Kurios: Neues Material durch Blitzeinschlag erzeugt!

Dies könnte eine historische Entdeckung sein, denn alle bisher bekannten natürlichen Quasikristalle stammen aus dem Weltall und wurden in Meteoriten gefunden.

Fulgurit-Quasikristalle Blitzlichtgewitter
Querschnitt durch Fulgurit, der geschmolzenen Sand um das Metall einer heruntergefallenen Stromleitung während eines Sturms zeigt. Bild: Luca Bindi.

Ein Forscherteam hat in einem Dünengebiet im SandHills National Park im US-Bundesstaat Nebraska einen Quasikristall entdeckt.

Sollte sich dies bestätigen, könnte es sich um eine historische Entdeckung handeln, denn alle bisher bekannten natürlichen Quasikristalle stammen aus dem Weltall und wurden in Meteoriten gefunden. In Regionen, in denen Atombombentests durchgeführt wurden, wurden nur wenige Fälle von unnatürlichen Ereignissen festgestellt.

Der neue Quasikristall, der eine ungewöhnliche Zusammensetzung aufweist, wurde von Luca Bindi, einem Geologen der Universität Florenz, identifiziert. Die Entdeckung, die in Zusammenarbeit mit Forschern der Princeton University, des Caltech und der University of South Florida gemacht wurde, wurde in PNAS veröffentlicht.

Quasikristalle - wertvoll für industrielle Anwendungen

"Quasikristalle sind Materialien, in denen die Atome wie ein Mosaik angeordnet sind, in regelmäßigen Mustern, die sich nie auf die gleiche Weise wiederholen, anders als in gewöhnlichen Kristallen", erklärt Luca Bindi, Professor für Mineralogie im Fachbereich Geowissenschaften, in einer Erklärung.

Der Experte erinnert daran, dass es Dan Shechtman, der später für seine Entdeckungen den Nobelpreis erhielt, war, der in den 1980er Jahren ihre Struktur untersuchte, was sie für Anwendungen in verschiedenen Industriezweigen wertvoll macht". Bindi selbst entdeckte später, dass dieses Material auch in der Natur vorkommt, indem er den Quasikristall in einer Meteoritenprobe identifizierte, die im Naturhistorischen Museum der Universität Florenz aufbewahrt wird.

"Wir entdeckten weitere Quasikristalle extraterrestrischer Natur und den ersten Quasikristall anthropogener Natur, der bei der Detonation des ersten US-Kernwaffentests im Jahr 1945 entstand - alle unter extremen Druck- und Temperaturbedingungen innerhalb von Nanosekunden", erklärte er gegenüber den Medien.

Es muss mehr natürlich vorkommende Quasikristalle auf der Erde geben

Aus den ersten Erkenntnissen erwuchs die Intuition des Forschers, der zusammen mit seinen amerikanischen Kollegen begann, die Zusammensetzung anderer Materialien zu untersuchen, die unter solch außergewöhnlichen Bedingungen entstanden sind. Und die Forscher richteten ihre Aufmerksamkeit auf Fulgurite, die entstehen, wenn die durch die elektrische Entladung entwickelte Hitze den quarzhaltigen Quarzsand schmilzt.

Das erste Bild zeigt den Fulgurit. In dem metallischen Teil des Zentrums wurde der neue Quasikristall entdeckt.

"Die von uns untersuchte Probe entstand wahrscheinlich durch die Verschmelzung von Sand und dem Material einer Stromleitung, die durch einen starken Blitzeinschlag zum Einsturz gebracht wurde", erklärt der Forscher.

"Das Vorhandensein von Quarzglas deutet darauf hin, dass es Temperaturen von mindestens 1.710 °C erreicht hat, und Untersuchungen am Zentrum für Strukturkristallografie der Universität bestätigten, dass der Quasikristall eine von der periodischen Kristallografie verbotene dodekagonale Symmetrie und eine bisher nicht dokumentierte Zusammensetzung aufweist", fügt Bindi hinzu. Die Entdeckung ist insofern von Bedeutung, als sie darauf hindeutet, dass es auf der Erde noch viele andere natürlich vorkommende Quasikristalle geben muss, sei es durch Blitzeinschläge oder Hochspannungsleitungen.

"Diese Daten", so der Wissenschaftler abschließend, "deuten auf Richtungen hin, in die die Erforschung anderer Quasikristalle gehen könnte, und liefern weitere Elemente für die Entwicklung von Technologien, mit denen sie synthetisiert werden können.

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