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Geologie: Zirkone – Zeugen der frühen Erdgeschichte

Zirkone sind winzige Kristalle, die praktisch nicht verwittern und Jahrmilliarden überdauern können. Einschlüsse in ihnen liefern Hinweise darauf, wann die Erde eine feste Kruste bildete und die ersten Ozeane ihre Oberfläche bedeckten.
Zirkon

Zirkonia ist ein beliebter Schmuckstein, der Diamanten ähnelt, jedoch deutlich erschwinglicher ist. Der synthetische Kristall wird aus Zirkoniumdioxid (ZrO2) hergestellt. Ebenfalls als Diamantersatz taugen natürlich vorkommende Zirkoniumsilikate (ZrSiO4), besser bekannt als Zirkone. Große Kristalle dieses Minerals bilden Oktaeder, die zwei an der Basis zusammengeklebten Pyramiden gleichen. Man findet sie – je nach Kristallstruktur und Verunreinigung – in vielen verschiedenen Farben, von Violett über Rot bis Gelb. Manche sind auch durchsichtig.

Zwar haben Zirkone einen geringeren kommerziellen Wert als Diamanten, dafür ist ihr wissenschaftlicher Informationsgehalt umso größer, was sie für Geologen besonders kostbar macht. Zirkone bilden sehr harte Kristalle, die praktisch nicht verwittern, und zwar vor allem in granitischem Magma, wenn dieses abkühlt. Zirkoniumatome sind recht groß, so dass sich bei der Kristallbildung leicht Elemente wie Uran und Thorium einlagern, die in anderen Mineralen keinen Platz finden. Geowissenschaftler nutzen deshalb Zirkone, um anhand des Zerfalls des radioaktiven Urans in stabile Bleiatome das Alter von Gesteinsproben zu bestimmen …

September 2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft September 2018

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  • Quellen

Bell, E. A. et al.: Potentially Biogenic Carbon Preserved in a 4.1 Billion-Year-Old Zircon. In: PNAS 112, S. 14518–14521, 2015

O’Neil, J. et al.: Neodymium-142 Evidence for Hadean Mafic Crust. In: Science 321, S. 1828–1831, 2008

Valley, J. W. et al.: A Cool Early Earth. In: Geology 30, S. 351–354, 2002

Valley, J. W. et al.: Hadean Age for a Post-Magma-Ocean Zircon Confirmed by Atom-Probe Tomography. In: Nature Geoscience 7, S. 219–223, 2014

Wilde, S. A. et al.: Evidence from Detrital Zircons for the Existence of Continental Crust and Oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. In: Nature 409, S. 175–178, 2001