Jauh di bawah geyser dan mata air panas di Kaldera Yellowstone terdapat ruang magma yang diproduksi oleh titik panas di mantel bumi. Saat magma bergerak menuju permukaan Bumi, magma tersebut mengkristal membentuk batuan beku muda dan panas. Panas dari bebatuan ini mendorong air tanah menuju permukaan. Saat air mendingin, ion-ion mengendap menjadi kristal mineral, termasuk kristal kuarsa yang terbentuk dari silikon dan oksigen, feldspar dari kalium, aluminium, silikon, dan oksigen, galena dari timbal dan belerang. Banyak dari kristal ini memiliki bentuk yang khas, misalnya kaskade kuarsa runcing ini, atau tumpukan kubus galena ini. Tetapi, apa yang mengatur pola pertumbuhan kristal tersebut? Sebagian dari penyebabnya adalah atom mereka. Setiap atom kristal disusun dalam pola yang terorganisasi dan berulang. Pola inilah yang menentukan bentuk kristal, dan tidak hanya kristal mineral. Pasir, es, gula, cokelat, keramik, logam, DNA, dan bahkan beberapa cairan, memiliki struktur kristal. Susunan atom penyusun kristal dikategorikan dalam enam kelompok: kubik, tetragonal, ortorombik, monoklinik, triklinik, dan heksagonal. Dalam kondisi yang sesuai, kristal akan tumbuh menjadi bentuk geometris yang mencerminkan pengaturan atom mereka. Misalnya, galena memiliki struktur kubik yang terdiri dari atom timbal dan sulfur. Atom timbal yang relatif besar tersusun dalam kisi tiga dimensi berjarak 90 derajat satu sama lain, sementara atom belerang yang relatif kecil berada di antaranya. Saat kristal tumbuh, posisi seperti ini menarik atom belerang, sementara timbal akan cenderung terikat ke tempat-tempat ini. Akhirnya, mereka akan melengkapi kisi atom yang saling terikat. Artinya, pola kisi 90 derajat dari struktur kristal galena tercermin dalam bentuk kristal yang tampak oleh mata. Sementara itu, Kuarsa memiliki struktur kristal heksagonal. Ini berarti bahwa pada satu bidang, atom-atomnya tersusun dalam bentuk segi enam. Dalam bentuk 3D, heksagon ini tersusun atas banyak piramida yang saling bertautan yang terdiri dari satu atom silikon dan empat atom oksigen. Jadi, bentuk khas dari kristal kuarsa adalah kolom enam sisi dengan ujung yang runcing. Tergantung pada kondisi lingkungan, kebanyakan kristal memiliki potensi untuk membangun beberapa bentuk geometris. Misalnya, berlian, yang terbentuk jauh di dalam mantel Bumi, memiliki struktur kristal kubik dan dapat tumbuh menjadi kubus atau oktahedral. Berlian tumbuh menjadi bentuk tertentu tergantung pada kondisi di mana ia tumbuh, yang mencakup tekanan, suhu, dan lingkungan kimia. Meskipun kita tidak dapat secara langsung mengamati kondisi dalam mantel, percobaan laboratorium telah menunjukkan beberapa bukti bahwa berlian cenderung tumbuh menjadi kubus pada suhu yang lebih rendah dan menjadi oktahedral pada suhu yang lebih tinggi. Kehadiran sedikit air, silikon, germanium, atau magnesium bisa juga memengaruhi bentuk berlian. Berlian tidak pernah tumbuh secara alami menjadi bentuk seperti pada perhiasan. Berlian perhiasan telah dipotong untuk menampilkan kilau dan kejernihannya. Kondisi lingkungan juga dapat memengaruhi apakah kristal dapat terbentuk atau tidak. Kaca terbuat dari pasir kuarsa yang dilelehkan, tetapi kaca bukanlah kristal. Sebab, kaca mendingin relatif cepat, sehingga atom-atomnya tidak punya waktu untuk mengatur diri mereka ke dalam struktur teratur kristal kuarsa. Alih-alih, susunan atom-atom yang acak pada gelas yang leleh terkunci pada saat pendinginan. Banyak kristal tidak membentuk bentuk geometris karena mereka tumbuh di tempat yang sangat dekat dengan kristal lainnya. Batuan seperti granit dipenuhi oleh kristal, tetapi tidak satu pun memiliki bentuk tertentu. Saat magma mendingin dan membeku, banyak mineral di dalamnya mengkristal pada saat bersamaan dan kehabisan ruang. Kristal tertentu, seperti pirus, tidak tumbuh menjadi bentuk geometris di sebagian besar kondisi lingkungan, walaupun diberi ruang yang memadai. Setiap struktur atom kristal memiliki sifat unik, dan meskipun sifat ini mungkin tidak berperan pada kebutuhan emosional manusia, struktur kristal sangat berperan dalam ilmu material dan kedokteran.