Ученые записали процесс образования минерала

ФОТО: globallookpress

Молекула карбоната кальция является важнейшей на земле, поскольку она кристаллизуется в мел, раковины, кораллы и различные минералы. Совсем недавно ученые смогли наблюдать за формированием кристаллов карбоната кальция в реальном времени с помощью мощного микроскопа, сообщается на сайте Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США.

Ведущий исследователь Джеймс де Йорео рассказал, что карбонат является чрезвычайно важным элементом, поскольку представляет собой связующее звено между биологией и нашей планетой. Группа исследователей изучала пути формирования карбоната при помощи мощнейших микроскопов в течение десятка лет, но у них не было инструментов, которые позволили бы наблюдать за кристаллами в реальном времени. Теперь же они смогли убедиться в том, что процесс формирования более сложный, чем предполагали модели XX века.

Известно, что карбонат кальция является главным вместилищем углерода на планете. Когда углерод находится в пределах карбоната кальция, он не попадает в атмосферу в виде углекислого газа. Именно понимание процесса превращения кальция в различные минералы поможет научиться контролировать уровень углекислого газа в земной атмосфере.

Первым делом ученые зафиксировали первый этап образования минерала - нуклеацию. Этот процесс представляет собой появление крошечного кристалла, который начинает расти с большой скоростью. Сама нуклеация начинается мгновенно и непредсказуемо, именно поэтому им понадобился микроскоп, который мог отслеживать состояние молекул в реальном времени.

Под микроскопом ученые создали миниатюрную лабораторию, где смешали гидрокарбонат кальция (пищевую соду, которая используется для производства газировки) и хлорид кальция (аналог поваренной соли). При достаточно высоких концентрациях веществ начинался рост кристаллов. Видеозапись этого процесса показала, что рост минералов происходит различными путями.

Как отметил де Йорео, это был первый случай, когда удалось визуализировать непосредственно процесс формирования кристаллов. По его словам, группа ученых наблюдала множество путей появления кристаллов, причем никогда нельзя было предсказать развитие дальнейших событий.

Теперь исследователи намерены выяснить, как живые организмы контролируют процесс нуклеации, которые формируют раковины или жемчужины. В клетках таких животных хранятся запасы минеральных веществ, причем эти животные способны контролировать нуклеацию, запуская ее в необходимое время.