КАМНЕННАЯ АЗБУКА

Почему жемчуг круглый

29.05.2020

Мы знаем, как устрицы производят жемчуг, но как они могут производить сферический формы жемчуг? Новая теория говорит, что тайна скрыта в структуре перламутра.

Формирование жемчуга - это один из самых красивых и впечатляющих способов из многих известных защитных механизмов, которые встречаются в природе. Известно, что жемчуг образуется в различных формах, но самые ценные образцы - идеально сферические.

Испанские ученые недавно подтвердили подозрения фермеров, выращивающих жемчуг, которые долгое время считали, что жемчуг с вращательной симметрией действительно «переворачивается», то есть вращается по мере роста в мешочке, который удерживает его внутри мантийной полости моллюсков. Однако,что приводит жемчужину в движение?

Что заставляет жемчуг поворачиваться

Перламутр - удивительный материал. Он состоит в основном из неорганического вещества арагонита (карбонат кальция, который также входит в состав мела и мрамора).

Под микроскопом можно видеть слои арагонита, склеенные конхилионом.

Минерал укладывается в виде микроскопических плит, уложенных слоями и склеенных более мягкими органическим веществом, конхилионом (напоминает состав белка и хитина - основного компонента кутикулы насекомого и раковины креветок).

Эта композитная структура с жесткими слоями, слабо связанными друг с другом, делает перламутр чрезвычайно прочным и устойчивым к растрескиванию, поэтому ученые в области материалов стремятся имитировать его в искусственных материалах. Он также отражает свет таким образом, что создает интерференцию световых волн, вызывая перелив перламутра.

Перламутр выделяется однотипными клетками, ответственными за создание раковины моллюска. Слои перламутра формируются в ходе роста, создавая террасы, которые можно увидеть на поверхности жемчуга под микроскопом. Ученые считают, что эти террасы являются ключом к вращению жемчужины.

Когда новые слои арагонита прилипают к ступеньке террасы и становятся частью растущего материала, они выделяют энергию, которая нагревает поверхность. Молекулы воды окружающей жидкости отскакивают от края «ступеньки террасы», собирая тепловую энергию по мере движения.

Благодаря принципу сохранения импульса этот процесс рождает небольшую силу, действующую в противоположном направлении. Если бы ступеньки террасы на поверхности были просто ориентированы случайным образом по жемчужине, движение стремилось бы к нулю.

Но террасы располагаются параллельно, как линии долготы на земном шаре, создавая профиль, похожий на террасы по окружности жемчуга. Из-за этой формы небольшие удары, создаваемые подогретыми молекулами воды, действуют в одном направлении, заставляя вращаться растущий жемчуг.

Исследователи оценивают размер этой силы примерно в 0,1 ньютон для жемчуга диаметром 1см (как вес одной клубники). Ученые признают, что в их аргументах все еще есть пробелы, однако они уверены, что вращение приводится в действие теплом, выделяемым во время химического процесса кристаллизации перламутра, и оно прекратиться лишь тогда, когда будет нечем кристаллизовать, т.е. когда заканчивается «топливо».

Источник: zen.yandex.ru