泰國石榴石內部的隧道是怎麼形成的？

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點

石榴石不是軟石。 礦物莫氏硬度為 7.5，能抵抗物理和化學侵蝕。 鑑於此，從泰國清邁河中提取的石榴石包含一個有趣的謎題：數十條蜘蛛網狀的隧道。

對於寶石經銷商來說，這令人沮喪。 它們破壞了寶石的淨度和利潤。 但對於瑞典和泰國的科學家團隊來說，他們最近在PLOS ONE期刊上發表了他們的研究，這些隧道非常令人著迷。 是什麼原因導致了這些畫廊的形狀不斷變化，迂迴曲折的路線似乎與其在像硬化鋼一樣堅硬的寶石中的位置相悖？

關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱，您將幫助確保未來能夠繼續報道關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。

有時，隧道成排平行延伸，同步協商轉彎。

有時它們彎曲時互不影響。 有時它們會分支。 有時分支會融合。 有時隧道進入石榴石，又以簡單的弧線再次出來。

有時，隧道具有圓形橫截面，尤其是在尖端附近。 有時它們是矩形或六邊形，直徑更大，尤其是在寶石表面附近。 這些多邊形隧道的方向通常在相鄰隧道中是相同的，這表明它們的方向受石榴石晶體平面的控制。

但最重要的是有三個線索：每條隧道在寶石表面都有一個出口孔。 從花崗岩基岩來源中提取的石榴石中沒有一條隧道。 而且一些隧道里塞滿了這些紅色的圓形細絲。

科學家們考慮了許多假設。

清邁河很平靜，這排除了某種奇怪的滾石效應。

鎂鋁榴石和鐵鋁榴石可能包含礦物金紅石或蛇紋石的尖刺狀內含物，但它們通常分佈更均勻，並且不會彎曲或到達晶體表面。

其他三種物理過程可以產生隧道——環境內含物隧道、流體內含物軌跡和輻射損傷軌跡——但它們都不像這些隧道。

然而，隧道彼此融合形成網路這一事實非常具有啟發性。 這個稱為吻合的過程是生命的高度特徵——尤其是一個界。

幾年前，我寫過關於世界上最大的採礦作業是由真菌執行的事實。 地衣和菌根真菌（與植物根系合作生活的一大類生物）都使用有機酸、稱為螯合劑的金屬抓取分子和機械力鑽入岩石。 真菌絲狀體的尖端是一個生物鑽頭，以巨大的壓力壓在岩石表面。 這兩種型別的真菌都在尋找礦物質營養，儘管地衣也在將自己固定在它們的家園上。 最近，還發現真菌在挖掘海底地殼。 如果是這樣，這種地殼的巨大體積可能會令人震驚地使其成為地球上最大的真菌棲息地。

然而，儘管有這些發現，但從未有人觀察到真菌開採石榴石或任何其他硬度高於莫氏 7 的礦物。 以前也沒有在真菌挖掘中觀察到吻合隧道或多邊形入口。

所有隧道都有表面開口這一事實支援了生物介質，內部仍然捕獲的那些洩露秘密的細絲也是如此。 在隧道內部檢測到，但在隧道外部以及來自相同沉積物中的赤鐵礦和石英對照物中未檢測到生命特徵的複雜有機脂肪酸殘留物。 因為真菌可以透過自身的身體將挖掘產生的尾礦輸送到外部，這將解釋為什麼隧道沒有被“礦物溶解的副產品”堵塞。

雖然已知細菌也會鑽入岩石中尋找鐵和錳，但隧道的尺寸、形狀和連通性與真菌的作用一致，但與氧化鐵細菌的作用不一致。 挖掘真菌還可以檢測和追蹤它們正在開採的岩石內的化學梯度。 這可以解釋許多平行隧道呈柵欄狀外觀的原因，因為真菌像獵犬嗅到狐狸一樣追逐相同的營養物質。 清邁河中的真菌也有強烈的動機。 石榴石是可利用鐵的來源。 河流的沉積物不是。

科學家們說，因此，證據的權重表明，石榴石隧道是缺鐵的河流真菌的採場、豎井、巷道和平巷，它們開採清邁的石榴石不是為了裝飾，而是為了生存。

參考文獻

Ivarsson, Magnus, Henrik Skogby, Bongkot Phichaikamjornwut, Stefan Bengtson, Sandra Siljeström, Prayote Ounchanum, Apichet Boonsoong 等人。“泰國土壤和河流沉積物中石榴石中錯綜複雜的隧道——可能的內生微孔”。PloS One 13, no. 8 (2018): e0200351。