Ammoliet, een edelsteen die wordt gewaardeerd om zijn oogverblindende regenboogglans, herbergt al jaren een geologisch mysterie: wat geeft hem deze adembenemende kleurenspel? In tegenstelling tot andere fossielen of schelpen met vergelijkbare parelmoeren lagen (parelmoer), barst ammoliet los in levendige tinten. Wetenschappers hebben eindelijk de code gekraakt en onthulden de precieze rangschikking van microscopisch kleine kristallen die verantwoordelijk zijn voor dit unieke fenomeen.
Ammoliet is afkomstig van gefossiliseerde ammonieten: oude inktvisachtige wezens die miljoenen jaren geleden bloeiden. Deze fossielen zijn niet alleen mooi; ze zitten boordevol lagen aragonietkristalplaatjes, waaruit parelmoer bestaat. Maar wat onderscheidt ammoliet? Het was niet het mineraal zelf, maar hoe die kristallen waren gestapeld en gerangschikt.
Het geheim schuilt in de openingen tussen deze aragonietplaten. Onderzoekers van de Keio Universiteit in Japan hebben ammolietmonsters nauwgezet onderzocht met behulp van krachtige elektronenmicroscopen. Ze ontdekten dat deze gaten binnen ammoliet consequent slechts vier nanometer breed zijn – ongelooflijk klein! Daarentegen hebben soortgelijke parelmoerstructuren in abalone-schelpen gaten van 11 nanometer, en doffere ammonietfossielen uit Madagaskar hadden ingestorte platen, waardoor er helemaal geen ruimte tussen de kristallen overblijft.
Deze minuscule luchtzakjes spelen een cruciale rol bij het produceren van kleur. Zie het als kleine prisma’s in het fossiel: dunnere aragonietlagen reflecteren kortere golflengten van licht, waardoor rijke blauwtinten ontstaan. Dikkere lagen kaatsen daarentegen langere golflengten terug, wat resulteert in diepe rode tinten. Wanneer deze verschillende kleuren samen glinsteren, produceren ze het oogverblindende regenboogeffect dat ammoliet zo boeiend maakt.
Deze ontdekking werd verder bevestigd door middel van computersimulaties. De onderzoekers ontdekten dat gaten van 4 nanometer de optimale breedte waren voor het creëren van duidelijke en levendige kleuren. Te smal of te breed, en de lichtverstrooiing zou warrig zijn, wat resulteert in een doffer uiterlijk. Ze merkten ook op dat een uniforme dikte over de lagen binnen één stuk ammoliet bijdroeg aan de glans ervan.
Dr. Hiroaki Imai, hoofdonderzoeker van het project, gelooft dat de specifieke soort ammoniet en de omstandigheden van de fossielen de levendige kleurontwikkeling kunnen beïnvloeden. Zijn team is nu van plan hun bevindingen toe te passen op een ander kleurrijk natuurverschijnsel: opalen. Deze silica-edelstenen vertonen ook structurele kleuren, en het team hoopt te ontdekken of vergelijkbare principes hun oogverblindende displays bepalen.
