Ein mysteriöser sibirischer Meteorit verbirgt einen Kristall, der auf der Erde nicht natürlich vorkommen kann

20. 01. 2021
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Der Kristall, oder besser gesagt, ein Kristall, regt immer noch die Entdeckung eines unglaublich seltenen Meteoriten in Sibirien an. Trotz aller wissenschaftlichen Erkenntnisse, die die Menschheit im Laufe der Jahrhunderte gesammelt hat, und unseres ständig wachsenden Verständnisses des Universums finden Wissenschaftler immer noch Dinge, die manchmal eine große Überraschung sind.

Chatyrka

Vor einigen Jahren fanden Wissenschaftler ein kleines Stück Mineral, das sich kurz nach unserem Sonnensystem vor etwa viereinhalb Milliarden Jahren gebildet hatte. Das Mineral wurde vom Khatyrka-Meteoriten auf die Erde gebracht, der in Ostsibirien landete. Das Mineral selbst war in seiner Zeit nicht so interessant wie in seiner Struktur. Wir haben seine atomare Struktur nirgendwo in der Natur gefunden, obwohl es bereits unter Laborbedingungen erzeugt wurde. Es wurde als Quasi-Kristall bezeichnet, weil es außen wie ein Kristall aussieht, innen aber etwas völlig anderes ist.

Was einen Kristall zu einem Kristall macht, ist die Tatsache, dass seine Atome in sehr konsistenten und vorhersagbaren Strukturen angeordnet sind, die wie Gitter aussehen, und diese Strukturen werden ständig wiederholt. Der Quasikristall hatte jedoch eine inkonsistente und vielfältige Gitterstruktur. Atome wurden in verschiedenen Konfigurationen angeordnet, die nach unserem Verständnis der Wissenschaft in der natürlichen Materie nicht möglich sein sollten.

Materialstudien

Viele Wissenschaftler bezweifelten, dass solche Quasikristalle in der Natur vorkommen, obwohl sie seit den frühen 60er Jahren erfolgreich in Laboratorien hergestellt wurden. Paul Steinhardt, theoretischer Physiker an der Princeton University, gehört nicht dazu. Er und sein Team führten eine umfassende Untersuchung dieses Minerals durch und versuchten herauszufinden, wie so etwas auf der Erde entstehen könnte, aber am Ende mussten sie zu dem Schluss kommen, dass der Stein von irgendwo außerhalb unseres Planeten hierher gebracht werden musste.

Meteorit aus dem Devil's Canyon (Canyon Diablo). Foto: James St. John CC bis 2.0

Laut der International Business Times, zitiert von Boris Shustov, Leiter des Astronomischen Instituts der Russischen Akademie der Wissenschaften, ist es nicht so ungewöhnlich, neue Mineralien in Meteoriten zu finden, da sie unter anderen Bedingungen als auf der Erde gebildete Mineralien gebildet werden.

Testergebnis

Steinhardts Team stimmt zu. Die Ergebnisse ihrer Forschung zeigten deutlich, dass die Bildung dieses unnatürlichen Quasikristalls nur unter astrophysikalischen Bedingungen erfolgen konnte. Das Team stellte fest, dass dieses neue Mineral in einem anderen bekannten Mineral namens Stishovit gespeichert war. Stishovit stammt von Meteoriten und ist von Quasikristallen umgeben. Beide Mineralien mussten ungefähr zur gleichen Zeit unter hohem Druck im Meteoriten gebildet werden, bevor er unseren Planeten traf. Eine weitere wichtige Richtlinie, dass der Quasikristall nicht von hier stammt, ist die Tatsache, dass das Verhältnis der im Mineral gefundenen Sauerstoffisotope keinem ähnlichen Verhältnis auf der Erde entspricht.

Steinhardt wurde mit den Worten zitiert: "Der Befund ist ein wichtiger Beweis dafür, dass sich unter astrophysikalischen Bedingungen Quasikristalle in der Natur bilden können, und liefert den Beweis, dass diese Phase der Materie Milliarden von Jahren stabil bleiben kann."

Ikosaedrischer Quasikristall Ho-Mg-Zn in Form eines fünfeckigen Dodekaeders, dualen Dodekaeders. Im Gegensatz zur ähnlichen Pyritoederform einiger Kristalle des kubischen Systems wie Pyrit hat der Quasikristall die Form wirklich regelmäßiger Pentagone.

Frische Proben

Sein Team ging nach Sibirien, um weitere Proben zum Studieren zu finden, und schaffte es, einige frische Proben vom Meteoriten zu erhalten. Selbst bei neuen Proben ist die Suche nach einem Quasikristall sehr schwierig, da sie sehr klein sind. Das Team fand schließlich zwei weitere solche Quasikristalle. Letztere wurden fünf Jahre nach Beginn ihrer ersten Analyse der erhaltenen Proben entdeckt. Alle drei gefundenen Quasikristalle hatten ihre eigene einzigartige Molekülstruktur.

Stücke des Khatyrka-Meteoriten werden auch von anderen Wissenschaftlerteams für andere Zwecke untersucht. Chi Ma, Direktor für Analytik in der Abteilung für Geologie und Planetenwissenschaften am Caltech (California Institute of Technology), hatte auch ein Team, das Proben aus dem Fund untersuchte und nach neuen Mineralien aus dem Weltraum suchte. Ma und sein Team erhielten Anerkennung für die Entdeckung von etwa 7% aller neuen Mineralien, die Teil von Meteoriten auf der ganzen Welt waren. Sie sind auch dafür verantwortlich, 35 bisher unbekannte neue Mineralien aus demselben Meteoriten zu finden.

Eines der Dinge, die diesen besonderen Klumpen kosmischen Gesteins zu einer so reichen Quelle neuer Funde machen, ist, dass er eine große Menge natürlich vorkommenden Aluminiums enthält, das nicht oxidiert hat. Dies ist der erste Meteorit, der jemals so gefunden wurde. Alle drei von Steinhardt und seinem Team gefundenen Quasikristalle sind eine Mischung aus Aluminium, Eisen und Kupfer.

Wenn wir aus diesen Entdeckungen, insbesondere aus diesem Meteoritenkristall, lernen können, dass das Universum viel vielfältiger ist als wir denken und dass das, was wir als Gesetze der Wissenschaft verstehen, nur auf unseren kleinen Planeten angewendet werden kann. .

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