Камни-хамелеоны: как и почему минералы меняют цвет

В мире минералов существует удивительное явление: некоторые камни способны менять свой цвет, подобно хамелеонам. Их изучение раскрывает секреты глубинных земных процессов и вдохновляет на создание современных технологий.

Что такое фотохромизм и как он работает

Фотохромизм — это обратимое изменение окраски вещества под действием оптического излучения, например, видимого света или ультрафиолета. При облучении в структуре минерала происходят определенные электронные перестройки, которые и приводят к видимому изменению цвета.

В случае минералов ключевую роль часто играют дефекты кристаллической решетки и примеси. Окраска может возникать из-за образования радиационных центров. Естественное облучение от радиоактивных элементов в породах вызывает перераспределение электронов между ионами. Эти центры поглощают свет в видимой части спектра, придавая камню цвет. Такой цвет часто нестабилен и может исчезать при нагревании или освещении.

Один из первых случаев, когда удалось обнаружить камень-хамелеон, произошел 1896 году в Гренландии. Там был открыт яркий розовый подвид минерала содалита — гакманит. Его выдающийся цвет поблек, как только камень вынесли на дневной свет, но затем в темноте к нему снова вернулся сочный розовый окрас. 

Позже, с развитием геммологии и методов анализа, исследователи смогли заглянуть внутрь кристаллической структуры и понять электронные процессы, ответственные за изменение цвета.

Какие камни могут менять цвет и почему

Способность к обратимому изменению цвета встречается у ряда минералов, и причины всегда кроются в их строении и составе.

Например, гакманит (содалит) меняет цвет от фиолетового или розового до бледно-желтого, зеленого или почти бесцветного под действием солнечного света. Причиной являются изменения в состоянии атомов серы в его структуре. Тугтупит, бледно-розовый камень, становится ярко-розовым под коротковолновым ультрафиолетом. 

Сподумен (кунцит) может приобретать розовую, сиреневую или зеленую окраску под воздействием радиации. Причем зеленый цвет, который вызывает ионы марганца, особенно нестабилен и на солнце часто быстро превращается в розовый.

Самый известный «хамелеон» — александрит (разновидность хризоберилла). Он меняет цвет с зеленого при дневном свете на фиолетово-красный при искусственном освещении. Причина: особые свойства ионов хрома в его кристалле.

Окраску дымчатого кварца (раухтопаза) обусловливают радиационные центры от естественного облучения, и этот цвет может ослабевать при нагревании. Она варьируется от коричневого или дымчато-серого до почти непрозрачно-черного. Цвет обычно углубляется от основания кристалла к его верхушке. У некоторых кристаллов он может быть темнее ближе к краям.

Как видно, камней-хамелеонов не так уж и мало. Более того, цвет минералов вообще редко бывает постоянным. По происхождению окраски их делят на три типа:

1. Идиохроматические. Их окраску определяют основные химические элементы (хромофоры), как у малахита (медь) или родонита (марганец).
2. Аллохроматические. Цвет создают случайные примеси или дефекты, как у аметиста (железо) или горного хрусталя.
3. Псевдохроматические. Цвет представляет собой оптическую иллюзию из-за интерференции света, как в опале или лабрадоре.

Именно примеси-хромофоры — ионы переходных металлов (железа, хрома, марганца, титана) — чаще всего отвечают за окраску. Они поглощают определенные части спектра при переходе их электронов на другие энергетические уровни.

Таким образом, мир минералов далек от статичности. Явление фотохромизма — это один из самых наглядных примеров динамичной жизни камня.

Консультант: Дмитрий Кощуг, заведующий кафедрой минералогии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Материал впервые опубликован в 2015 году, обновлен в 2026.