FLUORESCENČNÍ MINERÁLY – KAMENY, KTERÉ POD UV SVĚTLEM OŽÍVAJÍ
FLUORESCENCE – UV SVĚTLO – BARVY – LUMINISCENCE – MINERALOGIE – SVĚTLO UKRYTÉ V KAMENI
„Některé kameny ukážou svou největší krásu teprve tehdy, když zhasneme světlo.“
Na první pohled může být nenápadný, šedý, bílý nebo zelený. Stačí však namířit správné ultrafialové světlo a během okamžiku se rozzáří modře, zeleně, oranžově, růžově nebo červeně. Fluorescence patří k nejpůsobivějším fyzikálním vlastnostem minerálů a dokáže proměnit běžnou sbírku v téměř neuvěřitelnou světelnou podívanou.
Ne každý minerál fluoreskuje a dokonce ani dva vzorky stejného minerálu se nemusí pod UV světlem chovat stejně. Právě tato nepředvídatelnost dělá z fluorescenčních minerálů fascinující sběratelský obor.
CO JE FLUORESCENCE?
Každý minerál, který vidíme v běžném světle, nějakým způsobem světlo odráží, propouští nebo absorbuje. Fluorescence je ale něco jiného. Minerál absorbuje elektromagnetické záření určité energie a téměř okamžitě část této energie znovu vyzáří jako světlo jiné vlnové délky.
U sběratelských minerálů se fluorescence nejčastěji pozoruje pod ultrafialovým zářením – UV světlem, které lidské oko samo nevidí.
Energie UV záření může v materiálu vybudit elektrony do vyšších energetických stavů. Když se následně vracejí do původního stavu, uvolní část energie ve formě světla. Proto můžeme vidět barvu, která se výrazně liší od vzhledu minerálu za denního světla.
Ve většině případů se záře objeví prakticky okamžitě po zapnutí UV lampy a po jejím vypnutí stejně rychle zmizí. Pokud minerál září ještě po zhasnutí zdroje, hovoříme už o fosforescenci.
KRÁTKOVLNNÉ A DLOUHOVLNNÉ UV SVĚTLO
Není UV jako UV. Pro pozorování minerálů se tradičně používají především dva rozsahy:
LW UV – dlouhovlnné ultrafialové světlo, přibližně 365 nm, a SW UV – krátkovlnné ultrafialové světlo, přibližně 254 nm.
Tentýž minerál může reagovat pod každým z nich úplně jinak. Některý vzorek září pouze pod krátkovlnným UV, jiný pod dlouhovlnným a další může pod každým typem lampy vykazovat jinou barvu.
Právě proto fotografie fluorescenčních minerálů často ukazují tentýž kámen třikrát – v běžném světle, pod LW UV a pod SW UV.
PROČ NĚKTERÉ MINERÁLY SVÍTÍ A JINÉ NE?
Výrazná fluorescence je jen u menší části minerálů. Často se uvádí, že nějakou lidským okem pozorovatelnou fluorescenci může vykazovat přibližně 15 % známých minerálních druhů, ale ani u nich nemusí fluoreskovat každý jednotlivý vzorek.
Velmi důležitou roli hrají nepatrné příměsi označované jako aktivátory. Mohou to být například ionty manganu, některých prvků vzácných zemin, uranylových skupin a dalších prvků. Fluorescenci mohou způsobovat také poruchy krystalové mřížky nebo organické příměsi.
Naopak jiné prvky mohou záření potlačovat. Takové látky se označují jako zhášedla neboli quenchery. Typickým příkladem může být železo, které u některých minerálů výraznou fluorescenci omezuje.
Proto může jeden fluorit nádherně modře zářit a jiný fluorit ze stejné barevné skupiny téměř vůbec nereagovat.
JEDEN MINERÁL – MNOHO BAREV
Fluorescenční barva není spolehlivě určena jen názvem minerálu. Kalcit je krásným příkladem – různé vzorky mohou pod UV zářit červeně, růžově, oranžově, modře, zeleně, bíle nebo vůbec.
U páskovaných minerálů lze někdy vidět několik fluorescenčních barev v jediném kameni. Jednotlivé vrstvy vznikaly za rozdílných podmínek a obsahují jiné stopové prvky či defekty.
Takový vzorek může pod UV světlem odhalit strukturu, kterou za normálního osvětlení vůbec nevidíme.
FLUORIT – MINERÁL, KTERÝ DAL FLUORESCENCI JMÉNO
Jedním z nejslavnějších fluorescenčních minerálů je fluorit – CaF₂.
Právě s fluoritem je spojeno samotné slovo fluorescence. Britský fyzik a matematik George Gabriel Stokes v roce 1852 podrobně zkoumal jev, při němž některé materiály vyzařovaly viditelné světlo po ozáření neviditelnou částí spektra za fialovým koncem. Pro tento jev vytvořil označení fluorescence podle tehdejšího názvu fluoritu – fluorspar.
Stokes nebyl prvním člověkem, který podobné světelné jevy pozoroval, ale právě jeho práce pomohla fluorescenci vědecky popsat a pojmenovat.
Mnoho fluoritů pod krátkovlnným i dlouhovlnným UV světlem září nádhernou modrou až modrofialovou barvou, některé mohou fluoreskovat bělavě nebo krémově a mnoho jiných nefluoreskuje vůbec.
Za modrou fluorescencí fluoritu mohou stát například stopová množství europia, yttria, samaria a dalších aktivátorů, případně poruchy struktury či organické látky.
U některých velmi výrazně fluoreskujících vzorků lze dokonce pozorovat rozdíl ve vzhledu při přechodu ze silného slunečního světla do stínu, protože sluneční záření obsahuje i ultrafialovou složku. Takový efekt však není u fluoritu samozřejmostí.
FLUORESCENČNÍ GEODY DUGWAY
Jedním z nejkrásnějších příkladů překvapení ukrytého uvnitř obyčejného kamene jsou Dugway geody z Utahu v USA.
Jejich dutiny bývají lemovány chalcedonem a křemenem. Některé vzorky pod krátkovlnným UV světlem září nápadnou limetkově zelenou fluorescencí.
Za tuto barvu jsou odpovědné stopové formy uranu přítomné v chalcedonu. To neznamená, že by geoda pod běžným světlem sama „svítila“ – její fluorescence se projeví až při vhodném UV ozáření.
Dugwayské geody vznikaly v souvislosti s vulkanickými ryolity. Dutiny po plynech byly postupně vyplňovány minerálními látkami. Mnohem později byly geody uvolněny zvětráváním a působením vln někdejšího jezera a přemístěny do mladších sedimentů.
KÁMEN, KTERÝ VE DNE VYPADÁ NENÁPADNĚ, MŮŽE VE TMĚ UKRÝVAT ZELENÝ SVĚTELNÝ PRSTENEC.
FLUORESCENČNÍ SPODUMEN A KUNZIT
Spodumen je dalším minerálem, který nádherně ukazuje, proč nelze fluorescenci posuzovat podle jediného vzorku.
Jeho drahokamová růžová až fialovorůžová odrůda se nazývá kunzit. Některé spodumeny a kunzity fluoreskují, jiné nikoli. Tentýž soubor kamenů může navíc pod krátkovlnným a dlouhovlnným UV světlem ukazovat rozdílné barvy a intenzitu.
Z toho vyplývají tři důležité zásady: jeden minerální druh může fluoreskovat několika barvami, tentýž vzorek může reagovat rozdílně na různé vlnové délky UV a některé exempláře stejného minerálu nemusí fluoreskovat vůbec.
RUBÍN – JEDNA Z NEJKRÁSNĚJŠÍCH FLUORESCENCÍ
Mezi drahokamy patří k nejznámějším fluorescenčním materiálům rubín. Jeho červenou barvu způsobuje chrom a právě ionty chromu mohou být zároveň příčinou výrazné červené fluorescence.
Pod UV světlem může kvalitní rubín působit, jako by jeho červená barva vycházela přímo zevnitř kamene.
Síla fluorescence však závisí na chemickém složení. Například zvýšený obsah železa ji může potlačovat. I proto mohou rubíny z různých nalezišť pod UV světlem působit velmi odlišně.
DIAMANTY A FLUORESCENCE
Fluorescence se vyskytuje také u diamantů. Nejčastější fluorescenční barvou přírodních diamantů je modrá, existují však i jiné barvy a mnoho diamantů nereaguje výrazně vůbec.
Ve starším diamantovém obchodu byly některé kameny se silnou modrou fluorescencí vyhledávány, protože pod světlem obsahujícím UV mohly žlutavější diamanty působit opticky běleji.
Historicky se dokonce používaly obchodnické přezdívky spojené s kameny z některých jihoafrických dolů – například „Premiers“ pro některé fluorescenční diamanty z dolu Premier a „Jagers“ v souvislosti s Jagersfonteinem. Nešlo však o přesnou mineralogickou klasifikaci a fluorescence sama o sobě dnes neurčuje původ diamantu.
Při profesionálním hodnocení diamantů se proto používají standardizované světelné podmínky.
DALŠÍ DRAHÉ KAMENY, KTERÉ MOHOU FLUORESKOVAT
Fluorescenci lze pozorovat také u některých exemplářů opálu, apatitu, skapolitu, zirkonu, spinelu, sodalitu, hackmanitu a řady dalších minerálů.
Slovo „mohou“ je důležité. Fluorescence není automatickou vlastností každého kusu daného kamene.
SCHEELIT – MINERÁL, KTERÝ GEOLOGOVÉ HLEDALI VE TMĚ
Fluorescence není jen krásná. Má také velmi praktické využití.
Scheelit – CaWO₄, významná ruda wolframu, může pod krátkovlnným UV světlem zářit výrazně modrobíle až modře. Příměs molybdenu může barvu posouvat ke krémové až žluté, zatímco železo může fluorescenci potlačit.
Prospektoři proto skutečně používali UV lampy při hledání scheelitu. Ve tmě bylo možné fluoreskující úlomky horniny rozeznat mnohem snáze než za denního světla.
Je to krásný příklad situace, kdy vlastnost minerálu není pouze sběratelskou kuriozitou, ale může pomáhat při vyhledávání rudních ložisek.
PRAKTICKÉ VYUŽITÍ FLUORESCENCE
Fluorescence se využívá v mineralogii, geologickém průzkumu, gemologii, hornictví a při studiu hornin. UV světlo může pomoci odlišovat jednotlivé minerální složky vzorku, hledat některé rudní minerály a zkoumat geologické materiály.
V ropném průzkumu se UV osvětlení tradičně používá také při prohlížení vrtných úlomků a jader, protože uhlovodíkové látky mohou vykazovat charakteristickou fluorescenci. Její vzhled může poskytnout geologovi doplňující informace o přítomnosti a charakteru ropy.
V některých těžebních provozech bylo UV světlo používáno také k rychlému rozpoznávání fluoreskujících rudních materiálů při třídění.
JE FLUORESCENCE SPOLEHLIVÁ PRO URČENÍ MINERÁLU?
Sama o sobě většinou ne.
Jeden kalcit může svítit červeně, druhý oranžově a třetí vůbec. Stejně tak mohou dva rozdílné minerály fluoreskovat téměř stejnou barvou.
Fluorescence je proto výbornou pomocnou vlastností, ale ve většině případů není dostatečná k jednoznačné identifikaci minerálu. Vždy se hodnotí společně s tvrdostí, štěpností, hustotou, krystalovým tvarem, chemickým složením a dalšími vlastnostmi.
FLUORESCENČNÍ OCEÁNSKÝ JASPIS
Obchodně označovaný oceánský jaspis může v některých vzorcích obsahovat části, které pod ultrafialovým světlem reagují výrazněji než okolní materiál. Fotografie stejného kamene v běžném světle, pod dlouhovlnným UV a pod krátkovlnným UV krásně ukazují, jak zásadně dokáže změna vlnové délky osvětlení proměnit vzhled horniny.
Neznamená to však, že každý oceánský jaspis musí fluoreskovat. Jde o materiál s proměnlivým složením a jednotlivé vzorky se mohou chovat zcela odlišně.
FLUORESCENCE NENÍ JEDINÝ ZPŮSOB, JAK MŮŽE KÁMEN „SVÍTIT“
Fluorescence patří do širší skupiny jevů označovaných jako luminiscence. Minerál může vydávat světlo i jiným způsobem.
FOSFORESCENCE
Při fluorescenci záření prakticky zmizí po vypnutí budicího zdroje. Při fosforescenci však materiál může zářit ještě nějakou dobu potom, co zdroj UV světla odstraníme.
Je to ono známé „dosvítání ve tmě“.
Fosforescenci mohou za určitých podmínek vykazovat například některé vzorky kalcitu, fluoritu, sfaleritu, willemitu, celestinu nebo colemanitu.
Zvláště slavný je willemit z Franklinu a Sterling Hill v New Jersey, který může pod krátkovlnným UV zářit intenzivně zeleně a některé vzorky po vypnutí lampy ještě výrazně zeleně dosvítají.
TERMOLUMINISCENCE
Termoluminiscence je světlo uvolňované při zahřátí materiálu, který předtím v krystalové struktuře zachytil energii.
Není to totéž jako obyčejné žhnutí rozžhaveného předmětu. U některých materiálů může k uvolňování zachycené energie docházet již při relativně nízkých teplotách.
Termoluminiscenci mohou vykazovat například některé vzorky kalcitu, fluoritu, apatitu, skapolitu, lepidolitu a živců.
Tento jev má mimo mineralogii také významné vědecké využití – princip termoluminiscence se používá například při datování některých archeologických a geologických materiálů.
TRIBOLUMINISCENCE
Ještě podivuhodnější je triboluminiscence – vznik světla působením mechanické síly.
Některé materiály mohou při lámání, tření, drcení nebo poškrábání na okamžik vydat světelný záblesk. Jde o velmi krátký a často slabý jev, který je nejlépe vidět ve tmě.
Triboluminiscence je známá například u některých vzorků křemene, sfaleritu, fluoritu, kalcitu, slídy a živců.
Není však vhodné kvůli tomu ničit kvalitní sběratelské minerály – stejný jev lze demonstrovat na méně cenném materiálu.
UV SVĚTLO A BEZPEČNOST
Pozorování fluorescenčních minerálů je nádherné, ale UV záření není hračka. Nikdy se nedívejte přímo do UV lampy a nesviťte jí do očí ani na pokožku z bezprostřední blízkosti.
Zvláštní opatrnost je nutná u krátkovlnných UV-C lamp, které mohou poškodit oči a pokožku. U sběratelského použití je vhodné používat zařízení určené pro mineralogii, ochranné rostředky doporučené výrobcem a lampu provozovat pouze podle návodu.
Také fluorescenční barva nic nevypovídá o bezpečnosti minerálu. Například některé uranové minerály mohou silně fluoreskovat, ale vyžadují úplně jiná pravidla zacházení než běžný fluorit.
ZAJÍMAVOST – DENNÍ TVÁŘ A NOČNÍ TAJEMSTVÍ
Snad žádná jiná vlastnost minerálů tak krásně neukazuje, že to, co vidíme pouhým okem, není celý příběh.
Bílý kámen se může změnit v ohnivě oranžový.
Nenápadná žilka se může rozsvítit zeleně.
Rubín může pod UV ještě více zčervenat.
A uvnitř obyčejně vypadající geody se může objevit zářící zelený kruh.
Nezměnil se kámen.
Změnilo se pouze světlo, kterým jsme se na něj podívali.
PROČ SI FLUORESCENČNÍ MINERÁLY ZAMILOVAT
Fluorescenční minerály spojují krásu s fyzikou, geologií a trochou tajemství. Jeden vzorek může nabídnout dva naprosto rozdílné pohledy – jeden za denního světla a druhý pod UV lampou.
Pro sběratele je právě hledání těchto skrytých barev často stejně vzrušující jako samotné hledání minerálů.
FLUORESCENČNÍ MINERÁLY – KAMENY, KTERÉ NÁM PŘIPOMÍNAJÍ, ŽE NĚKDY STAČÍ PODÍVAT SE NA STEJNOU VĚC V JINÉM SVĚTLE A OBJEVÍME NĚCO, CO TAM BYLO CELOU DOBU.
/search_thin.svg){kind=small}
/user.svg){kind=small}
/cart.svg){kind=small}
/heart.svg){kind=small}
Oblíbený/compare.svg){kind=small}
Porovnat
