Nachdem ein Blitz in einem Baum in New Port Richey (Florida) einschlug, entdeckte ein Professor der University of South Florida, dass der Einschlag zur Bildung eines neuen Phosphormaterials führte. Es wurde in einem Gestein gefunden – erstmals in fester Form auf der Erde – und könnte ein Mitglied einer neuen Mineralgruppe darstellen.
“Wir haben dieses Material noch nie natürlicherweise auf der Erde vorkommen sehen. Vergleichbare Minerale können in Meteoriten und im Weltraum vorkommen, aber wir haben genau dieses Material noch nirgendwo beobachtet”, sagte der Geowissenschaftler Matthew Pasek.
In einer Studie, die kürzlich im Journal Communications Earth & Environment erschien, untersuchte Pasek, wie hochenergetische Ereignisse wie Blitzschläge einzigartige chemische Reaktionen verursachen und wie in diesem Fall ein neues Material erschaffen können – ein Material, das einen Übergangszustand zwischen Weltraummineralen und Mineralen auf der Erde darstellt.
“Wenn ein Blitz einen Baum trifft, explodiert der Boden normalerweise und das umgebende Gras stirbt. Dabei bildet sich eine Narbe und es werden elektrische Entladungen durch nahes Gestein, Erde und Sand ausgesandt, was die Bildung von Fulguriten nach sich zieht. Fulgurite werden auch als versteinerte Blitze bezeichnet”, sagte Pasek.
Als die Hauseigentümer die Blitznarbe in New Port Richey entdeckten, fanden sie ein Fulgurit-Exemplar und entschieden sich dazu, es zu verkaufen, weil sie vermuteten, dass es wertvoll sein könnte. Pasek kaufte es und begann später eine Zusammenarbeit mit Luca Bindi, einem Professor für Mineralogie und Kristallografie an der Universität Florenz (Italien).
Zusammen wollte das Team ungewöhnliche Minerale untersuchen, die das Element Phosphor enthalten – insbesondere jene, die durch Blitzschläge entstanden – um hochenergetische Phänomene besser zu verstehen.
“Es ist wichtig zu verstehen, wie viel Energie ein Blitz hat, weil wir dann wissen, wie viel Schaden ein Blitzschlag im Durchschnitt verursachen kann und wie gefährlich er ist”, sagte Pasek. “Florida ist die Blitz-Hauptstadt der Welt und der Schutz vor Blitzen ist wichtig. Wenn ein Blitz stark genug ist, um Gestein zu schmelzen, kann er sicherlich auch Menschen töten.”
In nassen Umgebungen wie Florida, wird Eisen Pasek zufolge oft um Baumwurzeln angereichert. In diesem Fall verdampfte der Blitzschlag nicht nur das Eisen auf den Baumwurzeln, sondern auch den natürlicherweise auftretenden Kohlenstoff in dem Baum. Die beiden Elemente führten zu einer chemischen Reaktion, die ein Fulgurit-Exemplar erschuf, welches aussah wie ein Metal-“Klumpen”.
Darin offenbarte eine farbenfrohe, kristallähnliche Substanz ein Material, das nie zuvor beobachtet wurde.
Der Co-Leiter Tian Feng, ein Doktorand des Geologieprogramms der USF, versuchte das Material im Labor zu rekonstruieren. Das Experiment war nicht erfolgreich und das spricht dafür, dass das Material wahrscheinlich rasch unter präzisen Bedingungen entsteht. Und wenn es zu lange aufgeheizt wird, wird es sich in das Mineral umwandeln, das in Meteoriten vorkommt.
“Frühere Forschungen deuten darauf hin, dass die blitzbedingte Reduktion von Phosphaten ein weitverbreitetes Phänomen auf der jungen Erde gewesen ist”, sagte Feng. “Allerdings gibt es ein Problem mit dem Phosphitreservoir auf der Erde, so dass diese festen Phosphitmaterialien schwer wiederherzustellen sind.”
Feng sagte, dass diese Studie aussagt, dass möglicherweise andere Formen solcher Minerale plausibel seien und viele eine große Bedeutung für die Entwicklung des Lebens auf der Erde gehabt haben könnten.
Laut Pasek ist es aufgrund der Seltenheit und des natürlichen Auftretens unwahrscheinlich, dass dieses Material für Verwendungszwecke abgebaut werden könnte wie andere Phosphate, etwa Düngemittel. Allerdings planen Pasek und Bindi das Material weiter zu untersuchen, um festzustellen, ob es offiziell als Mineral bezeichnet werden kann und ihm weitere Aufmerksamkeit in der wissenschaftlichen Gemeinschaft zu geben.
(THK)
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