Вчені записали на камеру народження мінералу

Вчені записали на відео, в реальному часі, зародження кристалів з декількох молекул карбонату кальцію.

Ця хімічна речовина є головним компонентом вапняку, мармуру, крейди, коралів, раковин і перлин, а також найбільшим джерелом вуглецю на планеті. Нове дослідження представлено на сторінках журналу Science. Коротко про нього повідомляється в прес-релізі Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії Міністерства енергетики США.

Вчені з Каліфорнії зафіксували перший етап освіти мінералу - нуклеацію, - коли молекули збираються в крихітний кристал, який починає рости з великою швидкістю. Нуклеація починається миттєво і непередбачувано, тому дослідникам знадобився мікроскоп, який зміг би відстежувати стан молекул постійно в реальному часі.

Під мікроскопом створили мініатюрну лабораторію, де змішали у воді кальцій гідрокарбонат і кальцій  хлорид. При достатній концентрації речовин почалося зростання кристалів. Виявляється, цей процес відбувається різними шляхами. Деякі кристали виникали в два етапи: спочатку з'являлися краплевидні частинки аморфного карбонату кальцію (АКК), а потім на їх поверхні - кристали арагоніту або фатеріту. Нові кристали поглинали кальцій карбонат  з краплі, на якій вони народжувалися. Інші кристали формувалися безпосередньо з розчину, минаючи стадію АКК. Іноді в одному експерименті виникало безліч форм: на вершині кристала арагоніту з'являвся кальцит, поки поруч росли кристали фатеріту.

Далі автор дослідження Джеймс Де Йоре (James De Yoreo) збирається з'ясувати, як нуклеацію здійснюють живі організми, що будують свої раковини і перлини. У клітинах тварин зберігаються запаси мінеральних речовин, і вони здатні запускати нуклеацію в потрібний час. Вчений хотів би дізнатися, які молекули в клітинах регулюють цей процес.