Cát màu đến từ đâu: vì sao cát trắng, đỏ, đen và cát nhuộm làm thế nào

Cát màu có hai nguồn: cát tự nhiên mang màu của khoáng vật tạo nên nó, và cát nhuộm được phủ chất màu trong nhà máy. Cát tự nhiên trắng nhờ thạch anh hoặc vụn san hô, đỏ – vàng nhờ lớp gỉ sắt bọc quanh hạt, đen nhờ khoáng vật nặng như magnetit, ilmenit hoặc đá núi lửa, xanh lục nhờ olivin. Cát nhuộm thường là cát thạch anh trắng đã rửa sạch, được phủ màu và chất kết dính để có những gam rực như xanh dương, hồng, tím mà tự nhiên hiếm khi cho.

Cát là gì, hạt cỡ nào thì gọi là cát

Trong địa chất, "cát" là tên gọi theo kích thước hạt, không theo chất liệu. Theo thang phân loại hạt Wentworth được dùng rộng rãi, hạt có đường kính từ 0,0625 mm đến 2 mm là cát. Nhỏ hơn là bột (silt) rồi sét; lớn hơn là sạn, sỏi. Như vậy một hạt cát có thể là thạch anh, là mảnh vỏ sò, là mảnh đá núi lửa hay một mẩu san hô — miễn đúng cỡ.

Ở phần lớn các bờ biển và sa mạc, thành phần chính là thạch anh (silic điôxit). Thạch anh cứng, khó bị hoà tan, nên sau hàng triệu năm đá bị phong hoá, sông cuốn, sóng mài, nó là thứ còn lại nhiều nhất. Thạch anh tinh khiết thì trong hoặc trắng đục. Mọi màu khác của cát đến từ "khách mời": khoáng vật khác lẫn vào, hoặc lớp phủ bên ngoài hạt.

Bảng màu của cát tự nhiên

Vì sao đồi cát Mũi Né đỏ còn Bàu Trắng lại trắng

Hai nơi cách nhau không xa nhưng màu khác hẳn. Cách giải thích phổ biến trong các tài liệu địa chất về vùng ven biển Nam Trung Bộ là: cát đỏ là những cồn cát cổ, nằm lâu trên mặt đất trong khí hậu nóng, có mùa mưa mùa khô rõ rệt. Sắt trong khoáng vật bị oxy hoá dần và phủ lên hạt thạch anh một lớp áo màu gỉ. Cát càng "già", lớp áo càng dày, màu càng đỏ. Cồn cát trắng thì thường trẻ hơn, liên tục được gió xáo trộn, hoặc nằm gần nước ngầm nơi lớp oxit sắt bị rửa trôi.

Bạn có thể thử: lấy một nhúm cát đỏ, cho vào lọ nước rồi lắc mạnh. Nước đục màu cam vì một phần lớp phủ bong ra, còn hạt cát lắng xuống nhìn nhạt màu hơn hẳn. Hạt bên trong vẫn là thạch anh trắng.

Cát đen và khoáng vật nặng

Dọc bờ biển miền Trung Việt Nam có những dải cát sẫm màu, nhìn kỹ thấy lấp lánh. Đó là sa khoáng chứa ilmenit, rutil, zircon — những khoáng vật nặng chứa titan và zirconi. Chúng nặng hơn thạch anh nên bị sóng gom lại thành vệt ở những chỗ nhất định. Đưa một cục nam châm qua cát đen, đôi khi sẽ thấy hạt bám lên: đó là magnetit (oxit sắt từ). Đây là một thí nghiệm nhỏ rất hợp với trẻ khi đi biển.

Cát đen ở các bãi núi lửa thì khác: chúng là mảnh đá bazan bị sóng đánh vụn. Loại này giữ nhiệt mạnh, đi chân trần buổi trưa có thể bỏng.

Cát sinh học: cá, san hô và vỏ sò

Nhiều bãi biển trắng ở vùng có rạn san hô không phải cát thạch anh mà là canxi cacbonat: vụn san hô, mảnh vỏ ốc, vỏ sò, xương tảo vôi. Cá vẹt (parrotfish) gặm tảo bám trên san hô và thải ra những hạt vôi mịn; các nghiên cứu sinh học biển ghi nhận chúng góp phần đáng kể vào lượng cát ở một số rạn. Cát vôi mềm hơn, mát chân hơn cát thạch anh và sủi bọt nếu nhỏ giấm vào — cách đơn giản để phân biệt.

Cát nhuộm được làm ra thế nào

Cát màu bán cho đồ thủ công, trang trí bể cá, sân chơi, tranh cát thường đi qua mấy công đoạn chung:

1. Chọn cát nền: cát thạch anh trắng hoặc bột đá cẩm thạch, càng trắng thì màu nhuộm càng tươi.
2. Rửa, sấy, sàng: loại đất sét, bụi mịn và tạp chất; sàng để hạt đều cỡ.
3. Phủ màu: trộn cát với chất màu (pigment) và chất kết dính, thường là một loại nhựa. Lớp màu bám bọc quanh hạt.
4. Sấy hoặc nung cho lớp phủ đóng rắn: để màu không bong khi cọ xát, không loang khi gặp nước.
5. Sàng lại và đóng gói.

Cát nhuộm công nghiệp tốt thì màu đều, không ra màu khi ngâm nước. Cát nhuộm thủ công bằng màu thực phẩm (như cách làm ở nhà) thì ngược lại: dễ phai nắng, gặp nước là loang.

Phân biệt nhanh cát tự nhiên và cát nhuộm

Lấy cát ở đâu thì được

Nhiều người đi biển muốn mang một ít cát về làm kỷ niệm. Nên biết:

• Nhiều nơi cấm mang cát đi. Đảo Sardinia (Ý) nổi tiếng vì phạt du khách lấy cát, đá cuội ở bãi biển; một số bãi cát hồng, cát xanh hiếm cũng có quy định tương tự. Ở Việt Nam, khai thác cát mà không phép là vi phạm pháp luật; với các đồi cát là cảnh quan du lịch, ban quản lý thường có quy định riêng.
• Cát có màu hiếm thường rất ít. Bãi cát xanh lục hay hồng chỉ có lớp mỏng; mỗi người mang một nắm, sau vài năm sẽ thấy rõ.
• Cát bãi biển có muối, vi sinh vật và mảnh vụn. Muốn dùng làm thủ công phải rửa nhiều lần bằng nước ngọt, phơi khô kỹ.

Cách tốt nhất để có cát đẹp mà không ảnh hưởng ai là mua cát thủ công, hoặc chụp ảnh cận cảnh các hạt cát bằng điện thoại. Ảnh macro cát dưới kính lúp đẹp không kém lọ cát, và không lấy đi gì của bãi biển.

Bụi cát và sức khoẻ

Hạt cát bình thường quá to để vào sâu trong phổi. Vấn đề nằm ở bụi rất mịn sinh ra khi cát bị nghiền, cắt, mài, đặc biệt là bụi silic tinh thể từ thạch anh — đây là bệnh nghề nghiệp đã được ghi nhận ở thợ cắt đá, phun cát, khai thác mỏ, do hít phải trong thời gian dài. Với việc chơi cát, làm lọ cát ở nhà, nguy cơ thấp hơn nhiều, nhưng vẫn nên:

• Chọn cát đã rửa, ít bụi; tránh bột cát quá mịn như bột phấn.
• Làm ở chỗ thoáng, không thổi, không quạt mạnh vào khay cát.
• Rót nhẹ, không đổ từ cao xuống tạo đám bụi.
• Không dùng cát xây dựng, cát nghiền từ đá cho trẻ chơi.

Góc nhìn hôm nay: một nắm cát là một cuốn sách địa chất

Lần tới đi biển, thử dừng lại vài phút với một nắm cát. Màu cát nói cho bạn biết đá nguồn ở đâu, sóng mạnh hay yếu, khí hậu nóng hay ẩm. Cát trắng mịn mềm chân thường là vôi sinh học; cát thô, ánh kim lẫn hạt đen có khi là sa khoáng; cát đỏ là cồn cát đã nằm phơi nắng gió rất lâu.

Gợi ý để tìm hiểu thêm:

• Kính lúp bỏ túi phóng đại khoảng 10 lần là đủ thấy hạt thạch anh trong, mảnh vỏ sò có vân, hạt đen bóng.
• Nam châm nhỏ bọc trong túi nilon để thử cát đen, rút túi ra là hạt từ rơi xuống.
• Bảo tàng địa chất ở Hà Nội và một số trường đại học có trưng bày khoáng vật để đối chiếu.
• Tìm đọc về "arenophile" — từ tiếng Anh chỉ người sưu tầm cát; nhiều người chia sẻ ảnh cát từ khắp thế giới dưới kính hiển vi.