Какие краски добывают из недр земли

В Центральном сибирском геологическом музее в рамках Дней российской науки 7 февраля прошла лекция-экскурсия «Краски и окраски». Её провела кандидат геолого-минералогических наук Елена Васюкова.

Рассказ о многоцветном мире минералов Елена начала с основ. Оказывается, наше восприятие цвета зависит от многих факторов: устройства глаза, освещения и вещества, которое мы рассматриваем. Именно поэтому один и тот же минерал может выглядеть по-разному в зависимости от обстоятельств. Например, драгоценный камень александрит способен при разном освещении менять зелёный цвет на красный. Важны и внутренние характеристики минерала – на уровне молекул, в зависимости от взаимодействия фотонов с электронами вещества: при достаточной энергии фотонов минерал видится нам окрашенным, а при недостаточной для изменения электронной оболочки – прозрачным. В первом случае цвет минерала зависит от того, какие элементы-хромофоры присутствуют в составе. Обычно они относятся к четвёртой группе таблицы Менделеева. Это прежде всего железо, медь, марганец, кобальт, никель, хром. Важна и валентность элементов-хромофоров. Трёхвалентное железо, как правило, окрашивает минералы в красноватый или оранжевый цвет (яркий пример – лимонит, он же ржавчина), а двухвалентное – в зелёный. 

Елена Васюкова показала два ярких камня в одной из коллекций – азурит и малахит. Это пример того, что минералы, идентичные по составу, отличаются друг от друга лишь валентностью меди, дающей им окраску. В результате один имеет ярко-синий цвет, а второй – насыщенный зелёный. Но азурит постепенно зеленеет, правда, процесс этот очень длительный. Так что внутренняя жизнь камней гораздо сложнее, чем нам кажется.

Лектор уточнила, что такой тип окрасок минералов называется идиохроматическим. В данном случае цвет определяется внутренней структурой и составом минерала. Но влияют и другие факторы. Существует аллохроматический тип, когда окраска заимствована у других минералов, и псевдохроматический, когда она отсутствует. Алохроматическая окраска образуется при включении в бесцветный минерал чешуек другого вещества. Например, гематита. Камень приобретает красный цвет и как будто сияет изнутри мельчайшими блёстками. Аналогичным образом приобретают эффектную окраску разновидности кварца, известные как тигровый и соколиный глаз. 

Некоторые минералы не имеют собственного цвета, но мы видим их переливающимися разными красками. Они имеют слоистую структуру, и каждый слой отражают свет по-своему, а наш глаз воспринимает это как целую радугу сверкающих оттенков. Таковы опал и лунный камень. 

Если на бесцветные камни человек только любовался, то окрашенные «собственным» цветом минералы он с древних времён использовал в качестве красок. Первым  стал древесный уголь. Однако его след был недолговечен. Тогда стали рисовать обожжёнными костями. Сочетание пигмента и жирного компонента, фиксирующего цвет, сохраняло изображения дольше. Кстати, этот рецепт универсален для любой краски и используется до сих пор.

– Самая древняя краска, которую учёным удалось датировать, была найдена в пещере Бломбос в Южной Африке, – рассказала Елена Васюкова. – Её возраст около 75 тысяч лет. Это были такие находки, как охра, кость, из которой добывали жирное вещество, ракушка, где перемешивали и нагревали эти два вещества, необходимые для производства краски. Если же говорить о древних цивилизациях, самыми изобретательными были египтяне. На их фресках мы видим очень много охры, но появляется и синяя краска. Делали её из мелко растолчённого ярко-синего камня – лазурита. Позже именно этой краской пользовались многие живописцы. Однако стоила она очень дорого, поэтому картины, в которых было использовано много синего цвета, высоко ценились. Некоторые художники, чтобы снизить затраты, использовали краски на основе другого минерала синего цвета – азурита. Но со временем они, как и сам минерал, зеленели. Другой популярной краской в древности была красная, делали её на основе киновари. Из-за особенностей добычи этого минерала она была очень дорогой.

В наши дни краски на основе минералов производят в промышленных масштабах. Используют их как в технических целях, так и в художественных. В частности, в иконописи, как и много веков назад. Разнообразия таких красок достаточно для полной палитры. Величина помола минералов или добавление прозрачных чешуек  флогопита создаёт дополнительные художественные эффекты, недоступные для синтетических аналогов.

Завершилась лекция экскурсией по музейной экспозиции. Елена Васюкова показала гостям музея минералы, о которых упоминала. Юные посетители были в восторге от её опыта по изменению цвета минерала при освещении ультрафиолетовым лучом, а взрослые поражены разнообразием цветов и оттенков разновидностей кварца.

Елена Панфило, фото автора