«Перламутр» в переводе с немецкого означает «мать жемчуга» (Perlmutter). Это один из самых удивительных и прочных природных материалов. Производимый множеством видов моллюсков, он широко используется в ювелирном деле, служит для инкрустации музыкальных инструментов, мебели, различных шкатулок, столовых приборов. Изготавливаемые из перламутра пуговицы, бусины, веера, гребни и разного рода панно обладают характерным радужным блеском.
В деталях поликристаллическую микроструктуру перламутра удалось изучить лишь совсем недавно, используя самые современные методы анализа. Были разработаны модели для объяснения его удивительной прочности на разрыв, которая в тысячи раз превосходит исходный минерал — арагонит (кристаллы карбоната кальция CaCO3), который тонкими слоями выстилает раковины многих видов моллюсков. Эти слои разделяются листами из эластичных биополимеров, что и придает всей конструкции нужные качества. Эффект радуги создается за счет преломления и интерференции световых лучей в толще кристаллов арагонита, размеры которых сравнимы с длиной волны видимого света.
Теперь перламутру, похоже, нашли еще одно применение в интересах науки: его можно использовать в качестве термометра и датчика давления. Измеряются те параметры, которые царили в океанских глубинах во время формирования раковин. Статья, посвященная этим исследованиям, появилась в Журнале американского химического общества (Journal of the American Chemical Society (JACS) от 16 февраля 2012 года). По мнению физиков из Висконсинского университета в Мэдисоне (США), микроскопическая структура перламутра может рассказать о максимальных температуре и давлении, которые испытал на себе моллюск. Согласно палеонтологической летописи, перламутр был широко распространен уже 450 млн лет назад.
Если методом, предложенным висконсинскими учеными, исследовать окаменелости, то можно в точности воссоздать условия окружающей среды много веков назад и проследить за ее глобальными изменениями.
«Есть два независимых параметра, нашедших отражение в структуре перламутра,— поясняет профессор Пьюпа Гилберт (Pupa Gilbert). — Степень хаотичности в ориентации кристаллов перламутра позволяет нам восстановить максимальную температуру, а толщина слоев связана с максимальным давлением».
У различных раковин была обнаружена замечательная неравномерность толщины, ширины и ориентации кристаллических «кирпичиков», как бы сложенных моллюском в процессе роста и склеенных органическим веществом. Структурные карты перламутра у раковин восьми видов разительно различались между собой, но в основе различий лежали прежде всего условия окружающей среды — с разной максимальной, минимальной и среднегодовой температурами, а также максимальным и минимальным напором воды, зависящим от глубины водоема.
Пока что эксперименты проводились с современными моллюсками, однако полученные результаты несложно перенести и на ископаемые виды.
Татьяна Борисова