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Bridgmanit: Häufigstes Mineral der Erde, trotzdem unerreichbar! (02/2015)


Annähernd 40 Volumenprozent unseres Planeten dürften aus diesem Mineral bestehen, doch niemand hat es zu Gesicht bekommen, denn es lagert 600-2600 Kilometer unterhalb unserer Erdoberfläche: Dieses einfache, mit Pyroxen verwandte Magnesium-Silikat baut, zusammen mit eisenreichem Magnesiumoxid („Ferro-Periklas“), vermutlich den größten Teil des Unteren Erdmantels auf. Dort herrscht – mit mindestens einer Viertelmillion Atmosphären – ein unvorstellbarer Druck, bei extremen 2000°C. Bisher nur im Hochdruck-Labor war es gelungen, diese hypothetische Verbindung künstlich zu erzeugen; man bezeichnete sie aufgrund ihrer Kristallstruktur als „Silikat-Perowskit“. 
Ende der 1990er Jahre entdeckten ihn japanische Wissenschaftler als winzige Körnchen auch in der Schmelzbrekzie eines uralten Steinmeteoriten, dessen zahlreiche Teile – insgesamt rund 160 kg – im Jahr 1879 nahe Tenham im australischen Queensland niedergegangen waren. Der rund 4,5 Milliarden Jahre alte, brekziierte Chondrit entstand bei der Kollision mit anderen Asteroiden. Dabei wurden kurzzeitig so extreme Drucke und Temperaturen erreicht, wie sie auch im Unteren Erdmantel unseres Planeten herrschen. 
Ende November 2014 publizierte ein Forscherteam vom California Institute of Technology (Caltech) unter großem Medien-Echo den bisherigen „Silikat-Perowskit“ als neues Mineral Bridgmanit. Der Name ehrt den amerikanischen Physiker und Nobelpreisträger Percy Williams Bridgman (1882-1981). Er konstruierte schon vor über 100 Jahren eine Hochdruck-Apparatur, mit der sich erstmals Verhältnisse wie in 200 km Erdtiefe simulieren ließen.
Auch wenn das neue Mineral wegen seiner relativen Seltenheit und geringen Größe (<0,001 mm!) für „Normalsammler“ unerreichbar scheint, hier die wichtigsten Informationen: Bridgmanit(Mg,Fe2+)[SiO3], orth., farblos, Lapis-Syst. VIII/F.2-36 – ist eng verwachsen mit feinstkörnigem Akimotoit (VIII/F.2-35, Syst. Neu!). Beide zählen kristallchemisch zu den Orthopyroxenen und ersetzen diese im Hochdruckbereich. Ein typischer weiterer Begleiter ist der Hochdruck-Granat Majorit, der ebenfalls in der schwarzen glasigen Schockschmelze des Steinmeteoriten eingebettet ist.
Stefan Weiß

Lit.: Tschauner, O. et al., 2014, Science 346, S. 1057-1058/1100-11002; IMA 2014-017.                                                

Im schwarzen Schmelzglas einer zerfetzten Olivinmatrix auf die Erde gebracht: Feinstkörniger Bridgmanit in einem Dünnschliff des Tenham-Meteoriten.  Das Mineral baut vermutlich auch den größten Teil unseres Planeten auf, liegt dort jedoch unerreichbar in mehr als 600 Kilometern Tiefe. Foto: Chi Ma,  Caltech, Bildbreite 5 mm

 

 

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