宝石の色はどう決まる？宝石の「色」の科学

宝石の魅力を語る上で、“色”は欠かせない要素です。ジュエリー売り場で最初に目を奪うのも、その美しい色合いではないでしょうか。その色には、宝石が地球の奥深くで生まれたときに刻み込まれた「科学的な理由」があるのです。本記事では、難しい科学や物理の理論をできるだけ分かりやすく解説しながら、宝石がどのようにして色をまとうのかをご紹介します。

宝石の色が見えるしくみ

宝石の色は「光」と「宝石の中の特定の成分」が相互に作用することで決まります。太陽の光は赤、橙、黄、緑、青、藍、紫の7色が混ざり合ってできていますが、光が宝石の中に入ると特定の光だけが吸収され、吸収されずに残った光が“色”として私たちの目に届くのです。例えば宝石が「青以外のすべての色」を吸収すると、青のみを見ることができ、私たちの目には「青い宝石」として映ります。

宝石の色を決定する「元素」

鉱物に含まれるごく微量な元素（不純物）が宝石の色を決定づけます。例えばルビーは、主成分であるコランダムに「クロム」という元素を含んでいます。この「クロム」が緑や青の光を吸収し、結果、吸収されずに残った「赤」の光だけが私たちの目に届くため、ルビーは赤く見えるのです。

同じ鉱物でも色が違う理由

サファイアとルビーはもとは同じ「コランダム」という鉱物ですが、赤と青で全く違う色をしています。アクアマリンとエメラルドも同様に、「ベリル」という同じ鉱物ですが水色とグリーンで色が異なります。

このように同じ鉱物でも色が違う理由は、混ざった不純物が異なるからです。もとになる鉱物にどの元素（不純物）が混ざるかによって石の色が決定づけられます。

無色のコランダムに・・・

無色のベリルに・・・

白ご飯にしそを混ぜたらゆかりごはん、わかめを混ぜたらわかめごはんになるようなもの、と考えれば分かりやすいかもしれません。

関連記事：ルビーとピンクサファイアの違いは？鑑別方法とそれぞれの特徴

色を変える「光学現象」

宝石の中には光と複雑な相互作用を起こして色を変えたり、独特の輝きを見せるものがあります。まるで魔法のような宝石ならではの特殊な色の秘密に迫りましょう。

変色効果（カラーチェンジ）

アレキサンドライト：日光や蛍光灯の下では緑～青緑、白熱灯やキャンドルライトの下では赤～紫に変わる

変色効果とは太陽光（自然光）と白熱灯によって宝石の色が変わって見える現象のことです。照明によって色が変わる宝石はまるで二つの顔を持っているようです。

変色効果を持つ宝石の代表がアレキサンドライトです。太陽光（自然光）の下では美しい緑色に見えますが、白熱灯の下では鮮やかな赤色に変化します。これは宝石に含まれるクロムという成分が、光源の光の性質によって特定の光だけを吸収するためです。変色効果は、カラーチェンジサファイアやカラーチェンジガーネットなどにも見られます。

遊色効果（ゆうしょくこうか）

遊色効果とは角度によってオパールの色彩が変化する光学現象のことです。オパールは中に虹を閉じ込めたかのような独特の輝きを持っていますが、これは宝石内部に並んだ小さな球状の粒子が入ってきた光を乱反射させることで生まれます。シャボン玉の表面に虹色が見えるのと同じ現象が宝石の中で起こっているのです。

関連記事：オパールの遊色模様の原理とパターンは？その種類と価値も検証！

青色閃光（アデュラレッセンス）

青色閃光とは宝石に波打つように見える光のことです。ラブラドライトやムーンストーンは、特定の角度から光を当てるとパッと光の帯が浮かび上がります。これは宝石の内部にある層状の構造に、光が当たって反射や散乱が起こるためです。見る角度を変えると光がゆらゆらと表情を変える様子を楽しめます。

人による色「トリートメント」

宝石の色は自然の力だけで生まれるわけではありません。人間の技術によって色をより美しくしたり、新しい色に変えたりすることを「トリートメント」と呼びます。宝石の改良とも言えますし、自然の神秘と人間の技術の共存とも言えるでしょう。

トリートメントが施される目的としては、色の改善・色の変化・透明度の改善・外観の改善・光沢の改善などがあげられます。もっとも多いトリートメントは色の改善を目的とした「加熱処理」です。宝石を加熱することで不純物に物理的・化学的変化を起こし色を変化させます。

ブルートパーズ

天然ではほとんど無色透明なトパーズですが、放射線処理と加熱処理を施すことで美しいブルーに変わります。市場に出回っているほとんどのブルートパーズにこの加熱処理がされています。

シトリン

天然のシトリンはとても希少で多くはアメシストを加熱処理したものです。アメシストに熱を加えると、紫色が黄色やオレンジ色に変化しシトリンとなります。

まとめ

宝石の色は偶然ではなく科学と地球の奇跡の産物です。元素や構造がわずかに違うだけで、全く別の表情を見せるのです。色を知ることは宝石をもっと深く味わうことにもつながりますね。次にジュエリーを手に取るときはぜひ色の背景に思いを馳せてみてくださいね。

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