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Geowissenschaften: Die Evolution der Minerale

Fast alle der heute bekannten Minerale haben sich erst im Lauf der Erdgeschichte entwickelt. Mehr als die Hälfte verdankt ihre Existenz dem Leben in Form Fotosynthese treibender Organismen.
Minerale
Vor Urzeiten gab es nirgendwo im Weltall Minerale. In der extrem heißen Wolke aus Elementarteilchen, die dem Urknall folgte, könnten sich keinerlei feste Stoffe gebildet oder gar überlebt haben. Es dauerte eine halbe Million Jahre, bis die ersten Atome – Wasserstoff, Helium und etwas Lithium – dem Hexenkessel der Schöpfung entstiegen.

Weitere Jahrmillionen vergingen, in denen die Schwerkraft diese Urgase zu Nebeln verdichtete und schließlich zu Sternen kollabieren ließ. Die größten darunter explodierten nach einiger Zeit als Supernovae. Erst dabei wurden alle anderen chemischen Elemente synthetisiert und in den Weltraum geblasen. Frühestens jetzt könnten in den abgestoßenen Gashüllen der explodierten Sterne, während sie sich ausdehnten und abkühlten, die ersten festen Mineralbrocken entstanden sein. Doch auch zu diesem Zeitpunkt waren die meisten Elemente und ihre Verbindungen noch zu selten und zu weit verstreut oder zu flüchtig, um anders als in Form einzelner Atome und Moleküle in den frisch entstandenen Gaswolken aufzutreten. Selbst wenn sie vereinzelt winzige Festkörper bildeten, fielen diese nicht unter die Definition von Mineralen; denn es handelte sich nicht um Kristalle mit genau festgelegter chemischer Zusammensetzung, deren atomare Bausteine ein regelmäßiges Gitter bildeten.

Die ersten Minerale entstanden, als Gas- und Staubwolken, die Auswurfmaterial von Supernovae enthielten, zu Planetensystemen kondensierten. Den Anfang machten vermutlich mikroskopisch kleine Körner von Diamant und Graphit, den beiden wichtigsten Modifikationen des häufigen Elements Kohlenstoff. Zu ihnen gesellte sich bald rund ein Dutzend weiterer widerstandsfähiger Mikrokristalle, darunter Moissanit (Siliziumkarbid), Osbornit (Titannitrid) sowie einige Oxide und Silikate. Mehrere zehn Millionen Jahre lang stellten diese wenigen frühen Mineralarten wohl die einzigen Kristalle im Universum dar.

Heute sind auf der Erde dagegen mehr als 4400 Minerale bekannt. Wie kam es zu dieser...

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