藍珀——深度解密
藍珀的成因之迷
藍珀被中美洲的多明尼加捧為國寶。它來自於3000萬年前的豆科類植物樹脂,其特殊的藍色成因眾說紛紜,被科學界廣為認可的說法是因火山熔岩流過地表的高溫造成地層中琥珀受熱產生的質變。
藍珀原本是地層中普通的琥珀,因數千萬年前多米尼加火山爆發的高溫,使地層中掩埋的琥珀發生熱解,而熱解過程中產生的熒光物質——多環芳香分子融入到琥珀之中,這便是藍珀神秘色彩的形成核心。由此可見,多米尼加當時特有的地質條件方可促成藍珀的形成,這也是它僅產於該國的原因。
多米尼加是個面積只有4.8萬平方公里,
人口不足千萬的火山島,全島被65%的樹種所覆蓋。由於特殊的火山島原因,在歷史的變遷中島上的樹種變化較快,樹種相對較小,所發現藍珀的塊料都比較小,並且至今也不能科學的說明藍珀形成的原因。
不過其中的兩種說法最為可能,一種是火山爆發的火山灰灑落在流淌的樹脂上,一種是特有的一種豆科植物的的樹脂形成。我認為這兩種可能比較接近的原因,是因為藍珀在進行熱實驗或者打孔的時候,其散發鬆香味與其他品種的琥珀有所不同,這點可以證明藍珀決不是松柏類植物的樹脂,肯定是其他樹種。
藍珀的呈色特徵
整體上,藍珀的體色為淡黃色,對著光的表面呈藍色,這種藍色在太陽光或明亮的白光下更為明顯,而且藍色會隨著光的照射角度的變化而靈活的移動。
上等的藍珀(天空藍)在白底自然光線下,是淡黃而純凈的,在變化角度時肉眼感覺到輕微藍色反應,在深色底色和自然光線下會出現強烈的天藍色,在紫光燈下,會出現很強烈的藍色熒光(絕大多數礦珀品種都會出現這樣的情況,不是判斷是否藍珀的重要依據)。
藍珀的等級是依據顏色和雜質的多少來評定的,雜質越少,藍色的色度越趨向天藍的為最佳。現在市場主要分級為:3A(凈藍、天空藍),3A-(凈藍,略帶雜質,火山灰),2A(湖藍,有雜質),2A-(藍綠,有雜質)。
如果肉眼在自然光線下看到有綠色反應的珀體,一般稱為藍綠珀,或者就是綠珀。
令人迷惑的三個問題
1、為什麼會有琥珀看起來似藍非藍呢?
2、為什麼琥珀會散發出不尋常的藍光呢?
3、為什麼這種奇特的藍珀唯獨只出現於多明尼加這個小島國上呢?
這三個問題相信是所有看過「藍珀」的人,心中共同的疑問?
以下,帶領著各位一步步揭開這謎樣般變色琥珀中隱含的秘密:
要檢驗藍珀最直接有效的辨識方法,就是將琥珀置於紫外線UV燈下照射,經由波長380-450nm的長波紫外線檢驗琥珀是否會出現強烈的白藍色Milky Blue螢光反應,有些顏色看起來與一般橙黃色琥珀無異的藍珀,亦是藉此方式驗明正身。
這個方法直接點明了藍珀神秘色彩的核心:因為這種琥珀中含有一種特殊物質「多環芳香分子」poly-nuclear aromatic molecules-蒽Anthracene這種暗藏在藍珀內的「光感物質」,在受到外界的特定「入射光」照射激發後,吸收光能再釋放出屬於可見光範圍的螢光(註:也就是我們肉眼所看見的藍、綠或紫光。)
其原理類似電漿電視PDP的顯示工作原理(即老式的彩色電視,不是現在的平板液晶電視),利用放電激發彩色螢光體,然後產生各種五顏六色的可見光。因此藍珀的色彩顯現,其實是物理學上的一種「螢光反應」。
由於這是藍珀內部螢光物質的一種色彩反應,而這種螢光物質並非均勻的分布在琥珀中的每個角落,因此對外在光線的反應會隨「射入光」角度的不同而變化,再者其密度在不同的原礦單體上,也呈現很大的落差,這也解釋了為何藍珀顏色深淺濃密的程度有所區別,有的藍色濃得化不開通體透藍,有的清透如水若有似無。
自然界中有螢光現象的礦物超過500種以上,但多數需要以特定波長光源照射,在黑暗中才能看見明顯的螢光反應,藍珀是少數在自然光下便能看見螢光色彩變幻的異數。
在了解了螢光物質多環芳香族碳氫化合物Polycyclic aromatic hydrocarbons是藍珀神秘色彩的起源之後,另外的一個疑問是:
這物質是如何出現在藍珀之中?其他地區的琥珀之中有嗎?
首先我們必須先有的概念便是,多環芳香族碳氫化合物是一種含碳化合物不完全燃燒下的產物,它原本就廣泛存在我們生存的自然環境之中,諸如森林大火或火山爆發都會自然形成這類的碳氫化合物。琥珀和煤炭都是植物衍生的「有機化石」,常在同一地層中被發現,倘若當時伴隨著大規模的火山爆發,在大量熾熱的火山灰及熔岩掩埋下,使得樹脂與植物這類含炭有機物在高壓高熱的地層環境中(悶燒)產生不完全燃燒的熱解效應,促成了琥珀中大量碳氫化合物的形成。
多明尼加的藍色琥珀與一般正常的金黃色琥珀由剛出土的原礦raw amber來觀察,無論外觀或其內含物都有明顯的分別,藍珀原礦外表往往伴隨著灰白色沙礫(火山灰)及怪異攏起成山脊狀的垂直礦體,其中的內含物常呈溶解狀有明顯的流紋,且通常內部溶解物雜質越多,日光下的藍色螢光反應越強。
這些藍珀與眾不同的特徵讓科學家推斷藍珀的成因是原本地層中的正常琥珀在高溫下溶解再聚合的成品,熱解過程中產生的螢光物質融入琥珀之中,濃度越高螢光反應越強。
琥珀與煤層共存的情形在全球各地礦區相當普遍,至於為何藍珀獨見於多米尼加?
或者更正確的說法是為何惟獨多國的藍珀中含有如此高濃度的螢光物質,螢光反應最強?這恐怕還需要科學家由琥珀的熱熔解過程中,去找出更多的關鍵變數才能解釋。
高濃度成溶解狀的螢光物質,呈現出如天空似海洋的靜謐迷人的藍色。
藍珀的奇異色彩似真似幻,尤其是全透明無雜質的藍珀,在正常光線下是檸檬黃,必須在黑色背景下或由特殊角度觀察,才能看到藍色的螢光,因此有不少人對藍珀的「藍」抱持懷疑角度?甚至不認同以「藍」珀稱之。
其實我認為「顏色」的定義,必須由更宏寬更科學的角度去審視之。湛藍海洋本無色,鮮紅花朵黑夜中亦黯淡無光,所謂的「顏色」由科學的角度定義之,也可稱為「可見光」,人眼所見的顏色基本上是可見光的反射,一個反射所有波長的光的表面是白色,而一個吸收所有波長的光的表面是黑色。
如上圖,可明顯呈現區分為上下「黃藍」兩色的奇異現象,為什麼不同光線甚至同一光線下不同角度會出現「黃藍」兩種顏色呢?
其實答案很簡單,「藍色其實一直都存在未曾消失」,別忘了藍珀的藍色螢光是受外在光能所激發,只要有UV射線它就存在,差別只在於它周圍光線的變化,白色區域反射了所有的可見光,微弱的螢光在周遭耀眼的光線中顯得黯淡不明,就猶如白晝盡掩星光,並不代表星星不在那兒;黑色區域吸收了所有可見光,藍色螢光因此顯而易見,亦間接證明了即便清透如水的藍珀中亦有螢光物質的存在。
多米尼加除了蟲珀以外,最著名的便是出產獨步全球的藍色琥珀,雖然他國礦區亦宣稱有藍珀的發現,但論顏色,論質地,論產量,皆無法與多國相提並論。
多米尼加藍珀的藍色成因眾說紛紜,一說琥珀樹脂在火山灰燼覆蓋下形成的內部化學變化,亦有雲火山熔岩流過地表的高溫造成地層中琥珀受熱產生的質變(有點像烤地瓜);後者理論近期在科學家所做的模擬實驗中,成功讓金黃琥珀在高熱下轉變為藍珀,似乎已得到初步印證。
姑且不論其真正成因為何,藍色琥珀的奇特之處在於顏色變化多端,就好似調色板上的顏料以藍色為基調,可恣意調配出淺藍,深藍,天藍,紫羅藍,海水藍,湛藍,紅藍,黃藍,綠藍等十多種以上的色彩變化,有時甚至在同一塊藍珀原礦中便可見到三種以上不同的「藍」。
即便只是單一色彩的平凡藍珀,在不同光線下亦會呈現截然不同的色彩變化,就如同魔術般的令人目眩神迷。
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