علت رنگ هالیت آبی

اگرچه علت رنگ‌های آبی و ارغوانی که در هالیت های کارلس‌بد در نیومکزیکو و سایر مکان‌های سراسر جهان مانند کویر سمنان ایران دیده می‌شود، کاملاً شناخته نشده‌اند، با این حال نتایج معقولی را می‌توان از مطالعات در چندین نشریه و مشاهدات میدانی گرفت. دو پدیده مشاهده شده که بخشی از فرآیندی ایجاد سایه‌رنگ های متفاوت آبی و ارغوانی را ایجاد می‌کنند، وجود دارد. خواص لاجورد درطب سنتی به طور معمول هالیت آبی و ارغوانی (تا بنفش) در تماس مستقیم با سیلویت نسبتاً خالص (که معمولاً سفید شیری است) رخ می دهد. سیلویت (KCl) حاوی مقدار کمی از ایزوتوپ طبیعی رادیواکتیو پتاسیم-40 (K40) است که به آرامی در طول زمان واپاشی شده و ذرات بتا و تابش اشعه گاما را آزاد می کند. این تابش همان مقدار بسیار کمی از تشعشعات است که حتی با خوردن موز نیز بدن ما در معرض آن قرار می گیرد، بنابراین برای انسان مضر نیست. جالب است بدانید رنگ نمک آبی با حرارت دهی نیز میتواند تغییراتی داشته باشد.

در ابتدا، پرتوهای گاما حاصل از واپاشی 40K یک الکترون را از یون‌های کلر (Cl-) که در ساختار کریستالی هالیت معلق هستند جدا می‌کند و الکترون‌های آزاد (-) و کلر عنصری (Cl) تولید می‌کند. الکترون‌ها به سمت مکان‌های اتم‌های از دست رفته (فضای خالی) حرکت می‌کنند و یک نقص بسیار ریز ساختاری در ساختار بلوری به نام مرکز فارب (Farbe-center) تشکیل می‌دهند («Farbe» در آلمانی به معنای رنگ است، بنابراین به آنها مرکز رنگ (color-centers) نیز می‌گویند). الکترون ها در چنین فضای خالی تمایل به جذب نور در طیف مرئی دارند به طوری که ماده ای که معمولاً شفاف است رنگی می شود.

در بحث نمک آبی ، نقص ایجاد شده توسط مرکز رنگی F (F-center) بر نحوه عبوری/انعکاسی پرتو نور از یک قسمت ماده تأثیر می‌گذارد که باعث ایجاد رنگ قابل مشاهده در طیف مرئی برای ما میشود. در این حالت، مرکز رنگی F یک رنگ زرد تا قهوه ای در هالیت ایجاد می کند . ثانیاً، برخی از الکترون‌های آزاد با یون‌های سدیم باردار شده مثبت (Na+) ترکیب می‌شوند تا سدیم عنصری (Na) تولید کنند. اتم های عنصری فلز سدیم به یکدیگر جذب می شوند تا گروه ها یا کلوئیدها را تشکیل دهند که رنگ آبی را در هالیت ایجاد می کند. اشباع رنگ به قرار گرفتن در معرض تشعشع مربوط می شود، بنابراین هالیت تیره رنگ یا در معرض دوزهای بالاتر تشعشع (نزدیک به سیلویت) قرار داشته یا برای مدت طولانی تری در معرض تابش قرار گرفته است.

فیل و مشاور فارغ التحصیل او، دکتر ویرجیل لوث، برای آزمایش تأثیر تابش UV بر روی مرکز رنگی F در هالیت آبی کارلس بد، مجموعه ای از آزمایشات را ابداع کردند که هالیت را در معرض یک نور فرابنفش موج کوتاه پرقدرت قرار می دهد. مانند بسیاری از مواد معدنی که توسط F-center می شوند، تابش UV الکترون به دام افتاده را از جای خالی مرکز رنگی F خارج می کند و رنگ اصلی کانی را به قبل از تابش باز می گرداند. یک فرآیند مشابه که بسیاری از مردم محلی با آن آشنا هستند در رابطه با فلوریت آبی از بلانچارد، نیومکزیکو است. بیشتر فلوریت‌هایی که در آنجا وجود دارند، رنگ آبی متوسط تا تیره خوبی دارند، اما هنگامی که در معرض نور طبیعی UV خورشید قرار می‌گیرند، کریستال‌ها سفید تا بی‌رنگ یا سفید شوند، که رنگ اصلی فلوریت در زمان تشکیل آن می باشد. فیل و دکتر لوث فرض کردند که هالیت به شیوه ای مشابه رفتار خواهد کرد. نتیجه نهایی این است که ارغوانی با بازیابی نقص ساختاری اولیه زرد/قهوه ای، ناپدید می شود، در حالی که آبی از بین نمیرود زیرا کلوئیدهای سدیم عنصری همچنان باقی می مانند. همانطور که انتظار می رفت پس از انجام آزمایشات به مدت 48 ساعت، تغییر محسوسی مشاهده شد. رنگ ارغوانی هالیت محو شده بود و یک هالیت آبی خالص باقی ماند. فرضیه درست بود!

https://chaav.ir/blog/13-%D8%AA%D8%B4%D8%AE%DB%8C%D8%B5+%D8%B3%D9%86%DA%AF+%D8%A2%DA%A9%D9%88%D8%A7%D9%85%D8%A7%D8%B1%DB%8C%D9%86

بسترهای پتاس در منطقه کارلس‌بد گسترده است و می توان انتظار داشت که هالیت های آبی در همه جا در تماس با سیلویت وجود داشته باشد. با این حال، بیشتر سیلویت های آن منطقه قرمز هستند که رنگشان ناشی از هماتیت است. چند مکان در معادن وجود دارد که سیلویت دچار انحلال و تبلور مجدد شده و هماتیت را از بین می برد و در واقع آن را تصفیه می کند. در جایی که هماتیت در سیلویت وجود دارد، به عنوان یک بازدارنده عمل می کند و تابش طبیعی پتاسیم-40 را مسدود می کند. بنابراین، بیشتر سنگ نمک های هالیت در بسترهای پتاس بی رنگ می ماند یا توسط اکسیدهای آهن به رنگ نارنجی در می آید. ته رنگ های هالیت ارغوانی تا آبی نتیجه ترکیب مراکز رنگی F و سدیم کلوئیدی با میزان شدت متفاوت است (شکل 6). هالیت ارغوانی شامل ترکیبی از هر دو پدیده است، در حالی که هالیت آبی نشان دهنده کمبود مراکز رنگی F موجود در کریستال یا ناحیه خاصی از کریستال است. تک بلورها در طول بیش از دو متر مشاهده شده‌اند و در ناحیه‌ای به این بزرگی، بسیاری از سایه‌های بنفش و آبی می‌توانند در یک بلور وجود داشته باشند (شکل 7). این ویژگی در بلورهای هالیت سمنان نیز قابل مشاهده است.