كيف تتكون الأحجار الكريمة؟
تم التدقيق بواسطة: فريق أراجيك
تُستخرج الاحجار الكريمة من باطن الأرض، لكن هل تساءلت يومًا كيف تشكلت في أعماق الارض؟ ومما تتكون؟ وما هي العوامل التي ساعدت في تشكلها؟ وكيفية استخراجها؟
طرق تشكل الأحجار الكريمة
تتشكل الاحجار الكريمة بشكل طبيعي من المعادن المتبلورة في باطن الأرض، حيث تترتب ذراتها وفق أنماط متكررة ومرتبة للغاية تدعى الأنظمة البلورية. وتنشأ نتيجة مجموعة مختلفة من الظروف الجيولوجية، منها:
- الصهارة: تتجمع العناصر المختلفة الموجودة في الصهارة البركانية عندما تبرد فتقوم بتشكيل وبلورة المعادن، وتختلف الأحجار المتشكلة حسب العناصر المتوفرة في الصهارة ودرجة الحرارة والضغط، كالكوارتز والعقيق.
- التغيرات البيئية: يمكن لارتفاع درجات الحرارة والضغوط الموجودة داخل الأرض أن تغيّر من استقرار المعادن الموجودة فيها، مما يسبب تغير المعادن إلى أنواع جديدة دون أن تنصهر، وهو ما يُدعى بالصخور المتحوّلة، ومن هذه الاحجار الفيروز والياقوت.
- الصخور الرسوبية: التي جرفتها المياه أو الرياح ثم استقرت في باطن الأرض وتعرضت للضغط الكبير مكونة الأحجار كاليشب والأوبال. وقد لعب الماء أيضًا دورًا أساسيًا في لون الأحجار الكريمة، حيث يحصل الفيروز على لونه من عنصري النحاس والفوسفور الذين جلبهما ماء المطر على طول الطريق.
- تشكيل الأحجار في وشاح الأرض: على الرغم من أنّ معرفتنا بالوشاح الأرضي قليل نوعًا ما، إلّا أنّ الأدلة تشير إلى أنّ بعض الأحجار الكريمه قد تشكلت فعلًا في الوشاح، وذلك كونها تحتاج إلى درجة حرارة عالية جدًّا للتشكّل كالألماس والزبرجد.
وتختلف بنية الأحجار الكريمة اختلافًا كبيرًا، فعلى سبيل المثال، يتكون الألماس من ذرات الكربون، في حين يتكون الزمرد من الألمنيوم والسيليكون والبريليوم والأكسجين، أما الياقوت فيتكون من أوكسيد الألمنيوم بالإضافة لبعض المعادن الأخرى مثل الحديد والتيتانيوم والكروم.
طرق استخراج الأحجار الكريمة
تختلف كذلك طرق استخراج الأحجار الكريمة، ومن هذه الطرق:
- الحُفَر المكشوفة: يتم الحفر من سطح التربة باتجاه الأسفل لتشكيل حفرٍ كبيرة وقد يصل عرضها إلى 1.2 كم.
- التنقيب تحت الأرض عن طريق الأنفاق.
- الاستخراج من الأنهار سواء عن طريق غسل الرواسب والصخور، أو عن طريق تجفيف مناطق معينة من النهر ثم التنقيب.
- التنقيب في أعماق البحار أو على الشواطئ.
أنواع الأحجار الكريمة وفقا للمنشأ
الأحجار الكريمة أحجارٌ براقةٌ ملونةٌ وكلما ازداد وضوح الصباغ اللوني فيه ازدادت قيمة الحجر، وهناك حجر وحيد تزداد قيمته بازدياد شفافيته وهو الألماس؛ الحجر الأقسى الذي عرفه الإنسان.
وكما ذكرنا تتشكل الأحجار الكريمة في باطن الأرض نتيجة عواملٍ عديدةٍ منها الضغط العالي والحرارة المرتفعة التي تتعرض لها العناصر الكيميائية والمعادن الموجودة على أعماقٍ كبيرةٍ تصل إلى أكثر من 25 ميلًا، والتي تتركب منها هذه الأحجار، وتقسم هذه الأحجار حسب المنشأ إلى:
- أحجار من الصخور البركانية، تنتج عن تبريد السائل البركاني (الماغما)، وإعادة تبلوره، أو من المادة البركانية الموجودة تحت الأرض (اللافا). وحسب المعادن الموجودة في طبقات الأرض والمدة التي يتم فيها تبريد السوائل بالإضافة إلى الضغط المطبق، تتكون أنواع الأحجار الكريمة ومن أهمها الألماس و الكوارتز، والعقيق.
- أحجار كريمة من الصخور الرسوبية، بعد السيول أو الفيضانات أو حتى بعض العواصف، يتم دفن أحجار تحتوي على فلذات معدنية في باطن الأرض، تتعرض لضغط كبير ينتج عنه بلورات الأحجار الكريمة، كالأوبال والكوارتز.
- أحجار كريمة ناتجة عن صخور متحولة، وتنتج عن الصخور الموجودة أصلًا في باطن الأرض التي تتعرض لتغير في الضغط والحرارة ناتج عن حدوث الزلازل وانزياحات الصفائح الأرضية، وتتحول لأحجار كريمة مثل الياقوت والفيروز.
أهم الأحجار الكريمة المعروفة وتركيبها
تختلف بنية الأحجار الكريمة فكل حجر كريم يختلف بمكوناته عن الآخر:
- الألماس والفحم، و الجرافيت أيضًا جميعها تتكون من الكربون، لكن الألماس يوجد على أعماق مئات الأميال وبالتالي يتعرض لضغطٍ كبيرٍ جدًا وهذا ما يفسر قساوته الشديدة وتكون بنيته مسدسية الشكل، أما الجرافيت فله بنية مختلفة ويتعرض لضغط ٍ أقل.
- الياقوت يتكون من خليطٍ معدني ٍيدعى الكوروندوم، وهو عبارة عن أكسيد الألومنيوم بشكل أساسي، ويأخذ اللون الأحمر من الكروم، ويمكن أن يوجد الياقوت بألوان أخرى ناتجة عن اختلاف نسب الحديد والتيتانيوم والكروم في الخليط.
- الزمرد يتكون من معدن معقد يدعى البريل، ويتكون من البريليوم والألومنيوم والسيليكون وعنصر الأكسجين، وتأتي ألوانه من الكروم ، ويمكن أن تختلف نسب العناصر المكونة للخليط؛ فتتشكل أشباه الأحجار الكريمة كالزبرجد.
ما سبب ندرة الأحجار الكريمة؟
الأحجار الكريمة نادرةُ لندرة الظروف التي تتشكل بها، وتختلف هذه الظروف من حجرٍ لآخر:
- منشأ بركاني مثل الزبرجد و الألماس: حيث تتشكل هذه ضمن الماغما في القشرة الأرضية في أعماق بين 55 و110 أميال، تخرج نحو السطح بعيد الانفجارات البركانية السريعة والعنيفة وتكشف عنها تأثيرات الحت.
- منشأ هيدروثرمي (حراري مائي): حيث يندفع الماء المشبع بالعديد من الفلذات نحو السطح، لتبدأ هذه بالتبلور مع انخفاض حرارة الماء. كمثال على هذه نذكر الزمرد.
- منشأ استحالي: تخضع عنده الفلذات لضغطٍ شديد بنتيجة الحركات التكتونية، مما يسبب تحول الفلذات لأخرى.
- منشأ الرسوبي: حيث تنشأ الأحجار حين يختلط الماء مع فلذات من سطح الأرض، وهذا الماء ينساب بعدها ضمن شقوق القشرة الأرضية ليودع هذه الفلذات ضمن طبقات، وهكذا يتشكل الأوبال، والمالاكيت، واللازورد.
- منشأ عضوي: مثل الكهرمان الذي هو عبارة عن راتنج متحجر (مما يفسر وجود مستحاثات محفوظةٍ بداخله في بعض الحالات النادرة).
ويختلف التركيب الكيميائي للأحجار الكريمة حسب نشأتها ونوعها، وقد تختلف عن بعضها بالبينة الجزيئية (كالألماس الذي يتكون من الكربون مثله مثل الفحم إلا أن الذرات فيه تتوضع ضمن بنية مسدسية الشكل)، ومنها ما يتكون من السيليكا فقط كالجمست والعقيق، ومنها ما يتكون من سيليكات البيريليوم وألمينيوم كالزمرد، ومنها ما يحتوي على الحديد، وسيليكات الكالسيوم والمغنيزيوم، سيليكات الصوديوم والألمينيوم (الجاد)، وحتى كربونات الكالسيوم (كاللؤلؤ).
وهكذا فإنه لتكوين الأحجار الكريمة خمس متطلبات أساسية وهي المواد الخام ودرجة الحرارة والضغط والوقت والمكان، ولشرح عملية التكوين سأبين لك ذلك بالمثال التالي:
ليكن لديك وعاء مملوء بالماء وبدأت بوضع السكر فوقه، ستلاحظ أنّ السكر سيستقر في أسفل الوعاء حتى كمية معينة، ابدأ بتقلبب السكر ستلاحظ أنّه عند نقطة معينة لم يعد السكر يذوب في الماء، هذا يعني أنّك وصلت إلى نقطة التشبع، الآن سخّن الوعاء حتى يبدأ بالغليان ستلاحظ أنّ كميات إضافية من السكر ستذوب في الماء حتى نقطة معينة سيتوقف عندها السكر عن الذوبان، ستكون وصلت مجددًا إلى نقطة التشبع.
الآن أزل الوعاء عن النار واتركه بدرجة حرارة الغرقة حتى يبرد، ستلاحظ أنّ المحلول بدأ بالتبلور على شكل حبيبات صغيرة، ضع خيطًا في الوعاء وأخرجه ستلاحظ أنّ بعض حبيبات السكر علقت على الخيط، هذه الحبيبات هي الأحجار الكريمة.