1
00:00:06,886 --> 00:00:11,046
Глубоко под гейзерами и горячими
источниками Йеллоустонской кальдеры

2
00:00:11,046 --> 00:00:13,474
залегает магматическая камера, 


3
00:00:13,474 --> 00:00:16,184
образовавшаяся благодаря 
горячей точке в мантии Земли.

4
00:00:16,184 --> 00:00:19,077
По мере движения магмы
к поверхности Земли,

5
00:00:19,077 --> 00:00:23,337
она кристаллизуется, образуя новые
горячие вулканические породы.

6
00:00:23,337 --> 00:00:27,392
Тепло от этих пород выталкивает
грунтовые воды на поверхность.

7
00:00:27,392 --> 00:00:32,882
По мере остывания воды, ионы оседают
в виде минеральных кристаллов,

8
00:00:32,882 --> 00:00:36,876
в том числе кристаллов кварца
из кремния и кислорода,

9
00:00:36,876 --> 00:00:41,886
полевого шпата из калия, алюминия,
кремния и кислорода,

10
00:00:41,886 --> 00:00:45,126
галенита из свинца и серы.

11
00:00:45,126 --> 00:00:47,736
Многие из этих кристаллов
имеют характерную форму —

12
00:00:47,736 --> 00:00:52,856
например друза заострённого кварца
или кубические сингонии галенита.

13
00:00:52,856 --> 00:00:57,321
Но что заставляет их постоянно
принимать одну и ту же форму?

14
00:00:57,321 --> 00:01:00,013
Ответ частично заключается
в структуре их атомов.

15
00:01:00,013 --> 00:01:04,933
Атомы любого кристалла образуют строго
структурированную, повторяющуюся укладку.

16
00:01:04,933 --> 00:01:08,508
Эта укладка является определяющей
особенностью кристалла

17
00:01:08,508 --> 00:01:10,518
и не ограничивается лишь минералами.

18
00:01:10,518 --> 00:01:12,878
Кристаллическую структуру имеют

19
00:01:12,878 --> 00:01:19,679
песок, лёд, сахар, шоколад, керамика,
металлы, ДНК и даже некоторые жидкости.

20
00:01:19,679 --> 00:01:22,459
Атомная структура любого
кристаллического материала

21
00:01:22,459 --> 00:01:25,699
относится к одной из шести групп:

22
00:01:25,699 --> 00:01:32,319
кубической, тетрагональной, ромбической,
моноклинной, триклинной и гексагональной.

23
00:01:32,319 --> 00:01:34,359
При благоприятных условиях

24
00:01:34,359 --> 00:01:37,009
кристаллы вырастут и приобретут 
геометрические формы,

25
00:01:37,009 --> 00:01:39,699
соответствующие расположению их атомов.

26
00:01:39,699 --> 00:01:44,579
Так, галенит имеет кубическую структуру,
состоящую из атомов свинца и серы.

27
00:01:44,579 --> 00:01:46,622
Относительно крупные атомы свинца

28
00:01:46,622 --> 00:01:50,932
расположены в трёхмерной сетке
под углом 90 градусов друг к другу,

29
00:01:50,932 --> 00:01:55,662
а между ними аккуратно помещаются
относительно небольшие атомы серы.

30
00:01:55,662 --> 00:02:00,174
По мере роста кристалла
такие участки притягивают атомы серы,

31
00:02:00,174 --> 00:02:03,656
в то время как свинец их связывает.

32
00:02:03,656 --> 00:02:07,096
В конце концов вся сетка
связанных атомов будет заполнена.

33
00:02:07,096 --> 00:02:11,236
Это означает, что 90-градусная сетка
кристаллической структуры галенита

34
00:02:11,236 --> 00:02:14,593
придаёт кристаллу его видимую форму.

35
00:02:14,593 --> 00:02:17,973
Кварц имеет гексагональную
кристаллическую структуру.

36
00:02:17,973 --> 00:02:22,103
Это означает, что на плоскости 
его атомы расположены в шестиугольниках.

37
00:02:22,103 --> 00:02:27,564
В трёхмерном пространстве шестиугольники
являются набором взаимосвязанных пирамид,

38
00:02:27,564 --> 00:02:31,794
состоящих из одного атома кремния
и четырёх атомов кислорода.

39
00:02:31,794 --> 00:02:34,171
Таким образом, характерная
форма кристалла кварца

40
00:02:34,171 --> 00:02:39,571
представляет собой шестигранную
колонну с заострёнными концами.

41
00:02:39,571 --> 00:02:41,691
В зависимости от условий окружающей среды,

42
00:02:41,691 --> 00:02:46,111
многие кристаллы стремятся принять
одну из нескольких геометрических форм.

43
00:02:46,111 --> 00:02:50,041
Например, бриллианты, которые
образуются глубоко в мантии Земли,

44
00:02:50,041 --> 00:02:56,261
имеют кубическую структуру
и вырастают либо в кубы, либо в октаэдры.

45
00:02:56,261 --> 00:02:58,861
Форма каждого конкретного бриллианта

46
00:02:58,861 --> 00:03:01,151
зависит от условий, в которых он растёт,

47
00:03:01,151 --> 00:03:05,451
включая давление, температуру
и химическую среду.

48
00:03:05,451 --> 00:03:09,108
Хотя мы не можем непосредственно
наблюдать условия роста в мантии,

49
00:03:09,108 --> 00:03:11,868
в ходе лабораторных экспериментов
получены доказательства,

50
00:03:11,868 --> 00:03:15,838
что бриллианты склонны вырастать
в кубы при более низких температурах

51
00:03:15,838 --> 00:03:19,026
и в октаэдры — при более
высоких температурах.

52
00:03:19,026 --> 00:03:23,496
Незначительное количество воды,
кремния, германия или магния

53
00:03:23,496 --> 00:03:26,646
тоже может влиять на форму бриллианта.

54
00:03:26,646 --> 00:03:31,256
В естественных условиях бриллианты никогда
не приобретут формы драгоценностей:

55
00:03:31,256 --> 00:03:36,474
ювелиры специально обтачивают их,
обнажая прозрачность и блеск.

56
00:03:36,474 --> 00:03:41,341
В некоторых условиях окружающей среды
кристаллы вовсе не образуются.

57
00:03:41,341 --> 00:03:44,086
Стекло изготавливают 
из расплавленного кварцевого песка,

58
00:03:44,086 --> 00:03:46,286
но оно не обладает
кристаллической решёткой.

59
00:03:46,286 --> 00:03:49,306
Это происходит, потому что стекло
остывает относительно быстро,

60
00:03:49,306 --> 00:03:51,646
и атомы не успевают расположиться

61
00:03:51,646 --> 00:03:54,576
в упорядоченную структуру
кристалла кварца.

62
00:03:54,576 --> 00:03:58,346
Вместо этого случайное расположение
атомов в расплавленном стекле

63
00:03:58,346 --> 00:04:00,906
закрепляется при охлаждении.

64
00:04:00,906 --> 00:04:03,546
Многие кристаллы не образуют
геометрических форм,

65
00:04:03,546 --> 00:04:08,146
потому что растут в непосредственной
близости от других кристаллов.

66
00:04:08,146 --> 00:04:10,809
Горные породы, подобные граниту,
полны кристаллов,

67
00:04:10,809 --> 00:04:13,379
которые не принимают узнаваемой формы.

68
00:04:13,379 --> 00:04:15,539
По мере остывания и затвердевания магмы

69
00:04:15,539 --> 00:04:21,249
минералы кристаллизуются параллельно,
быстро заполняя свободное пространство.

70
00:04:21,249 --> 00:04:23,881
Некоторые кристаллы, например бирюза,

71
00:04:23,881 --> 00:04:28,891
в большинстве условий окружающей среды
не принимают заметную форму

72
00:04:28,891 --> 00:04:31,014
даже при наличии
достаточного пространства.

73
00:04:31,014 --> 00:04:34,204
Атомная структура каждого кристалла
обладает уникальными свойствами,

74
00:04:34,204 --> 00:04:39,134
и хотя эти свойства 
не обязательно порадуют глаз,

75
00:04:39,134 --> 00:04:44,204
они могут оказаться весьма ценными
для нужд науки и медицины.