Табиғатта кристалдар қалай өседі

Кристалдар ежелден адамды өздерінің мінсіз пішінімен және жарқылымен таңғалдырып келеді. Олар шебер қолымен жасалғандай көрінгенімен, шын мәнінде табиғаттың өз заңдылығымен қалыптасады. Мұндай құрылымдар Жердің терең қойнауында, таулардың беткейінде, үңгірлерде және мұз қабаттарында кездеседі. Кристалдың өсуі – уақыт, қысым және температура тепе-теңдігіне негізделген күрделі физикалық үдеріс. Табиғаттағы осындай мінсіз симметрияның қайдан пайда болатынын түсіну үшін кристалдардың қалыптасу механизмін қарастыру қажет.

Кристалл дегеніміз не және ол қалай түзіледі

Кристалл – атомдар мен молекулалар белгілі бір тәртіппен орналасқан қатты дене. Мұндай құрылымның ерекше торлы жүйесі оның пішінін, мөлдірлігін және жылтырлығын анықтайды. Әр минералдың өсу ерекшелігі әртүрлі болғанымен, негізгі қағидалар ортақ.

1. Кристалдың түзілуі ең алдымен кристалдану орталығының пайда болуынан басталады. Бұл – атомдар ретімен жинала бастайтын микроскопиялық нүкте.
2. Егер орта тұрақты болып, жеткілікті мөлшерде ерітінді немесе балқыған зат болса, атомдар рет-ретімен торға бірігіп, симметриялы құрылым түзе бастайды.
3. Қысым мен температура өзгерген сайын атомдар кристалдың қырларына шөгіп, оның көлемі ұлғаяды.
4. Соңында қоршаған ортадағы зат толық таусылғанда, өсу процесі тоқтап, кристалл өзінің соңғы пішінін сақтап қалады.

Бұл үдеріс кейде бірнеше сағатта жүрсе, кейде миллиондаған жылдарға созылады – бәрі орналасқан тереңдік пен жағдайға байланысты.

Кристалдың өсуіне қажетті жағдайлар

Кристалдың пайда болуы үшін бір мезгілде бірнеше табиғи фактор үйлесуі керек. Ортада аз ғана ауытқу болса да, оның түсі, пішіні немесе мөлдірлігі өзгереді.

• температураның біртіндеп төмендеуі атомдардың дұрыс тор құруына мүмкіндік береді;
• қысымның тұрақтылығы құрылымның бұзылмауына әсер етеді;
• химиялық құрам кристалдың түсі мен тазалығын анықтайды;
• еріткіштің (су, балқыған лава немесе газ) болуы атомдардың қозғалысын жеңілдетеді;
• уақыттың жеткілікті болуы кристалдың ірі әрі мінсіз өсуін қамтамасыз етеді.

Мысалы, вулкандық жыныстарда кристалдар лава тез суығандықтан ұсақ болып келеді. Ал жер қыртысының терең қабаттарында, баяу өзгеретін ортада, ірі кварц немесе берилл кристалдары түзіледі.

Кристалдар табиғатта қайда түзіледі

Кристалдар әртүрлі геологиялық ортада пайда болады. Олар ыстық магманың ішінде де, мұздықтарда да қалыптасады.

1. Магмалық жыныстарда кристалдар лава суығанда түзіледі. Мұндай жағдайда гранат, дала шпаты және кварц секілді минералдар пайда болады. Олардың өлшемі магманың қаншалықты тез салқындағанына байланысты.
2. Шөгінді жыныстарда кристалдар қаныққан ерітінділерден түзіледі. Осылайша гипс, тұз (галит) және кальцит сияқты минералдар қалыптасады. Олар көбіне тұзды үңгірлер мен көлдерде кездеседі.
3. Гидротермалды көздерде ыстық су әсерінен аметист пен топаз тәрізді асыл тастар пайда болады.
4. Мұз да – кристалдық құрылымның мысалы. Су молекулалары төмен температурада белгілі бір тәртіппен орналасып, қар түйіршіктері мен мұз кристалдарын түзеді.

Әр орта өзіне тән химиялық және физикалық жағдайлар арқылы ерекше пішін мен түс қалыптастырады.

Кристалдардың симметриясы неден пайда болады

Кристалдардың мінсіз пішіні – табиғаттағы энергия тепе-теңдігінің көрінісі. Әрбір атом ең тұрақты орынға орналасуға тырысып, кеңістікте реттелген жүйе құрайды.

• атомдар арасындағы біркелкі қашықтық симметриялы қырлар түзуге ықпал етеді;
• құрылымның қайталануы белгілі бір геометриялық пішін қалыптастырады;
• сыртқы жағдай өзгерсе, пішінде ақаулар мен бұрмаланулар пайда болады;
• әр элементтің құрамына қарай кристал түрлі түске енеді — мысалы, кварц мөлдір болса, берилл жасыл түсті болады.

Демек, кристалдың әр қыры – табиғи энергияның тепе-тең күйінің нәтижесі.

Кристалдар – табиғаттың физика, химия және геометрияны үйлестіре отырып жасаған тамаша туындысы. Олар ретсіз қозғалыстан туындап, мінсіз тәртіпке айналады. Қар түйіршігінен бастап асыл тастарға дейінгі әрбір кристалл – табиғаттағы үйлесім мен сұлулықтың көрінісі. Кристалдарды зерттеу арқылы адам Жердің тереңіндегі құпияларды және табиғаттың мінсіз заңдылығын түсінеді.