Kyawthuite: Αυτό είναι το σπανιότερο ορυκτό του πλανήτη - Υπάρχει μόνο... ένα δείγμα!

Το πιο σπάνιο ορυκτό στον κόσμο δεν δείχνει ιδιαίτερα εντυπωσιακό με την πρώτη ματιά.

Πρόκειται για έναν πολύπλευρα κομμένο πορτοκαλί πολύτιμο λίθο μόλις 1,61 καρατίων, τόσο μικρό ώστε να χωρά εύκολα στην άκρη ενός δαχτύλου. Ωστόσο, αυτός ο μικροσκοπικός λίθος, που ανακαλύφθηκε στη βόρεια Μιανμάρ, είναι μοναδικός.

Δεν έχει επιβεβαιωθεί ποτέ δεύτερο δείγμα του kyawthuite, γεγονός που τον καθιστά μια γεωλογική εξαίρεση με μια ιστορία πολύ μεγαλύτερη από το μέγεθός του.

Το χρώμα του είναι έντονο πορτοκαλί με κόκκινες αποχρώσεις. Είναι διαφανές, εξαιρετικά λαμπερό και τόσο πυκνό ώστε μοιάζει βαρύτερο απ’ όσο δείχνει.

Οι δοκιμές έδειξαν ότι έχει πυκνότητα 8,256 γραμμαρίων ανά κυβικό εκατοστό, περίπου οκτώ φορές μεγαλύτερη από εκείνη του νερού. Το ορυκτό είναι επίσης εύθραυστο, με σκληρότητα 5 στην κλίμακα Mohs, τέλεια σχιστότητα σε ένα επίπεδο και χωρίς φθορισμό υπό υπεριώδες φως.

Αυτό που κάνει το kyawthuite τόσο αξιοσημείωτο δεν είναι ότι αποτελείται από εξαιρετικά σπάνια συστατικά. Ο απλοποιημένος χημικός του τύπος είναι Bi3+Sb5+O4, ένα οξείδιο του βισμουθίου και του αντιμονίου με μικρή ποσότητα τανταλίου. Το βισμούθιο και το αντιμόνιο είναι ασυνήθιστα μέταλλα, αλλά όχι εξαιρετικά σπάνια στον φλοιό της Γης. Το μυστήριο δεν βρίσκεται στα συστατικά του, αλλά στο πώς η φύση κατάφερε να τα συνδυάσει σε αυτόν τον μοναδικό κρύσταλλο.

Ένας λίθος που αγοράστηκε σε μια κοιλάδα χειμάρρου

Η τεκμηριωμένη ιστορία του ορυκτού ξεκίνησε τον Ιανουάριο του 2010 στην περιοχή Chaung-gyi («Μεγάλο Ρέμα»), βόρεια του Mogok στη Βιρμανία, τη σημερινή Μιανμάρ. Κατά τη διάρκεια επίσκεψής του στην περιοχή, ο δρ. Kyaw Thu αγόρασε δύο κρυστάλλους που είχαν λειανθεί από το νερό από έναν μεταλλωρύχο γνωστό ως «Kha-ne-say», έναν κίτρινο και έναν πορτοκαλί.

Αρχικά υπέθεσε ότι και οι δύο λίθοι ήταν σεελίτες (scheelite), λόγω της υψηλής πυκνότητας και της λάμψης τους. Αφού τους έκοψε και τους επεξεργάστηκε, επιβεβαίωσε ότι ο κίτρινος κρύσταλλος ήταν πράγματι σεελίτης. Ο πορτοκαλί λίθος, όμως, ήταν κάτι διαφορετικό. Η λάμψη του ήταν διαφορετική και η πυκνότητά του πολύ μεγαλύτερη. Μη μπορώντας να τον ταυτοποιήσει, ο Kyaw Thu τον έστειλε στο εργαστήριο του Gemological Institute of America στην Μπανγκόκ.

Το προσωπικό εκεί επίσης δεν κατάφερε να τον αναγνωρίσει. Μετέπειτα αναλύσεις με περίθλαση ακτίνων Χ έδειξαν ότι ο πορτοκαλί πολύτιμος λίθος αντιστοιχούσε στο συνθετικό BiSbO4. Το αποτέλεσμα αυτό οδήγησε σε λεπτομερέστερη μελέτη, η οποία κατέληξε στο συμπέρασμα ότι επρόκειτο για ένα νέο ορυκτό είδος. Η Διεθνής Ορυκτολογική Ένωση ενέκρινε το ορυκτό και την ονομασία του το 2015, ενώ η πλήρης επιστημονική περιγραφή του δημοσιεύθηκε το 2017.

Το kyawthuite πήρε το όνομά του από τον Kyaw Thu, Βιρμανό ορυκτολόγο, πετρολόγο και γεμολόγο με διδακτορικό από το Πανεπιστήμιο της Γιανγκόν. Το πρότυπο δείγμα του είδους είναι ο ίδιος ο πολύτιμος λίθος των 1,61 καρατίων, ο οποίος σήμερα φυλάσσεται στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Κομητείας του Λος Άντζελες.

Γιατί ένας και μόνο κρύσταλλος έχει σημασία

Το kyawthuite βρέθηκε ως κρύσταλλος λειασμένος από το νερό σε αλλουβιακές αποθέσεις στην περιοχή Chaung-gyi-ah-le-ywa, περίπου πέντε χιλιόμετρα βορειοανατολικά του Mogok. Η περιοχή είναι γεωλογικά πλούσια και περιλαμβάνει λευκογρανίτη, συηνίτη, μάρμαρο, ασβεστοπυριτικά πετρώματα και γνεύσιους. Πολύτιμοι λίθοι εντοπίζονται τόσο σε αποθέσεις χειμάρρων όσο και σε πρωτογενή κοιτάσματα, όπως μάρμαρα, σκάρνες και πηγματίτες.

Η συγκεκριμένη γεωλογική συνθήκη είναι σημαντική, επειδή κανείς δεν είδε το kyawthuite να σχηματίζεται επί τόπου. Ο λίθος βρέθηκε ήδη φθαρμένος από τη μεταφορά του στο νερό. Έτσι, οι ερευνητές έπρεπε να ανασυνθέσουν την ιστορία του εξετάζοντας τη χημική του σύσταση, τη δομή του και τις ελάχιστες προσμίξεις του.

Το συμπέρασμά τους ήταν προσεκτικό αλλά σαφές. Το kyawthuite πιθανότατα κρυσταλλώθηκε σε έναν πηγματίτη από τήγμα ή ρευστό υψηλής θερμοκρασίας. Αν και το συνθετικό BiSbO4 μπορεί να παραχθεί στο εργαστήριο, οι συγγραφείς υποστήριξαν ότι η τεχνητή προέλευση ήταν εξαιρετικά απίθανη σε αυτή την απομακρυσμένη περιοχή εξόρυξης πολύτιμων λίθων. Ο πορτοκαλί λίθος περιείχε ίχνη χημικών προσμίξεων, όπως ταντάλιο και πολύ μικρές ποσότητες τιτανίου, νιοβίου, βολφραμίου και ουρανίου, που συνάδουν περισσότερο με φυσική προέλευση παρά με εργαστηριακή κατασκευή. Μια σειρά από κοίλους σωληνοειδείς εγκλεισμούς κοντά στη ζώνη του λίθου ενίσχυσε επίσης αυτή την άποψη.

Η κρυσταλλική δομή του ορυκτού ήταν εκείνη που το καθιέρωσε ως ξεχωριστό είδος. Στο kyawthuite, τα οκτάεδρα Sb5+O6 συνδέονται στις γωνίες τους σχηματίζοντας φύλλα σαν σκακιέρα, παράλληλα σε ένα κρυσταλλογραφικό επίπεδο. Τα άτομα βισμουθίου βρίσκονται πάνω και κάτω από τα ανοιχτά τετράγωνα αυτών των φύλλων, δημιουργώντας ένα ενιαίο πλέγμα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης μερική υποκατάσταση του αντιμονίου στη θέση του βισμουθίου, κάτι που συμφωνεί με τη μετρούμενη δομή του.

Μια σπανιότητα που δημιουργήθηκε από συνθήκες και όχι από συστατικά

Ίσως αυτό να είναι και το σημαντικότερο δίδαγμα από την ιστορία αυτού του λίθου. Η σπανιότητα στα ορυκτά δεν οφείλεται πάντα στη σπανιότητα των στοιχείων τους. Μερικές φορές προκύπτει από ένα εξαιρετικά περιορισμένο σύνολο συνθηκών που σχεδόν ποτέ δεν συνυπάρχουν.

Η έρευνα υποδεικνύει ότι το kyawthuite σχηματίστηκε σε υψηλές θερμοκρασίες. Μελέτες για το συνθετικό BiSbO4, τις οποίες επικαλούνται οι συγγραφείς, έδειξαν ανάπτυξη κρυστάλλων σε θερμοκρασίες περίπου από 450 έως 1.200 βαθμούς Κελσίου, ανάλογα με τη μέθοδο. Το φυσικό ορυκτό φαίνεται να αντανακλά ένα αντίστοιχο περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, στο οποίο το βισμούθιο, το αντιμόνιο, το οξυγόνο και τα ίχνη τανταλίου συνδυάστηκαν με τον κατάλληλο τρόπο.

Ακόμη και οι οπτικές του ιδιότητες υπογραμμίζουν πόσο ασυνήθιστο είναι. Ο δείκτης διάθλασής του δεν μπόρεσε να μετρηθεί άμεσα, επειδή δεν υπήρχαν κατάλληλα υγρά με δείκτη μεγαλύτερο από 2. Το ορυκτό αποδείχθηκε διαξονικό, αλλά το οπτικό του πρόσημο παρέμεινε ασαφές. Δεν παρουσίασε εμφανή πλεοχρωισμό, ούτε παρατηρήθηκε διδυμία, ενώ περιείχε μόνο ελάχιστες ποσότητες υδρογόνου, ανεπαρκείς για να θεωρηθούν ουσιαστικό μέρος της χημικής του σύστασης.

Το αποτέλεσμα είναι ένα ορυκτό που δεν είναι απλώς σπάνιο επειδή δεν έχει αναζητηθεί αρκετά. Μπορεί να είναι σπάνιο επειδή η φύση το δημιουργεί εξαιρετικά σπάνια.

Η περιοχή Mogok της Μιανμάρ είναι γνωστή εδώ και καιρό για τους εξαιρετικούς πολύτιμους λίθους της και η ιδιαίτερη γεωλογική της δομή ίσως εξηγεί τον λόγο. Η περιοχή περιλαμβάνει ένα μίγμα πυριγενών και μεταμορφωμένων πετρωμάτων που συνδέονται με έντονη τεκτονική ιστορία. Στην περίπτωση του kyawthuite, το περιβάλλον αυτό ενδέχεται να δημιούργησε ένα σύντομο χημικό και θερμικό «παράθυρο» μέσα στο οποίο το ορυκτό μπόρεσε να κρυσταλλωθεί, να επιβιώσει από τη διάβρωση και τη μεταφορά και τελικά να ανακαλυφθεί.

Προς το παρόν, όμως, όλη αυτή η γεωλογική ιστορία στηρίζεται σε έναν και μόνο πολύτιμο λίθο, κομμένο από έναν υδατοφθαρμένο κρύσταλλο, από τον οποίο αφαιρέθηκαν μόνο λίγα μικροσκοπικά θραύσματα για τις απαραίτητες δοκιμές.

Οι πρακτικές προεκτάσεις της έρευνας

Το kyawthuite δεν αλλάζει την καθημερινή ζωή, αλλά βοηθά τους γεωλόγους να κατανοήσουν καλύτερα τη φύση της ορυκτολογικής σπανιότητας. Ο λίθος δείχνει ότι ένα ορυκτό μπορεί να είναι μοναδικό όχι επειδή τα στοιχεία του είναι δυσεύρετα, αλλά επειδή οι συνθήκες που απαιτούνται για τον σχηματισμό του είναι εξαιρετικά συγκεκριμένες.

Επίσης, αναδεικνύει την επιστημονική αξία των πολύτιμων λίθων που προέρχονται από αλλουβιακές αποθέσεις, όπου ακόμη και ένας κρύσταλλος λειασμένος από το νερό μπορεί να διατηρήσει αρκετές δομικές και χημικές πληροφορίες ώστε να οριστεί ένα εντελώς νέο ορυκτό είδος.

Η έρευνα υποδεικνύει ότι η περιοχή Mogok ίσως κρύβει ακόμη περισσότερα ασυνήθιστα ορυκτά, ιδιαίτερα σε περιβάλλοντα που σχετίζονται με πηγματίτες. Ταυτόχρονα, το kyawthuite αποτελεί υπενθύμιση ότι η ανακάλυψη νέων ορυκτών εξαρτάται όχι μόνο από τη γεωλογία, αλλά και από το αν τα δείγματα θα φτάσουν τελικά στα χέρια της επιστημονικής κοινότητας. Με μόνο ένα επιβεβαιωμένο δείγμα, κάθε πληροφορία που αποσπάται από αυτόν τον μοναδικό πολύτιμο λίθο έχει ιδιαίτερη σημασία.

Τα ερευνητικά ευρήματα είναι διαθέσιμα διαδικτυακά στο περιοδικό Mineralogical Magazine.