elő. A japán kutatók az ammolit, más, színes ammonitesz, illetve mai gyöngyházfényű kagylók mikroszkopikus összehasonlítását végezték el.

Az ammolit, a madagaszkári színes ammonitesz kövületek és ma élő mészvázas állatok színes héjainak összehasonlítása. Az ammolit színei a leginkább ragyogó és tiszta árnyalatok.

Forrás: Scientific Reports

Ezzel sikerült feltárni, hogy a színes réteget alkotó aragonit lemezkéi közt mindössze 4 nanométernyi, levegővel kitöltött hézagok találhatók – ez az emberi hajszálnak csupán mintegy húszezred része. (Ugyanezek a rések a mai gyöngyházfényű héjakban 10-20 nanométeresek, és ráadásnak nem levegő, hanem szerves anyag tölti ki őket, emiatt a színeik halványak, pasztellesek.)

A szabályosan rétegzett aragonitlemezkék vastagsága határozza meg, hogy milyen színű lesz az ammolit: a 140 nanométeres rétegekből élénk kék, a 160 nanométeresből élénk zöld, a 190 nanométeresből pedig élénk vörös árnyalat látszik. Az intenzív színekhez az is hozzájárul, hogy ezek az aragonitlemezkék rendkívül szabályos elhelyezkedésűek.

A kutatók kísérleteket is végeztek mai gyöngyházfényű kagyló aragonitrétegekkel. Ezeket, miután oldószerrel eltávolították belőlük a szerves anyagokat, megpróbálták összenyomni úgy, hogy csökkenjen köztük a rés, 11 nanométerre sikerült. A színek élénkebbé is váltak, ám nem érték el azt a ragyogóan tiszta árnyalatot, amit az ammolit esetében látni. Úgy tűnik tehát, hogy ehhez a 4 nanométeres hézagok az ideálisak, ezek fokozzák az interferencia hatását, élénkebbé, tisztábbá téve a színeket.

Sok hasonló, szerkezeti színeket mutató állatról tudjuk, hogy a színeik attól függően változnak, milyen irányból nézzük őket – gondolhatunk akár a színjátszólepkékre, vagy számos madár tollára. Az ammolitra azonban ez az irányfüggő árnyalatváltozás nem igazán jellemző, ez pedig hozzáad a belőle készült ékszerek értékéhez is. Az ammolit létrejöttéhez tehát arra volt szükség, hogy az eredeti aragonitlemezkék ne alakuljanak át, ám közben a köztük lévő szerves anyagok kioldódva üres helyet hagyjanak az aragonit mikroszkopikus rétegei közt.