Dum miljaroj, homoj uzis gemojn pro la beleco, malofteco kaj la simbolismo de la ŝtonoj. Gemologoj studas kaj analizas la valorajn ŝtonojn, kio estas komplika, pro tio ke oni konsideras ĉirkaŭ 200 gemojn kaj eĉ pli da kutimaj mineraloj. Por eksteruloj la studkampo povas esti eĉ pli ĥaosa. Ekzistas tiom da malsamaj gemoj kaj tiom da imitoj, ke oni ne plu scias kion fari.

Gemoj, mineraloj kaj kristaloj

La difinoj de mineraloj kaj kristaloj estas multe pli klaraj ol tiu de gemo. Kristalo estas organizita solida materialo. Tio signifas ke la atomoj en kristalo havas tre regulajn distancojn kaj angulojn en fiksa strukturo. Tiu strukturo influas kiel la kristalo aspektas kiam oni rigardas ĝin nudokule kaj kaŭzas simetrion. Mineraloj ĉiam estas kristaloj, sed ili konformas ankaŭ al aldonaj kriterioj. Mineraloj ne estas artefaritaj, ili estas neorganikaj, solidaj, havas specifan ĥemian konsiston kaj organizitan atoman strukturon. Tio signifas ke sukero estas kristalo, sed ne mineralo, pro tio ke sukero estas organika molekulo. Ankaŭ kristaloj kreitaj en laboratorio ne estas mineraloj, pro tio ke ili estas artefaritaj. Gemoj ofte estas mineraloj, sed kio difinas ilin estas la valoro de la ŝtono. Ĉia ŝtono do povas iĝi gemo, se ĝi estas sufiĉe malofta, tre bela aŭ havas aliajn bonajn kvalitojn. Sukceno estas fosiliiĝinta suko el arboj, maksimume 320 milionoj da jaroj maljunaj. La molekuloj en la ŝtono estas hazarde organizitaj kaj organikaj. Sukceno do ne estas mineralo, sed ĝi estas gemo pro la valoro de la ŝtono.

^ Sukceno kun videblaj malpuraĵoj, kiuj igas la gemon speciala

Kiel kreiĝas gemoj

La plejparto de gemoj kreiĝas profunde en la Tero, sed ĉiu gemo postulas malsamajn kondiĉojn kaj ingrediencojn por formiĝi. Estas mirinde ke oni povas elfosi tiom da gemoj malgraŭ ilia profunda origino. Feliĉe multaj gemoj troveblas pli proksime al la surfaco, pro tio ke la Tero ĉiam moviĝas. La kreiĝo de montoj kaj vulkanoj tiras materion supren. La rokoj kiuj estas tirataj suben instigas denove formiĝon de gemoj. Pro tiu dinamiko oni povas ĝui tiom grandan varion de gemoj sur la surfaco. Homoj povas ankaŭ krei gemojn artefarite en laboratorioj kaj uzi ilin por industriaj celoj. Artefaritaj diamantoj, ekzemple, povas esti uzataj por krei tre bonajn borilojn, ĉar diamanto estas tiom malmola. Ĉiu gemo do kreiĝas malsame, sed malgraŭ tio, oni povas kategoriigi ilin.

Multaj gemoj formiĝas profunde en la Tero. Tio okazas en la termantelo, kiu estas profunda tavolo el tre mola, preskaŭ likva roko, sub la terkrusto. Por krei gemon necesas alta temperaturo, alta premo, la ĝustaj ingrediencoj, multe da tempo kaj sufiĉa spaco. La temperaturo kaj premo estas altegaj en la termantelo, do se la ĝustaj ingrediencoj renkontiĝas, diversaj kristaloj povas ekformiĝi. Konataj ekzemploj de gemoj kiuj kreiĝas ĉi tiel estas safiroj, peridotoj kaj diamantoj. Post la kristaliĝo, la gemoj povas esti tirataj supren de vulkanaj erupcioj. Ili fiksiĝas en la vulkana ŝtono kaj povas malrapide iĝi troveblaj pro vento kaj akvo, kiuj erozias la ŝtonon super ili.

^ Peridoto antaŭ la prilaborado

Alia maniero per kiu gemoj povas kreiĝi estas per hidroterma formiĝo. Por imiti tion hejme, oni bezonas nur paton, akvon, sukeron kaj bastoneton. Multaj mineraloj povas solviĝi en akvo. Kiel analogon, oni uzas sukeron, pro tio ke ĝi povas formi kristalojn kaj solviĝi. Unue oni metas akvon en la pato. Plej bonas uzi ne tro multe da akvo, ĉar tiam oni bezonas malpli da sukero. Poste oni aldonu la sukeron malrapide kaj lasu ĝin solviĝi en la akvo. Kiam la akvo estas sata, la sukero ne plu solviĝas kaj oni povas vidi ke aldona sukero simple iras al la profundo. Nun oni varmigu la akvon, ĉar pli varma akvo povas enhavi pli da sukero. Dum la akvo varmiĝas, oni do povas aldoni eĉ pli da sukero, per kiu oni finfine kreos la kristalon. Kiam oni pretas, oni malŝaltu la fajron kaj metu la bastoneton en la akvon. Dum la akvo malvarmiĝas kaj la tagoj poste, oni povas vidi kiel la sukero kristaliĝas ĉirkaŭ la bastono kaj malrapide kreskas. Ĉi tiel oni kreas kandon, kio estas uzata por dolĉigi teon, aŭ kiel dolĉaĵon. La sama efiko okazas en la naturo, kiam la varmo de la Tero varmigas la akvon.

^ Kando en bovlo

Ankaŭ metamorfa formiĝo okazas en la termantelo. En ĉi tiu procezo, malsamaj mineraloj estas premataj unu kontraŭ alia sub grandega premo. Foje fandiĝinte, foje ne, la mineraloj kuniĝas kaj formas tute novajn mineralojn. Tio plej ofte okazas kiam unu tektonika plato ŝoviĝas sub la alia. Unu el la gemoj kiuj ofte kreiĝas ĉi tiel estas grenato.

^ Grenato

Alternative, akvo adsorbiĝas sur la surfaco, ĝi povas tiri solvitajn mineralojn suben kaj miksiĝi kun aliaj mineraloj. Kiam la akvo poste atingas iun malferman spacon kiel ŝiron aŭ kavernon, la mineraloj povas kristaliĝi kaj formi gemon. Opaloj formiĝas ĉi tiel, sed ankaŭ azurito kaj malakito.

^ Malakito (verda) kaj azurito (blua)

Restas kelkaj tre specialaj metodoj de formiĝo kiel tiu de perloj, kiuj kreskas en konkoj. Konkoj estas bestoj kiuj vivas en la maro kaj kiam malpuraĵo iras inter la ŝelojn, ĝi komencas krei tavolon da materio ĉirkaŭ ĝi. Tiu tavolo kreskas malrapide ĝis oni havas tre belan, glimantan globeton, kiun oni nomas perlon. Naturaj perloj estas tre maloftaj, do por instigi konkojn al krei perlojn, homoj intence metas malpuraĵojn inter la ŝelojn de la konko por poste elpreni la perlon. Tiaj industriaj perloj kutime multe malpli valoras ol la naturaj.

^ Glimanta perlo

Kvalitoj de gemoj

Post elterigi la gemo, du aferoj devas okazi. Oni devas eltrovi kian gemon oni trovis kaj oni devas prilabori ĝin, ĉar nur post la prilaborado la gemo havas ĉiujn kvalitojn kiuj igas ilin valoraj. Aldone, ili havu taŭgan formon kaj grandecon kiam oni volas uzi ilin en juvelo.

Koloro

Rubenoj kaj safiroj estas ĝenerale rigardataj kiel apartaj gemoj, sed ĥemie ili estas samaj. Ambaŭ estas formoj de la mineralo korundo, kun la ĥemia formulo Al₂O₃. Kio diferencigas la du gemojn estas la koloroj, kiuj dependas de malpuraĵoj en la kristalo. Se tiuj malpuraĵoj konsistas pleje el ĥromo, la gemo iĝas ruĝa kaj estas nomata rubeno. Malsamaj malpuraĵoj kaŭzas malsamajn kolorojn. Korundaj gemoj kiuj ne estas ruĝaj nomiĝas safiroj. Plej konataj estas bluaj safiroj kiuj estas la rezulto de fero kaj titano. Ne nur la koloro de la ŝtono mem estas interesa al gemologoj, tamen. Oni ankaŭ ofte frotas la ŝtonon kontraŭ blanka surfaco por desegni linion de polvo. Kvankam multaj gemoj povas havi plurajn kolorojn, la koloro de la polvo restas la sama, kio igas ĝin tre bona ilo por distingi gemojn.

^ Safiroj kun oranĝaj kaj rozaj koloroj nomiĝas padparadscha (padma ranga = koloro de lotuso) kaj estas tre maloftaj.

Kristalstrukturo kaj habito

Ankaŭ la kristalstrukturo povas esti uzata por distingi kristalojn. La atomoj estas samas, sed kiel ili estas organizitaj en spaco malsamas. Tiu strukturo havas ĉelojn aŭ erojn kun interna simetrio kaj tiuj ĉeloj estas aranĝitaj en pli grandaj simetrioj. Tre simpla ekzemple estas kutima salo, kiu havas kuban kristalstrukturon. Ĝi konsistas el kubaj ĉeloj el ok jonoj (ŝarĝitaj atomoj), el kiuj kvar estas ĥloraj kaj kvar natriaj, tiel organizitaj ke ĉiu natria jono nur havas ĥlorajn kiel najbarojn kaj inverse. Ofta metodo por mezuri la kristalstrukturon de iu materialo estas ikso-radia kristalografio, aŭ ikso-radia difrakto (XRD). Por la mezuro, oni unue polvigas la materion kaj metas ĝin sur disko, kiu eniras la maŝinon. Post ŝaltiĝi, la maŝino pafas ikso-radiojn en la polvon. Tie la radio difraktiĝas laŭ specifa angulo en la detektilon. La detektilo poste mezuras la angulojn, kiuj dependas de la distancoj inter la atomoj kaj la pozicioj de specifaj ebenoj en la kristalstrukturo. Post la mezuro, la komputilo kreas grafon de kiuj anguloj estas plej oftaj. Per kompari tiun grafon al datumbazo oni povas poste eltrovi kiajn kristalojn troviĝis en la polvo.

Pro la specifaj kvalitoj de la kristalstrukturo, kristaloj ne povas kreski en ĉiuj direktoj. Aldone, influoj de la medio kiel temperaturo povas ŝanĝi kiuj flankoj de la kristalo plej facile kreskas. La rezulto de tio estas specifa ”habito” kiun oni povas vidi nudokule. Habitoj povas igi la kristalon aspekti kiel erinaco (natrolito), kuboj (pirito), fibroj (asbesto), diskoj (vulfenito), aŭ multaj aliaj formoj. Ankaŭ tiel oni povas distingi malsamajn kristalojn.

^ Natrolito aspektas kiel kristala erinaco.

Malmoleco

Alia tre ofta maniero por distingi malsamajn gemojn kaj por eltrovi ĉu gemo veras estas per testi ĝian malmoleco. Diamanto estas la plej malmola mineralo kiu ekzistas, kio signifas ke oni povas damaĝi ajnan materialon per ĝi, sed ne inverse. Poste venas rubenoj kaj safiroj (korundo) kiuj estas pli malmolaj ol aliaj elementoj, sed malpli malmolaj ol diamanto. Ekzistas pluraj skaloj por mezuri kiom malmolaj la malsamaj mineraloj estas, el kiuj la Mohs-numero estas la plej simpla. Ĝi listigas ekzemplojn de mineraloj kaj nombras ilin de 1 ĝis 10. La malplej malmola en la listo estas talko kaj la plej malmola diamanto:

1 Talko

2 Gipso

3 Kalcito

4 Fluorito

5 Apatito

6 Feldspato

7 Kvarco

8 Topazo

9 Korundo

10 Diamanto

La diferenco inter la malsamaj mineraloj ne estas same grandaj, do la skalo ne estas uzata por industriaj celoj, sed ĝi estas esenca por geologoj kiuj bezonas rapidan indikon pri la malmoleco de mineralo kiun ili trovis.

Prilaborado

Prilabori gemojn estas malfacila tasko. Oni devas unue elpensi kiel oni povas forĵeti kiel eble malplej da materio kaj kiu formo plej bone interagus kun lumo. Por netravideblaj ŝtonoj oni ofte nur rondigas la randojn kaj glimigas ĝin, por ke ĝi aspektu bela kaj glata al la kliento. Sur travideblaj gemoj oni ofte kreas facetojn. Tiuj estas plataj ebenoj sur la surfaco de la kristalo je specifa angulo. Tiuj anguloj influas kiel lumo interagas kun la gemo. Post eniri la gemon, la angulo laŭ kiu la lumo iras ŝanĝiĝas, kaj blanka lumo estas disigita, kio kreas malsamajn kolorojn. La angulo de la lumo dependas de la refrakta indico de la materialo, aŭ la rilatumo inter la rapido de lumo en la materialo kaj en vakuo. Kiam tiu angulo estas tre ekstrema, la lumo povas reflektiĝi ene de la gemo. En bonkvalito, ĝuste prilaborita diamanto, la efiko estas tiom bona ke oni povas rigardi diamanton sur nigra fono sen vidi ajn nigreco tra ĝi, pro tio ke la lumo reflektiĝas el tiom da direktoj.

^ Diamantoj havas tre specialajn lumefikojn.

Multe devas okazi por igi gemon trovebla kaj por prilabori ĝin, sed la rezulto igas ĉion inda. Gemoj estas inter la plej mirindaj objektoj en la naturo kaj jam dum miljaroj inspiris onin. Ilia beleco ne nur montriĝas ekstere, tamen. Ankaŭ science ili havas multajn interesajn kvalitojn kaj utilojn. La sekvan fojon ke oni do vidas ŝtonon, specife se ĝi estas juvelŝtono, indas halti kaj pripensi kiom speciala ĝi fakte estas.