Ein Elektron und eine Leerstelle: so entsteht das Rot
Die Farbe des Tugtupits stammt nicht von einem eingebauten Farbion, sondern von einem Gitterdefekt. Im Sodalithgerüst sitzen Chlorid-Ionen in den Käfigen; fehlt eines, bleibt eine Chlorid-Leerstelle zurück, die eine negative Ladung braucht. Als Elektronenquelle dient Schwefel, genauer das Disulfid-Ion S2 mit zweifach negativer Ladung. Eine Übersicht in der RSC-Zeitschrift Journal of Materials Chemistry C beschreibt den Vorgang knapp: Unter UV-Bestrahlung wandert ein Elektron vom S2-Ion zur Chlorid-Leerstelle und bildet dort ein F-Zentrum, das sichtbares Licht absorbiert. „F“ steht für Farbzentrum. Die Fluorescent Mineral Society beschreibt die Wirkung: Das F-Zentrum schluckt Grün, Gelb und Orange sowie einen Teil des Blau und lässt Rot und etwas Blau übrig. Für sodalithartige Materialien ohne Calcium liegt die zugehörige Absorption laut RSC-Arbeit bei 520 bis 550 Nanometern.
| Varietät | Farbe | Bemerkung |
|---|---|---|
| Entladener Zustand | Weiß bis blassrosa | Zustand nach Wochen im Dunkeln; kein Mangel, sondern Ausgangslage der Tenebreszenz |
| Aufgeladener Zustand | Himbeerrot bis karminrot | Nach Sonne oder UV; laut Fluorescent Mineral Society hält gute Ware das Rot über Wochen |
| Rosa bis rosaviolett | Alpenveilchenrosa, rosaviolett | Häufigste Handelsqualität; von steine-und-minerale.de und gem5.com übereinstimmend genannt |
| Grüne Partien | Blassgrün | Bei steine-und-minerale.de und gem5.com als Farbvariante geführt, im Schmuckhandel selten |
| Bläuliche Partien | Bläulich | Ebenfalls bei beiden Quellen genannt; MinerShop zeigt blaue Cabochons im Sortiment |
| Matrixzeichnung | Weiß bis grauweiß | Keine Tugtupitfarbe, sondern Begleitminerale wie Albit, Analcim und Natrolith |
| Fluoreszenzfarbe langwellig | Orange bis orangerot | Nur unter UV sichtbar, mit cremeweißem bis dumpfrotem Nachleuchten (IGS) |
| Fluoreszenzfarbe kurzwellig | Pastellrot bis kirschrot | In der Regel röter als unter Langwellen-UV (IGS) |
Warum Dunkelheit bleicht und Sonne wieder auflädt
Das gefangene Elektron sitzt nicht fest. Zwei Wege bringen es zurück: Licht und Wärme. Die Fluorescent Mineral Society nennt für die Entfärbung sichtbare Wellenlängen zwischen 480 und 720 Nanometern, also den gelb-orange-roten Bereich; die RSC-Arbeit beziffert die thermische Bleichenergie für eine untersuchte Probe auf 0,39 Elektronenvolt. Bei Tugtupit liegt der Fall günstiger als bei Hackmanit: Laut Fluorescent Mineral Society dunkelt Tugtupit unter Sonnenlicht nach, statt zu verblassen, und verliert seine Farbe im Umgebungslicht nur sehr langsam; edelsteinwürdiges Material hält ein tiefes Rot über Wochen, braucht aber irgendwann eine UV-Auffrischung. Dass Farbe und Leuchten verschiedene Zentren haben, zeigt ein Experiment von Sidike und Kollegen: Tempern mit Schwefel zerstörte die Tenebreszenz und hinterließ farblosen Tugtupit, ließ die Photolumineszenz aber unberührt. Vorsicht bei Hitze: Die Fluorescent Mineral Society berichtet, dass zehn Minuten bei rund 260 Grad Celsius grönländischen Hackmanit dauerhaft tenebreszenzfrei machten.
Farbspektrum, Fluoreszenz und der Name Rentierblut
Das Spektrum reicht von Weiß über Blassrosa, Alpenveilchenrosa und Himbeerrot bis zu tiefem Karmin- und Rotviolett; steine-und-minerale.de nennt zusätzlich grüne und bläuliche Partien, gem5.com führt dieselbe Palette. Handelsnamen im engeren Sinn haben sich nicht durchgesetzt; gebräuchlich ist der Bezug auf den grönländischen Namen, den die englische Wikipedia als „Rentierblut“ übersetzt. Unter UV kommt eine zweite Farbebene dazu, die mit der Tenebreszenz nichts zu tun hat: Die International Gem Society beschreibt unter langwelligem UV ein helles Orange bis Orangerot mit cremeweißer bis dumpfroter Nachleuchterscheinung und unter kurzwelligem UV ein pastelliges bis kirschrotes Leuchten, das in der Regel röter ausfällt als die Langwellenantwort. Eine laserspektroskopische Untersuchung ordnet die Emissionen differenziert zu: Rot bei 670 Nanometern dreiwertigem Eisen, Grün bei 494 bis 510 Nanometern zwei Mangan-Zentren, Gelborange um 620 Nanometer dem S2-Zentrum.