Khoáng chất nào hiếm có bậc nhất trên Trái Đất?

Khoáng chất nằm rải rác ở khắp mọi nơi trên hành tinh của chúng ta, từ những vệt lấp lánh trong sỏi hoặc cát cho đến những viên ngọc ẩn giấu tại những nơi chúng ta không thể ngờ.

Theo Hiệp hội Địa chất Mỹ, khoáng chất là các nguyên tố hoặc hợp chất vô cơ xuất hiện tự nhiên và không chứa carbon. Mỗi loại khoáng chất thể hiện trật tự trong cấu trúc bên trong của nó và có đặc tính hóa học độc đáo. Dạng tinh thể của khoáng chất, cũng như các tính chất vật lý khác của nó, có thể khác nhau.

Vậy loại khoáng chất nào hiếm gặp nhất trên Trái Đất?

Đó chắc chắn không phải kim cương, mặc dù khoáng sản này có độ hiếm và giá trị mà ít loại đá quý nào theo kịp.

Thay vào đó, khoáng chất hiếm nhất chính là Kyawthuite, theo Live Science. Cho tới nay, chỉ có duy nhất một tinh thể kyawthuite được tìm thấy ở vùng Mogok của Myanmar. Điều này có nghĩa, nó không hề tồn tại ở những địa điểm khác trên Trái Đất, biến nó trở thành khoáng chất hiếm gặp nhất hiện nay.

Cơ sở dữ liệu khoáng chất của Viện Công nghệ California mô tả Kyawthuite là một viên đá quý màu cam sậm nhỏ (chỉ nặng 1,61 karat), vốn được Hiệp hội Khoáng chất Quốc tế chính thức công nhận vào năm 2015. Tuy nhiên, giới nghiên cứu biết rất ít về Kyawthuite.

Mẫu vật Kyawthuite duy nhất được tìm thấy trên thế giới - Ảnh: Caltech.

Khoáng chất hiếm có thứ hai trên thế giới là Painite, xuất hiện dưới dạng tinh thể lục giác màu đỏ đậm (mặc dù có một số trường hợp ngoại lệ có màu hơi hồng). Mặc dù ngày nay con người có thể dễ dàng tìm thấy Painite hơn trước đây, nhưng khoáng chất này vẫn rất hiếm và cấu trúc hóa học độc đáo vẫn khiến Painite trở thành một bí ẩn khoa học.

Năm 1952, nhà sưu tập và buôn bán đá quý người Anh Arthur Pain đã mua được hai viên pha lê đỏ thẫm ở Myanmar. Ông Arthur Pain nghĩ rằng những viên pha lê này là hồng ngọc, vốn được tìm thấy khá nhiều ở Myanmar. Nhà sưu tập này không biết rằng đây thực tế là một thứ hiếm hơn rất nhiều.

Painite (được đặt theo họ của Arthur) đôi khi vô tình được khai quật cùng với hồng ngọc và các loại đá quý khác, điều này cũng lý giải cho nhầm lẫn ban đầu của ông Pain. Ông đã tặng chúng cho Bảo tàng Anh vào năm 1954 để nghiên cứu thêm. Một mẫu vật Painite khác cũng được tìm thấy tại Myanmar vào năm 1979, và theo cơ sở dữ liệu đá quý tính tới năm 2001, đó là ba mẫu painite duy nhất được biết đến.

Hiện tại, painite đã phổ biến hơn trước đây. Chúng liên tục lộ thiên trong những năm về sau và đặc biệt xuất hiện nhiều vào năm 2005. Panite có thể được khai thác nhiều tại hai vùng Wet Loo và Therein Taung của Myanmar.

Với riêng mẫu vật Painite đầu tiên được tìm thấy, nó được chuyên gia George Rossman, giáo sư khoáng chất học ở Viện Công nghệ California, nghiên cứu một cách kĩ càng. Các báo cáo về cấu tạo của Painite sau đó đã được công bố trên tạp chí Khoáng chất học vào năm 2018.

Mẫu vật painnite đầu tiên được tìm thấy trên thế giới vào năm 1952

Theo đó, sau khi xem xét kĩ lưỡng, chuyên gia Rossman đã xác định được nguyên tố cấu tạo nên Painite. Ông cũng phát hiện ra rằng có một lỗi trong phân tích của các nhà khoa học tại Bảo tàng Anh: cấu trúc hóa học của painnite không khớp với kết quả của Rossman.

Mặc dù các chuyên gia tại bảo tàng này đã xác định chính xác các thành phần như nhôm, boron, canxi và oxy, nguyên tố zirconi lại bị thiếu. Một điều khác mà Rossman phát hiện ra là thứ đã tạo nên màu đỏ của nó; nó có một lượng nhỏ vanadi và crom có thể làm cho nó trông giống như một viên hồng ngọc.

Nhưng điều gì làm cho painite trở nên hiếm như vậy? Một phần lý do nằm ở việc painite chỉ xuất hiện tại Myanmar, và thứ hai, quá trình hình thành của nó chứa những điều đặc biệt.

Painite là một tinh thể borat, có nghĩa là nó chứa boron. Tuy nhiên, painite cũng chứa zirconi. và trong hóa học, boron nổi tiếng là khó liên kết với zirconi. Trên thực tế, painite là khoáng chất duy nhất mà hai chất này được tìm thấy có liên kết với nhau trong tự nhiên. Trong khi lý do vẫn chưa rõ ràng, zirconium và boron đã chưa được tìm thấy cùng nhau với nồng độ đáng kể, theo chuyên gia Rossman.

Giới nghiên cứu cũng cho rằng các nguyên tố này có sự liên kết không ổn định với nhau, so với các nguyên tố khác mà chúng có thể liên kết.

"Theo hiểu biết của tôi, chưa có ai thực hiện một nghiên cứu nghiêm túc về những gì cần thiết để hình thành nên painite. Tôi cũng chưa thấy ai nỗ lực tổng hợp nó trong phòng thí nghiệm", chuyên gia Rossman phân tích.

Một câu hỏi được đặt ra: Tại sao các khoáng chất hiếm nhất thế giới như painite hay kyawthuite lại chỉ được tìm thấy ở Myanmar, mà không phải nơi nào khác trên thế giới?

Theo nhận định của giáo sư Rossman, câu trả lời có thể đến từ sự thay đổi về mặt địa lý của Trái Đất cách đây hàng chục đến trăm triệu năm.

Khi siêu lục địa Gondwana cổ đại bắt đầu tách ra khoảng 180 triệu năm trước, Ấn Độ di chuyển về phía bắc và va chạm với khu vực ngày nay là Nam Á. Áp suất và sức nóng từ vụ va chạm đã hình thành nên một kho tàng các loại đá, nhiều trong số đó là đá quý. Boron trong đá painite và các khoáng thạch có borat khác có thể có nguồn gốc từ những vùng biển nông xung quanh khối đất mới hình thành.

Tham khảo Live Science