Einzigartige Struktur: Im Bergbaugebiet Merelani in Tansania haben Forscher ein neues Mineral entdeckt. Mit bloßem Auge ähnelt es winzigen silbrigen Fädchen, die auf anderen, bekannten Edelsteinen wachsen. Analysen enthüllten, dass das Merelaniit getaufte Mineral aus wechselnden Schichten von Molybdän-Disulfid und Bleisulfid besteht, die wie Tabakblätter zu Zylindern aufgerollt sind.
Die Erde ist eine wahre Schatzkammer an Mineralen: Schon 5.179 verschiedene kristalline Verbindungen sind offiziell entdeckt und benannt – einige von ihnen so alltäglich wie Sand, andere dagegen extrem selten. Nach Schätzungen von Mineralogen gibt es zudem noch mindestens 1.500 bisher unentdeckte Minerale in Erdkruste und -mantel.
Silbrige Fädchen
Eines dieser verborgenen Minerale haben nun John Jaszczak von der Michigan Technological University und seine Kollegen entdeckt. Als sie Proben aus dem Merelani-Bergbaugebiet in Tansania näher untersuchten, stießen sie auf winzige, silbrig schimmernde Fädchen an einem größeren Mineralbrocken.
Die Forscher analysierten diese Fädchen mit Hilfe der Raman-Spektroskopie und im Raster-Elektronenmikroskop. Dabei zeigte sich: Das Material bestand aus einer geschichteten Struktur, bei der die Schichten wie Tabakblätter in einer Zigarre aufgerollt waren. Die Schichten enthielten Molybdän, Blei und Schwefel und entsprachen keinem bisher bekannten Mineral – so viel schien schon nach den ersten Untersuchungen klar.
Ist es wirklich ein neues Mineral?
„Es ist eine Sache, ein Mineral zu entdecken, das wahrscheinlich neu ist“, erklärt Jaszczak. „Eine ganz andere ist aber, auch alle erforderlichen Analysen durchzuführen, damit die Kommission für neue Minerale der International Mineralogical Association dieses Mineral offiziell anerkennt und ihm einen Namen gibt.“
Typischerweise erhält diese Kommission mehr als 80 Anträge jedes Jahr, viele vermeintlich neue Minerale jedoch erweisen sich bei weiteren Tests doch nur als Varianten bereits bekannter kristalliner Stoffe. Dies war beispielsweise der Fall bei Lonsdaleit, einem bei Meteoriteneinschlägen gebildeten Mineral, das sich im Nachhinein nur als verformter Diamant entpuppte.
Einzigartige Kristallstruktur
Erst wenn die Kristallstruktur eindeutig bestimmt ist, kann daher entschieden werden, ob es sich wirklich um ein neues Mineral handelt. Um diese herauszufinden, unterzogen die Forscher daher ihr Merelaniit getauftes Mineral detaillierten Analysen mittels Röntgenstreuung und Transmissions-Elektronenmikroskopie.
Dabei zeigte sich: Das in Tansania entdeckte Mineral besteht aus abwechselnden Schichten von Molybdän-Disulfid und Bleisulfid, in die Atome von Vanadium, Antimon, Selen und Wismut eingelagert sind. Die Anordnung dieser atomaren Schichten und Fremdatome ist bisher einzigartig und belegte, dass es sich tatsächlich um ein neues Mineral handelt, wie die Forscher berichten.
„Innere Schönheit“
Zwar sei Merelaniit auf den ersten Blick weniger spektakulär als beispielsweise die blau schimmernden Zoisit-Edelsteine oder der grüne Tsavorit, die ebenfalls in den Merelani-Minen gefunden werden, sagt Jaszczak. „Aber Minerale haben auch eine innere Schönheit, die sich aus ihrer Kristallstruktur ergibt und der Art, wie diese ihre Eigenschaften beeinflusst.“
Welche Eigenschaften das Merelaniit genau hat und wie sie sich möglicherweise nutzen lassen, müssen nun weitere Untersuchungen zeigen. Die Entdeckung neuer kristalliner Materialien aber erweitert in jedem Falle unseren Blick für die Vielfalt chemischer und mineralischer Verbindungen. „Minerale mit einzigartiger Kristallstruktur geben und Einblick in die Natur der Materie und geben Inspiration für neue Materialien“, sagt Jaszczak. (Minerals, 2016; doi: 10.3390/min6040115)
(Michigan Technological University, 02.11.2016 – NPO)
