Как при помощи рентгена открывают новые минералы?

Состоялась лекция научного сотрудника лаборатории спектральных методов анализа Института геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения РАН (Иркутск) Екатерины Каневой. Спикер впервые выступила перед студентами, представив вниманию ребятам доклад на тему: «120 лет в лучах Рентгена: кристаллы и их структуры».Екатерина Владимировна занимается рентгеноструктурным анализом веществ, в которых применяется всеми известные рентгеновские лучи. «Так как в прошлом году праздновался юбилей — 120-летие открытия рентгеновских лучей, мне захотелось популяризировать это направление и рассказать, где еще применяется этот метод, кроме медицины. Моя работа непосредственно связана с рентгеновским методом, с ним я каждый день сталкиваюсь на работе и хотела бы рассказать о нем студентам».Спикер отметила, что рентгеновские лучи в структурной кристаллографии применяются в таких науках как геофизика, химия, геология, минералогия, материаловедение, биология, планетология. Она рассказала о том, что существует два метода рентгеноструктурного анализа – монокристальная рентгеновская дифракция – кристалл помещается в дифрактометр, вращается и ученые получают точечное изображение, обработав информацию о всех точках и всех отражениях структуры вещества. Второй метод – порошковая рентгеновская дифракция: здесь можно получить самый главный анализ для геологов – идентификацию. «Каждый минерал имеет свою личную дифракционную картину, — поясняет исследователь. — У каждого минерала свой набор пиков, который имеет определенное положение по шкале, а также интенсивность отражения. Так, при помощи порошка можно «проснять» вещество, после чего получится картинка. По ней мы можем узнать, что это именно минерал».В докладе Екатерина Канева не раз рассказывала о ярких открытиях, сделанных учеными при помощи рентгена: открытие структуры ДНК, распознание внутренней структуры Земли, исследование Марса и многое другое.Кроме того, при помощи рентгена исследуются археологические находки. Пример – краситель, которым пользовались люди из племени майа: ярким синим красителем люди раскрашивали стены жилища, предметы быта, украшали человеческие жертвы. Ученых удивлял факт того, что спустя практически 2000 лет цвета остаются насыщенными. «Опять же при помощи рентгена ученые узнали, что структура краски (состав — разогретые пигмент индиго (листья травяничного растения вайда плюс минерал палыгорскит) оказалась ционитоподобной, внутри были очень большие полости, в которых расположены молекулы воды. При нагреве поры и структура расширяются, вода испаряется и молекулы индиго занимают ее место, а при охлаждении «застревают»».Екатерина Владимировна рассказала и об исследованиях, в которых ей самой довелось принимать участие. Так, в Восточной Сибири археологи обнаружили две стоянки древних людей – Усть Каренгу и Коврижку, находящихся друг от друга на расстоянии 700 км. Как отмечают археологи, здесь жили два разных племени, там же было найдено множество артефактов, в том числе скребки. «Археологам было важно выяснить, имели ли какие то отношения между собой эти два племени или они брали минералы на одних и тех же месторождениях, — рассказывает спикер. — Конечно, определить на вид, похожи ли артефакты между собой или нет, невозможно. Мною был проведен анализ двух разных скребков, в результате которых я наложила спектры и они оказались абсолютно идентичны. Ученые смогли сделать вывод, что эти племена между собой взаимодействовали».Екатерина Канева рассказала о совместных исследованиях редких минералов с разупорядоченной структурой из месторождений Восточной Сибири, которые проводились совместно итальянскими коллегами из Университета г. Бари «Aldo Moro» (Италия), а завершила свое выступление рассказом о том, как кристаллографами исследуются  и открываются новые минералы.Отметим, что на встречу с нефтегазовцами Екатерина Канева приехала по приглашению аспирантки ТюмГНГУ Анны Цепляевой.Материал подготовила Александра Чернышова