K&T Musterseiten 4/2005 - Deutsches Museum

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Kultur & Technik 3/2012
Gefrorene Blitze und Lava-Gläser
Gläserne Strukturen entstehen durch das Zusammenspiel von großer Hitze und plötzlicher Kälte.
Voraussetzungen, die auch in der Natur existieren. Bei Vulkanausbrüchen, Blitz- oder Meteoriteneinschlägen
bilden sich vielfältige Glasformationen. Von Caroline Zörlein
Ob Weinkaraffen, Fensterscheiben oder Brillengläser –
sie bestehen aus durchsichtigem Glas. Das ist meist
einer der ersten Gedanken an den zerbrechlichen, aber unglaublich
harten Werkstoff: seine Transparenz. Dabei kann
Glas durch den Zusatz von verschiedenen Mineralien alle
möglichen Farben annehmen. In der Natur gibt es sogar
pechschwarze Verwandte, sogenannte Obsidiane, die beispielsweise
vulkanischen Ursprungs sind.
Das Grundrezept für Gläser ist vergleichsweise einfach:
Man benötigt Sand oder Gestein, sehr hohe Temperaturen
und eine schockartige Abkühlung. Diese Voraussetzungen
können durch unterschiedliche Ereignisse entstehen: Vulkanaktivität,
Meteoriten- oder Blitzeinschläge. Genau wie die
künstlich hergestellten haben auch die natürlichen Gläser
den typischen amorphen Aufbau. Er kommt dadurch zustande,
dass die Minerale des Gesteins in der kurzen Zeit
zwischen Schmelze und Abkühlung keine Zeit haben, aus -
zukristallisieren. Es bildet sich eine erkaltete Flüssigkeit
mit einer Nahordnung, aber keiner Fernordnung. Je nach
chemischer Zusammensetzung des Gesteins variiert auch die
Farbgebung der natürlichen Gläser.
Obsidiane entstehen in Vulkanen: Geschmolzenes Gestein
aus unterschiedlichen Bereichen des Erdinnern wird an die
Oberfläche befördert. Saure Lava, die reich an Kieselsäure ist
und aus Bereichen der ansonsten festen Erdkruste stammt,
erstarrt relativ schnell an der Erdoberfläche. Die Farbe des
dabei entstehenden, natürlichen Glases hängt vor allem von
den zusätzlichen Mineralien und den Oxidationszuständen
der Metalle ab. Obwohl der Gehalt an farbloser Kieselsäure
relativ hoch ist, sind Obsidiane meist schwarz, grau, dunkelgrün
oder -braun gefärbt, teilweise auch rötlich. Der Grund
Geboren in Vulkanen:
Obsidiane bilden sich, wenn
geschmolzenes Gestein
extrem schnell wieder
abkühlt.
DIE AUTORIN
Dr. Caroline Zörlein ist
Chemikerin und arbeitet als
Wissenschaftsjournalistin in
München.
sind fein verteilte Hämatit- oder Magnetitminerale, also eisenhaltige
Verbindungen. Im Gegensatz dazu sind die ebenfalls
kieselsäurereichen Granite eher helle Gesteine.
Obsidian war bereits bei den Steinzeitmenschen ein begehrtes
Material, das sich gut zur Herstellung von Werkzeugen
wie scharfen Messern und Pfeilspitzen eignete. Zudem
sind zahlreiche Beispiele kultischer Verwendungen oder als
Schmuck bekannt.
Weil amorphe Substanzen, wie auch Obsidiane, einen
energetisch günstigeren kristallinen Zustand anstreben, beobachtet
man bei älterem Gesteinsglas die sogenannte Entglasung:
Dabei kristallisieren im Innern des Glases fein
verästelte Kristalle (Mikrolithe) oder radialstrahlige Kristalle,
die Sphärolithe, aus. Dadurch entstehen auf der schwarzen
Oberfläche besonders interessante Zeichnungen, die an
Schneeflocken erinnern.
Gekochte Lava
Ein weiteres natürliches Glas vulkanischen Ursprungs ist
Bimsstein – auch wenn es auf den ersten Blick ganz anders
aussieht. Bimsstein ist ein helles, aus kieselsäure- und gasreicher
Lava schaumig erstarrtes Gesteinsglas. Er bildet sich,
wenn die zähflüssige Lava mit ihren eingeschlossenen Gasen
an die Erdoberfläche gelangt. Dabei fällt der Druck plötzlich
ab, die Lava »kocht« sozusagen auf und erstarrt dann sehr
schnell. Der erkaltete Bimsstein ist eine Art poröses Glas.
Hohe Temperaturen, die Gesteine zum Schmelzen bringen,
entstehen auch durch Meteoriteneinschläge. Man unterscheidet
Impaktgläser, die am Ort des Einschlags gefunden
werden, und Tektite. Diese einige Zentimeter großen Glasstücke
bilden sich ebenfalls beim Auftreffen großer Meteorite

Abbildungen: istockphoto.com/Ammit; istockphoto.com/Robert Ellis; wikipedia; Mineralogisches Museum Bonn
Das milchig-gelbe Wüstenglas
wurde schon vor Tausenden
von Jahren gerne als
Schmuckstein eingesetzt.
Das Glas besitzt einen hohen
Quarzanteil und bildete sich
wahrscheinlich durch einen
Meteoriteneinschlag.
In der Vergangenheit wurden
Bruchstücke aus schwarzem
Obsidianglas oft als
Pfeilspitzen oder Messerklingen
verwendet.
Die Sandröhrchen sind innen
hohl und glasartig. Solche
Fulgurite entstehen, wenn
Blitze in sandhaltige Böden
einschlagen.
Werkstoff Glas 13
auf der Erde. Das geschmolzene irdische Gestein wird jedoch
bis zu einige Hundert Kilometer weggeschleudert. Auch bei
der Entstehung des Nördlinger Ries, das vor 15 Millionen
Jahren durch einen kilometergroßen Meteoriten verursacht
wurde, ging ein »Glasregen« größtenteils über dem heutigen
Tschechien nieder. Die dort gefundenen Tektite sind grüne
bis bräunliche Glasstücke.
Ein Skarabäus aus Wüstenglas
Auch das milchig-gelbe bis fast farblose Libysche Wüstenglas
entstand mit hoher Wahrscheinlichkeit durch einen Meteoriteneinschlag.
Es ist aufgrund des hohen Quarzanteils von
98 Prozent transparenter als andere natürliche Gläser. Dieses
Glas wurde bereits früh von Menschen gesammelt, bearbeitet
und als scharfe Klingen und Faustkeile verwendet. Im alten
Ägypten galt das Wüstenglas als sehr wertvoll – es findet sich
beispielsweise, geformt als Skarabäus, auch auf einem Tutanchamun-Pektoral.
Und es gibt noch eine weitere Geburtsstätte für Glas: Blitzeinschläge.
Jeden Tag gehen Millionen Blitze auf der Erde nieder
– jeder mehrere Tausend Grad Celsius heiß. Zwar
schlagen nicht alle bis zum Boden durch, aber wenn ein Blitz
zufällig auf Sand trifft, entstehen interessante Gebilde: Bei
den hohen Temperaturen schmelzen die Körner sehr schnell
und erkalten rasch. Weil der Blitz seine Form gewissermaßen
beibehält, entstehen hohle Röhrchen, die oftmals auch verzweigt
sind. Entlang des Einschlagkanals des Blitzes bildet
sich Glas. Diese Blitzröhren heißen Fulgurite – nach dem lateinischen
Wort fulgur für Blitz. Sie weisen Durchmesser von
etwa zwei Zentimetern auf und können mit Gabelungen
sogar mehrere Meter lang werden. Die Farbe der Fulgurite
hängt stark von der Zusammensetzung der Böden ab und
reicht von Schwarz über Grün bis Weiß. Das Röhreninnere
ist meist sehr glatt mit feinen Bläschen, während die Außenseite
eher raue Strukturen besitzt. Auch wenn diese Glasart
weniger nützlich ist als die Vulkan- und Meteoritengläser, so
zeigt sie doch die vielfältigen Ursprünge der Naturgläser. ❘❙❚
Zum Thema
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Nat%C3%BCrliches_Glas