WEBVTT

00:00:06.886 --> 00:00:11.046
Глубоко под гейзерами и горячими
источниками Йеллоустонской кальдеры

00:00:11.046 --> 00:00:13.474
залегает магматическая камера, 


00:00:13.474 --> 00:00:16.184
образовавшаяся благодаря 
горячей точке в мантии Земли.

00:00:16.184 --> 00:00:19.077
По мере движения магмы
к поверхности Земли,

00:00:19.077 --> 00:00:23.337
она кристаллизуется, образуя новые
горячие вулканические породы.

00:00:23.337 --> 00:00:27.392
Тепло от этих пород выталкивает
грунтовые воды на поверхность.

00:00:27.392 --> 00:00:32.882
По мере остывания воды, ионы оседают
в виде минеральных кристаллов,

00:00:32.882 --> 00:00:36.876
в том числе кристаллов кварца
из кремния и кислорода,

00:00:36.876 --> 00:00:41.886
полевого шпата из калия, алюминия,
кремния и кислорода,

00:00:41.886 --> 00:00:45.126
галенита из свинца и серы.

NOTE Paragraph

00:00:45.126 --> 00:00:47.736
Многие из этих кристаллов
имеют характерную форму —

00:00:47.736 --> 00:00:52.856
например друза заострённого кварца
или кубические сингонии галенита.

00:00:52.856 --> 00:00:57.321
Но что заставляет их постоянно
принимать одну и ту же форму?

NOTE Paragraph

00:00:57.321 --> 00:01:00.013
Ответ частично заключается
в структуре их атомов.

00:01:00.013 --> 00:01:04.933
Атомы любого кристалла образуют строго
структурированную, повторяющуюся укладку.

00:01:04.933 --> 00:01:08.508
Эта укладка является определяющей
особенностью кристалла

00:01:08.508 --> 00:01:10.518
и не ограничивается лишь минералами.

00:01:10.518 --> 00:01:12.878
Кристаллическую структуру имеют

00:01:12.878 --> 00:01:19.679
песок, лёд, сахар, шоколад, керамика,
металлы, ДНК и даже некоторые жидкости.

NOTE Paragraph

00:01:19.679 --> 00:01:22.459
Атомная структура любого
кристаллического материала

00:01:22.459 --> 00:01:25.699
относится к одной из шести групп:

00:01:25.699 --> 00:01:32.319
кубической, тетрагональной, ромбической,
моноклинной, триклинной и гексагональной.

00:01:32.319 --> 00:01:34.359
При благоприятных условиях

00:01:34.359 --> 00:01:37.009
кристаллы вырастут и приобретут 
геометрические формы,

00:01:37.009 --> 00:01:39.699
соответствующие расположению их атомов.

00:01:39.699 --> 00:01:44.579
Так, галенит имеет кубическую структуру,
состоящую из атомов свинца и серы.

00:01:44.579 --> 00:01:46.622
Относительно крупные атомы свинца

00:01:46.622 --> 00:01:50.932
расположены в трёхмерной сетке
под углом 90 градусов друг к другу,

00:01:50.932 --> 00:01:55.662
а между ними аккуратно помещаются
относительно небольшие атомы серы.

00:01:55.662 --> 00:02:00.174
По мере роста кристалла
такие участки притягивают атомы серы,

00:02:00.174 --> 00:02:03.656
в то время как свинец их связывает.

00:02:03.656 --> 00:02:07.096
В конце концов вся сетка
связанных атомов будет заполнена.

00:02:07.096 --> 00:02:11.236
Это означает, что 90-градусная сетка
кристаллической структуры галенита

00:02:11.236 --> 00:02:14.593
придаёт кристаллу его видимую форму.

NOTE Paragraph

00:02:14.593 --> 00:02:17.973
Кварц имеет гексагональную
кристаллическую структуру.

00:02:17.973 --> 00:02:22.103
Это означает, что на плоскости 
его атомы расположены в шестиугольниках.

00:02:22.103 --> 00:02:27.564
В трёхмерном пространстве шестиугольники
являются набором взаимосвязанных пирамид,

00:02:27.564 --> 00:02:31.794
состоящих из одного атома кремния
и четырёх атомов кислорода.

00:02:31.794 --> 00:02:34.171
Таким образом, характерная
форма кристалла кварца

00:02:34.171 --> 00:02:39.571
представляет собой шестигранную
колонну с заострёнными концами.

NOTE Paragraph

00:02:39.571 --> 00:02:41.691
В зависимости от условий окружающей среды,

00:02:41.691 --> 00:02:46.111
многие кристаллы стремятся принять
одну из нескольких геометрических форм.

00:02:46.111 --> 00:02:50.041
Например, бриллианты, которые
образуются глубоко в мантии Земли,

00:02:50.041 --> 00:02:56.261
имеют кубическую структуру
и вырастают либо в кубы, либо в октаэдры.

00:02:56.261 --> 00:02:58.861
Форма каждого конкретного бриллианта

00:02:58.861 --> 00:03:01.151
зависит от условий, в которых он растёт,

00:03:01.151 --> 00:03:05.451
включая давление, температуру
и химическую среду.

00:03:05.451 --> 00:03:09.108
Хотя мы не можем непосредственно
наблюдать условия роста в мантии,

00:03:09.108 --> 00:03:11.868
в ходе лабораторных экспериментов
получены доказательства,

00:03:11.868 --> 00:03:15.838
что бриллианты склонны вырастать
в кубы при более низких температурах

00:03:15.838 --> 00:03:19.026
и в октаэдры — при более
высоких температурах.

00:03:19.026 --> 00:03:23.496
Незначительное количество воды,
кремния, германия или магния

00:03:23.496 --> 00:03:26.646
тоже может влиять на форму бриллианта.

00:03:26.646 --> 00:03:31.256
В естественных условиях бриллианты никогда
не приобретут формы драгоценностей:

00:03:31.256 --> 00:03:36.474
ювелиры специально обтачивают их,
обнажая прозрачность и блеск.

NOTE Paragraph

00:03:36.474 --> 00:03:41.341
В некоторых условиях окружающей среды
кристаллы вовсе не образуются.

00:03:41.341 --> 00:03:44.086
Стекло изготавливают 
из расплавленного кварцевого песка,

00:03:44.086 --> 00:03:46.286
но оно не обладает
кристаллической решёткой.

00:03:46.286 --> 00:03:49.306
Это происходит, потому что стекло
остывает относительно быстро,

00:03:49.306 --> 00:03:51.646
и атомы не успевают расположиться

00:03:51.646 --> 00:03:54.576
в упорядоченную структуру
кристалла кварца.

00:03:54.576 --> 00:03:58.346
Вместо этого случайное расположение
атомов в расплавленном стекле

00:03:58.346 --> 00:04:00.906
закрепляется при охлаждении.

NOTE Paragraph

00:04:00.906 --> 00:04:03.546
Многие кристаллы не образуют
геометрических форм,

00:04:03.546 --> 00:04:08.146
потому что растут в непосредственной
близости от других кристаллов.

00:04:08.146 --> 00:04:10.809
Горные породы, подобные граниту,
полны кристаллов,

00:04:10.809 --> 00:04:13.379
которые не принимают узнаваемой формы.

00:04:13.379 --> 00:04:15.539
По мере остывания и затвердевания магмы

00:04:15.539 --> 00:04:21.249
минералы кристаллизуются параллельно,
быстро заполняя свободное пространство.

00:04:21.249 --> 00:04:23.881
Некоторые кристаллы, например бирюза,

00:04:23.881 --> 00:04:28.891
в большинстве условий окружающей среды
не принимают заметную форму

00:04:28.891 --> 00:04:31.014
даже при наличии
достаточного пространства.

NOTE Paragraph

00:04:31.014 --> 00:04:34.204
Атомная структура каждого кристалла
обладает уникальными свойствами,

00:04:34.204 --> 00:04:39.134
и хотя эти свойства 
не обязательно порадуют глаз,

00:04:39.134 --> 00:04:44.204
они могут оказаться весьма ценными
для нужд науки и медицины.