Bagaimana Kristal Terbentuk di Gua?

Kristal dapat berkembang dalam berbagai bentuk dan ukuran, dari kristal yang hanya terlihat di bawah mikroskop hingga kristal raksasa yang menjulang tinggi yang terbentuk selama ribuan tahun dalam kondisi khusus. Kristal berkembang melalui serangkaian tahapan yang kompleks, berkembang di sekitar nukleus, mengumpulkan materi dan tumbuh lebih besar semakin lama dibiarkan dalam lingkungan kristal yang kondusif.

Semua kristal terbentuk sebagai hasil dari dua proses, yang disebut "nukleasi" dan "pertumbuhan kristal", dalam larutan cair "lewat jenuh" (cairan dengan sesuatu yang terlarut di dalamnya; misalnya garam). Ini akan terjadi di gua jika dibanjiri dengan salah satu larutan cair ini selama seratus ribu tahun atau lebih. Langkah pertama, nukleasi, terjadi ketika kelompok molekul yang mengambang dalam larutan mulai saling menempel dalam kelompok yang stabil. Apakah sekelompok molekul menjadi stabil tergantung pada banyak faktor dalam larutan, termasuk suhu dan apakah itu "lewat jenuh."

Supersaturasi terjadi ketika larutan mengandung lebih banyak bahan pelarut daripada yang dapat larut. Misalnya, jika Anda terus mengaduk gula ke dalam secangkir kopi, cairan akhirnya akan menjadi "jenuh" dan tidak dapat melarutkan gula lagi. Supersaturasi akan terjadi jika Anda menambahkan lebih banyak gula sampai partikel mengambang di kopi, tidak dapat larut.

Cara molekul saling menempel selama nukleasi berperan dalam menentukan bentuk akhir kristal. Pertumbuhan kristal terjadi ketika gugus stabil dalam larutan mencapai ukuran kritis (dimensi minimum yang harus dicapai molekul kristal untuk melanjutkan pertumbuhan tanpa hancur). Nukleasi berlanjut ketika pertumbuhan kristal berkembang melampaui ukuran kritis dan didorong oleh supersaturasi, memberikan molekul tambahan untuk menempel pada inti kristal yang masih muda. Tergantung pada kondisi di dalam larutan, nukleasi atau pertumbuhan kristal mungkin lebih dominan daripada yang lain dan menghasilkan kristal dengan ukuran berbeda. Pertumbuhan kristal atau nukleasi berlanjut sampai supersaturasi berakhir atau gua benar-benar kering.

Berbagai jenis larutan memiliki kemampuan untuk menghasilkan berbagai jenis kristal. Misalnya, kristal garam terjadi ketika garam dilarutkan dalam air dan dikeringkan, tetapi bahan lain yang dilarutkan dalam larutan juga memiliki kemampuan untuk membentuk kristal. Gallium dan halit adalah bahan lain yang diketahui mengkristal.

Anda dapat dengan mudah membentuk kristal garam di rumah dengan menambahkan garam ke air mendidih sampai menjadi jenuh. Gunakan selembar karton untuk membantu kristal terbentuk; ia melakukannya dengan memberikan molekul garam tempat untuk berinti. Tempatkan larutan garam lewat jenuh dengan karton di bawah sinar matahari sampai mengering. Ini akan memungkinkan kristal kecil terbentuk.