Edle Steine - Naturmuseum St.Gallen

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Edle Steine - Naturmuseum St.Gallen

Edle SteineSchmuckstücke aus der Edelstein-Sammlung von Dr. Bertold Suhner9. November 2013 bis 4. Mai 2014Liebe Lehrerinnen und LehrerEnde 2011 wurde dem Naturmuseum St. Gallen von der Dr. Bertold Suhner-Stiftung eine Sammlung von rund 600 geschliffenen Edelsteinen geschenkt. Inunserer neuen Sonderausstellung zeigen wir einen repräsentativen Querschnittdurch diese Sammlung und gewähren einen kleinen Einblick in die Mineralien-Sammlung des Naturmuseums St. Gallen. Zudem stellen wir die interessanteBiographie Bertold Suhners vor, der – unter anderem - als Forscher,Unternehmer und Naturforscher gewirkt hatte.Ein Besuch der Sonderausstellung ist vor allem für Klassen der Mittel- undOberstufe spannend. Idealerweise planen Sie genügend Zeit ein und gehen nochin die Geologische Abteilung unserer Dauerausstellung. Hier finden Sie grosseund „fassbare“ Mineralien und Kristalle. Auf unserer Websitewww.naturmuseumsg.ch gibt es einen grossen Geologieparcours, den Sie fürIhre Klasse adaptieren können.Diese Wegleitung wurde von der Museumspädagogik des Naturmuseums St.Gallen erstellt und darf ausschliesslich für schulische Zwecke verwendet werden.Für Führungen und weitere Informationen sind wir unter:bildung@naturmuseumsg.ch erreichbar.Einen spannenden Ausstellungsbesuch wünschtSeite 1


InhaltDie Sonderausstellung im Ostraum des Museums informiert in 16 Wandvitrinen über diePerson von Dr. Bertold Suhner, seine Forschungsarbeit, über verschiedene Edelsteineaus seiner Sammlung, sowie über die Mineraliensammlungen der Bertold Suhner-Stiftung und des Naturmuseums St. Gallen. Abgerundet wird die Ausstellung durch diePräsentation des 1960 entstandenen Films „Kleine Tiere – gross gesehen“.Bertold Suhner: Ein Leben für Technik und WissenschaftBertold Suhner war eine schillernde Persönlichkeit, genialer Tüftler, erfolgreicherUnternehmer und ein grossherziger Naturfreund. Geboren am 5. August 1910,verbrachte er seine Jugendzeit in Herisau. Nach dem Maschinenbaustudium an der ETHZürich stieg er 1938 in den väterlichen Betrieb, die Suhner & Co in Herisau, ein. Am 1.April 1943, mitten im Zweiten Weltkrieg, gründete er zusammen mit dem befreundetenElektrotechniker Willi Studer die Metrohm AG. Die Firma war ursprünglich aufMessgeräte im Radio- und Fernmeldebereich spezialisiert. Den Durchbruch schaffte sie1947 mit der Entwicklung eines elektronischen pH-Messgerätes. Nach seinemRückzug aus der operativen Geschäftsleitung brachte er das gesamte Aktienkapital ineine eigene Stiftung ein. Heute beschäftigt die Metrohm AG am Standort Herisau rund400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und gehört damit zu einem der wichtigstenUnternehmen im Kanton Appenzell Ausserrhoden. Weltweit sind gegenwärtig 1850Personen in 42 Tochterunternehmen tätig.Bertold Suhner pflegte neben seiner Arbeit eine Vielzahl von Steckenpferden:Sportliche, wie Fliegen oder Bergsteigen und künstlerische wie Malerei und dasOrgelspiel. Bereits früh begann sich Bertold Suhner dem Filmen zuzuwenden. SeinDokumentarfilm „Kleine Tiere – gross gesehen“ wurde Ende der 1960er Jahre sogar anden Solothurner Filmtagen prämiert und wird in der aktuellen Sonderausstellung gezeigt.1968 gründete er die Bertold-Suhner-Stiftung. Diese widmet sich in erster Liniesozialen und kulturellen Belangen im Kanton Appenzell A.Rh. 1980 wurde seine zweiteStiftung, die Dr. Bertold Suhner-Stiftung für Natur-, Tier- und Landschaftsschutz, insLeben gerufen.Bertold Suhner verstarb am 26. April 1988. Seine umfangreiche Mineraliensammlungwird heute durch die Bertold-Suhner-Stiftung betreut. Seine Edelstein-Sammlunggelangte im Dezember 2011 als Schenkung ans Naturmuseum St.Gallen. In deraktuellen Sonderausstellung wird nun erstmals ein repräsentativer Teil dieser wertvollenSammlung gezeigt.Nach Jahren intensiver Beschäftigung mit Kunst begann sich Bertold Suhner derWissenschaft zuzuwenden. Ihn interessierten dabei vor allem die Mineralien. 1983erwarb er die umfangreiche Mineraliensammlung des St. Galler Kaufmanns EdmundAlther (1927 – 1998). Diese war zugleich auch die Basis für seine spätere Doktorarbeit:An der Universität Basel begann er, die Infrarot-Spektren verschiedenster Mineralien zuuntersuchen. 1984 schloss Bertold Suhner im Alter von 74 Jahren seine Dissertation mitdem Titel „Zur Anwendung der Infrarot-Spektroskopie in der Mineralogie“erfolgreich ab.Seite 3


Geologische Grundlagen der AusstellungWas ist ein Gestein?Gesteine kommen überall in der Natur vor. Alle grossen Gebirge, Vulkane, Sandstrände,aber auch jeder Kieselstein bestehen aus Gesteinen. Sie sind auf natürliche Weise gebildeteGemenge, die entweder aus vielen Kristallen eines einzigen Minerals oder aus vielenKristallen unterschiedlicher Mineralien bestehen können.Gesteine unterscheiden sich voneinander, da sie auf unterschiedliche Weise entstandensind. Die meisten Gesteine haben sich während Prozessen, welche Tausende oder garMillionen von Jahren dauerten, gebildet. Diese Prozesse gehen in vielen Fällen ineinanderüber oder folgen aufeinander. Grob gesagt, können Gesteine aus magmatischen,sedimentären und metamorphen Prozessen entstehen. Auch heute noch bilden sichGesteine. Relativ kurz geht das zum Beispiel bei einem Vulkanausbruch, wenn durch dasAbkühlen der heissen Lavamassen Gesteine entstehen. Wir unterscheidendementsprechend drei grosse Gruppen von Gesteinen:Erstarrungsgesteine entstehen im Erdinneren und bei Vulkanausbrüchen. Die flüssigeGesteinsmasse aus dem Erdinnern kühlt sich ab und wird kalt und hart.Ablagerungsgesteine entstehen meist im Wasser. Muschel- und Schneckengehäuse lagernsich ab, werden über Jahrmillionen zusammengepresst und werden zu Kalkstein.Pflanzentreste lagern sich ab und werden zu Tonstein. Sandkörner verdichten sich zuSandstein.Umwandlungsgesteine haben ihre Form und Zusammensetzung verändert. Sie haben sichunter Hitze und enormem Druck, wie zum Beispiel bei einem Erdbeben oder beiGebirgsbildungen, umgewandelt. Kalkstein wird zum Besipiel zu Marmor, Granit wird zuGneis.Was ist ein Mineral?Bausteine der Gesteine sind die Mineralien. Mineralien sind meist feste Stoffe. Sie sind aufnatürliche Weise ohne menschliche Einwirkung entstanden. Sie bilden eine einheitllicheSubstanz: Zerschlägt man ein Stück Mineral in kleine Teile, besteht jedes Bruchstück ausdemselben Material.Was ist ein Kristall?Kristalle sind eine spezielle Art von Gesteinen. So wie Pflanzen und Tiere unterschiedlicheFormen haben, können auch Mineralien zu Körpern mit einer bestimmten Gestalt wachsen.Hierbei lagern sich die Stoffe in so regelmässiger Weise aneinander, dass dadurchbestimmte Körper entstehen, die man Kristalle nennt. Die meisten Mineralien könnenKristalle bilden.Das Bauprinzip der jeweiligen Kristalle bleibt sich immer gleich – aber es werden nichtimmer alle Flächen vollständig ausgebildet. So können aus dem gleichen Mineral Kristalleentstehen, die sich von der Gestalt her unterscheiden. Auch Schneeflocken bestehen auswinzigen Kristallen unterschiedlicher Formen.Seite 4


Eine kleine EdelsteinkundeWas sind Edelsteine?Sie gelten als Symbole von Macht und Reichtum, von Wertschätzung und Schönheit,und begleiten uns Menschen schon seit Jahrtausenden. Edelsteine sind Mineralienmit einer ganz bestimmten chemischen Zusammensetzung und einer typischenKristallform. Ein paar wenige Edelsteine zählen zu den Gesteinen wie etwa Obsidianoder Moldavit oder zu organischen Bildungen wie z.B. Perlen und Bernstein. Von denüber 4'600 bekannten Mineralien können aber nur rund 40 als richtige Edelsteinebezeichnet werden.Es existiert grundsätzlich keine allgemeingültige Definition des Begriffs Edelstein. Umals Edelstein gelten zu dürfen, müssen aber bestimmte Eigenschaften vorliegen. Dazugehören Schönheit, Dauerhaftigkeit und Seltenheit. Bei der Beurteilung der Schönheitspielen Form, Farbe, Transparenz und Glanz (oft beschrieben durch die „four cs“:color, clarity, cut, carat) eine zentrale Rolle. Diese können aber erst nach derBearbeitung der Rohsteine beurteilt werden. Bei der Dauerhaftigkeit steht die Härte anerster Stelle. In einer Skala von 1 bis 10 ist Diamant die härteste Substanz auf unseremPlaneten. Edelsteine müssen mindestens die Härte von Quarz (7) aufweisen. DieSeltenheit eines Edelsteins richtet sich nach Angebot und Nachfrage. Neben den echtenEdelsteinen, welche alle oben genannten Eigenschaften aufweisen, werden die wenigerdauerhaften oder undurchsichtigen Steine zuweilen auch einfach als Schmucksteinebezeichnet. Der Begriff Halbedelstein wird wegen seiner abwertenden Bedeutung nichtmehr verwendet.Die meisten Edelsteine besitzen einen kristallinen Aufbau. Das bedeutet, dass ihrekleinsten Bestandteile, die verschiedenen Atome, gleichmässig in einem Gitterangeordnet sind. Diese Anordnung ist verantwortlich für die unterschiedlichenphysikalischen Eigenschaften der Kristalle. Die Kristallografie, die Wissenschaft von denKristallen, unterscheidet aufgrund der unterschiedlichen Achsen und Winkel siebenverschiedene Kristallsysteme. Die Würfelform (kubisch) weist dabei die höchsteSymmetrie auf. Beispiele für kubische Kristalle sind: Diamant, Fluorit, Pyrit und Granat.Die geringste Symmetrie findet sich im triklinen System. Hier treten keine rechten Winkelmehr auf. Trikline Kristalle sind zum Beispiel der Türkis oder der Amazonit.Genau wie sich Pflanzen- und Tiere in Bezug auf ihre Verwandtschaft in grössere,systematische Einheiten gruppieren lassen, werden auch Edelsteine nach ihrerjeweiligen chemischen Zusammensetzung zu Gruppen und Klassen zusammengefasst.Am gebräuchlichsten ist dabei die Einteilung des deutschen Mineralogen Hugo Strunz,der die Mineralien nach ihrer Kristallstruktur und ihrer chemischen Zusammensetzung in10 Klassen eingeteilt hat. Grundlage der Einteilung ist die Tatsache, dass, wenn sichein Element mit einem Nichtmetall verbindet, eine bestimmte Reaktion erfolgt: Beiden Oxiden reagiert zum Beispiel das Element Eisen mit Sauerstoff und Wasser, eskommt zur Oxidation und aus Eisen wird Rost.Seite 5


Einteilung der Mineralien nach ihrer KristallstrukturMineralklasseVerbindung ausBeispiel in der Ausstellung (weitereBeispiele)I. natürl. Elemente Element steht für sich allein z. B. Kohlenstoff Diamant (Gold)II. Sulfide Element + Schwefel z. B. Eisen + Schwefel Sphalerit (Pyrit)III. Halogenide Element + Fluor, Chlor z. B. Kalzium + Fluor Fluorit (Halit)IV. OxideElement + Sauerstoff z. B. Silizium, Eisen +SauerstoffQuarz (Korund)V. Carbonate / Nitrate Element + Kohlensäure CalcitVI. BorateSinhalit (Hambergit)VII. Sulfate / Chromate /Molybdate / WolframateElement + SchwefelsäureCoelestin (Scheelit, Gips)VIII. Phosphate /Arsenate / VanadateElement + PhosphorsäurePhosphophyllit (Türkis)IX. SilikateX. OrganischeSubstanzenElement + KieselsäureZirkon (Granat,s Epidot, Turmalin,Jade, Chaorit, Lapislazuli u.v.BernsteinWoher stammen Edelsteine?Damit Edelsteine entstehen können, braucht es ganz besondere Bedingungen:Temperatur, Druck und Zeit spielen eine zentrale Rolle. Mit jedem Meter, welchen wirin die Tiefe steigen, steigen die Temperaturen in der Erde. An der Grenze zwischenErdmantel und äusserem Kern, in rund 3'000 Kilometern Tiefe, liegen diese bei über7'000° C. Bei diesen hohen Temperaturen und dem hier herrschenden Druck liegen allechemischen Verbindungen in flüssiger Form vor. Steigt nun die Magma, die heisseGesteinsschmelze, an die Oberfläche auf, so kühlt sie sich zunehmend ab und in ihrkönnen Edelstein-Kristalle zu wachsen beginnen. So entstanden vor vielen MillionenJahren die Diamanten.Ein weiterer Entstehungsort von Edelsteinen sind Gesteinshohlräume, welche mit sehrheissem, mineralreichem Wasser gefüllt sind. Kühlen sich diese ab, so entstehenKristalle durch Ausfällung. Dabei können sich über Jahrmillionen verschiedeneMineralien mischen. Es entstehen dann sogenannte Aggregate oder Mineralgemische.Diese Art der Mineralbildung wird in den Alpen häufig angetroffen. Aber auch inAblagerungsgesteinen können sich mithilfe von Mikroorganismen Edelsteine bilden.So entstand beispielsweise Opal. Die Umkristallisation unter hohem Druck undTemperatur ist ein weiterer Weg wie Mineralien und Edelsteine entstehen können.Edelsteine kommen weltweit vor. Aber nicht überall liegen abbauwürdige Vorkommen,sogenannte Lagerstätten, vor. Nicht besonders dicht, dafür in einer guten Qualität findensich Edelsteine in sogenannten Primärlagerstätten. Hier handelt es sich um denursprünglichen Ort, wo Edelsteine gebildet wurden, zum Beispiel in einem Vulkanschlot.In sekundären Lagerstätten, sogenannten Seifen, können Edelsteine durch dasZusammenschwemmen von Wasser in grösseren Mengen vorliegen. Die Gewinnungvon Edelsteinen ist in jedem Fall ein aufwändiger Prozess.Seite 6


Heute können Edelsteine mit technischen Methoden auch künstlich hergestellt werden.Diese synthetischen Edelsteine werden vor allem als billige Industrieprodukte in derTechnik verwendet. Aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften sind Edelsteine gesuchteund geschätzte Handelsgüter. Der weltweite Umsatz mit Edelsteinen beträgt jährlichmehrere Milliarden Dollar, wovon rund 80% aus dem Handel mit Diamanten stammt.Weitere wirtschaftlich wichtige Edelsteine sind Rubin, Saphir, Smaragd, Turmalin,Aquamarin und Spinell. Das Handelsmass für Edelsteine ist das Karat, das einemGewicht von 0,2 Gramm entspricht.Woher haben Edelsteine ihre Farben?Einen Teil ihrer Faszination verdanken Edelsteine ihrer funkelnden Brillianz, ihremFeuer und ihrer vielfarbigen Pracht. Rubinrot oder Smaragdgrün sind Farbbezeichnungen,welche wir den Eigenschaften bestimmter Edelsteine entnommen haben.Farben machen den auch die Besonderheit vieler Edelsteine aus. Dabei wird von einerFachperson gezielt auf die Sättigung, die Schattierung und die Tönung dieser Farbengeschaut.Das unsere Welt farbig erscheint, hängt mit den physikalischen Eigenschaften der unsumgebenden Dinge ab. Fällt weisses Tageslicht durch die Tropfen eines Regenschauerswird es in seine einzelnen Farben aufgefächert und am Himmel erscheint ein vielfarbigerRegenbogen mit einer Abfolge von Rot über Orange, Gelb, Grün, bis hin zu Blau undViolett. Lässt ein Edelstein das Tageslicht komplett durch, so erscheint er uns glasklarund transparent. Werden hingegen einzelne Teiles des Tageslichtes im Stein absorbiert,so kommt die Mischung der übrig gebliebenen Farben zum Tragen und wir sehen einenfarbigen Stein.Farbige Edelsteine entstehen durch die besondere chemische Zusammensetzungihrer Kristalle. Einen weiteren Einfluss auf die Farbigkeit können zudem winzigeMengen an eingelagerten Spurenelementen, in erster Linie Metalle, ausüben. So wirdder an sich farblose Korund durch Einlagerung von Chrom zum Rubin. AuchUnregelmässigkeiten im Kristallgitter können wie etwa beim Rauchquarz Farbeffektebewirken. Zudem kann eine nachträgliche Hitzebehandlung die Farbe bei verschiedenenEdelsteinen verändern.Wie werden Edelsteine in Form gebracht?Rohe Edelsteine, wie sie die Natur hervorgebracht hat, lassen sich in den wenigstenFällen direkt als Schmucksteine verwenden. Erst durch die mechanische Bearbeitungerhalten sie ihre endgültige Form. Kann ein Kristall ungestört und in Ruheheranwachsen, so ist sein Äusseres ein Abbild seines inneren Baus. Es entstehendabei je nach Mineral und chemischer Zusammensetzung unterschiedlicheKristallformen. Ein Beispiel dafür ist etwa der Bergkristall, der in typischer Ausbildungsechs glatte Aussenflächen aufweist. Durch eine geschickte Bearbeitung kann dieBrillianz eines Edelsteins massiv gesteigert werden. Dazu werden die rohen Steinedurch Spalten, Schneiden und Schleifen in eine spezielle Form gebracht. Mit einergeschickten Anordnung der Schliffflächen wird dabei der Glanz und das Feuer einesEdelstein richtiggehend entfacht. Zu den bekanntesten Schliffformen gehört der Brillant,der in erster Linie bei Diamanten angewendet wird. Hier sind 58 einzelne Facetten soangeordnet, dass sie das Maximum des von oben eingestrahlten Lichts wiederreflektieren und zusätzlich durch die Lichtstreuung das Farbenspiel erhöhen. Nichttransparente Steine werden häufig zu sogenannten kuppelförmigen Cabochonsgeschliffen.Seite 7


EdelsteinportraitsDiamanten – „a girls best friend“Der Diamant gilt heute als bekanntester und wirtschaftlich wichtigster Edelstein.Diamanten entstanden vor Jahrmillionen in der äusseren Erdrinde. In einer Tiefezwischen 150 bis 300 Kilometern herrschten die entsprechenden Temperaturen undDrücke, welche den reinen Kohlenstoff zum Diamant werden liessen. In der glutflüssigenMagma gelangten diese dann in Richtung Erdoberfläche. Hier werden sie entwederdirekt aus dem erstarrten Gestein oder aus durch Verwitterung entstandenenFlussablagerungen gewonnen. Abgebaut werden dabei Lagerstätten, wenn siemindestens 0,1 Gramm Diamant pro Tonne Gestein enthalten.Seine Beständigkeit haben den Diamanten schon seit mehr als 2'500 Jahren zu einemwichtigen Edelstein gemacht. Dabei haben vor allem die grossen und farbigenDiamanten eine zum Teil recht abenteuerliche Geschichte hinter sich. So zum Beispielder grüne Dresden, der riesige Cullinan (Stern von Afrika“) oder der blaue Hope. Siegalten und gelten seit jeher als Insignien von Macht und Herrschaft.Aufgrund seiner grossen Härte konnte der Diamant erst ab dem 13. Jahrhundertbearbeitet werden. Die ersten Schlifftechniken waren dabei noch relativ einfach. Derbekannte Brillantschliff entstand erst 1910. Die Qualität von Diamanten wird heute strengüberwacht. Ein Raster von rund 16'000 Güteklassen gibt jedem Stein seinenindividuellen Charakter. Dabei stehen Farbe, Transparenz, Schliff und natürlich dieGrösse an erster Stelle.Heute gilt der Diamant als der König der Edelsteine. Er macht 90% desEdelsteinhandels aus. Zu den wichtigsten Ursprungsländern gehören Zentral- undSüdafrika, Russland, Kanada und Australien. Immer wieder in die Schlagzeilen geratensogenannte „Blutdiamanten“, welche aus Kriegs- oder Krisenregionen stammen und zurFinanzierung von Konflikten verwendet werden. Dem kann durch den Erwerb von nachder Herkunft zertifizierten Steinen entgegen getreten werden.Diamant – der härteste Stoff der WeltObwohl er, wie der extrem weiche Graphit, lediglich aus elementarem Kohlenstoffbesteht, verblüfft der Diamant durch seine beeindruckenden physikalischenEigenschaften. Seinen Namen hat er aufgrund seiner Härte und Dauerhaftigkeiterhalten. Das griechische Wort „adamas“ bedeutet „der Unbezwingbare“. Kein Stoff aufunserer Erde ist härter als Diamant. Dennoch lässt sich jeder Diamant, wenn man weisswie, relativ gut spalten.Im Gegensatz zum Graphit, wo die Kohlenstoff-Atome in einzelnen Schichten vorliegen,die nur durch schwache Kräfte miteinander verbunden sind, besitzt der Diamant einestarke Verbindung zwischen allen seinen Kohlenstoff-Atomen. Während sich mit demGraphit im Bleistift schreiben lässt, ist dies mit dem Diamanten nicht möglich. Hingegenritzt der Diamant alle weicheren Stoffe. Seine ausserordentliche Härte machen denDiamanten nicht nur als Edelstein interessant: Der grösste Teil der jährlich gefundenenund praktisch alle künstlich hergestellten Diamanten werden in der Industrie gebraucht,sei dies in Form von Schleif- und Poliermittel oder als Beschichtung von Bohr-, SchneidundSchleifwerkzeugen. Hier kommt in erster Linie polykristalliner Diamant, sogenannterBoart, zum Einsatz.Seite 8


Seine besonderen Eigenschaften haben dazu geführt, dass Diamanten alsTonabnehmer für hochwertige Plattenspieler verwendet wurden. Er wandelt dazu dieauf der Plattenoberfläche eingeprägten Rillen durch eine mechanische Verformung inelektrische Signale um, welche wiederum verstärkt werden können. Die hoheWärmeleitfähigkeit und die gute elektrische Isolation sind weitere wichtige Eigenschaftendes Diamanten, welche von der Industrie genutzt werden.Rubin und SaphirRubin und Saphir sind zwei Varietäten des Minerals Korund und werden aufgrundihrer Farbenpracht als Edelsteine hoch geschätzt. Die grosse Härte von Korund istzudem für die Industrie von Interesse. Korund ist in reiner Form farblos und recht selten.Er entsteht sowohl in magmatischen wie auch im metamorphen Gestein, welches reichan Aluminium ist. Gefunden wird Korund weltweit vor allem in Seifen-Lagerstätten. Abund zu kommt es im Korund zu sogenannten Sterneffekten (Asterismus), welcher aufden Einschluss von anderen Mineralien wie etwa Rutil zurückzuführen ist.Enthält ein Korund Spuren von Chrom, so wird er zum roten Rubin und damit zueinem der wertvollsten Edelsteine überhaupt. Grosse Rubine können in bester Qualitätsogar teurer sein als gleich grosse Diamanten. Die unterschiedlichen Einschlüssekönnen einen Hinweis auf das Herkunftsgebiet liefern. So sind vor allem die Rubine ausMyanmar, dem früheren Burma, intensiv rot gefärbt. Heute kann aber auch mit einervorsichten Hitzebehandlung die Tiefe des Rottones künstlich intensiviert werden. Undnicht jeder rote Edelstein ist ein Rubin. Denn es gibt viele sehr ähnliche Edelsteine,welche in der Vergangenheit häufig als Rubin bezeichnet wurden, in Tat und Wahrheitaber etwas ganz anderes sind.Wenn Eisen und Titan als Spurenelemente auftreten, wird der Korund blau und alsSaphir bezeichnet. Neben dem blauen Saphir gibt es zudem eine grosse Fülle vongelblichen bis grünen Saphiren. Einer davon ist der rosa oder lachsfarbenePadparadscha. Haarartige Rutileinschlüsse verleihen gewissen Saphiren einenspeziellen Seidenglanz.Seit 1887 kann Korund künstlich hergestellt werden. Seine Härte ist nur wesentlichgeringer als diejenige von Diamant weshalb er in der Industrie als wichtiges Schleif- undPoliermittel zum Einsatz kommt. So finden sich auf Sandpapier und auf Nagelfeilensynthetische Korund-Kristalle. Auch kratzfeste Uhrengläser werden aus synthetischemKorund gefertigt.Amethyst und Co.Quarz ist das häufigste Mineral in der Erdkruste. Dennoch sind einzelne seinerVarietäten wie etwa der Amethyst auch beliebte Schmucksteine. Der klare Quarz oderBergkristall wurde in der Antike als von den Göttern geschaffenes ewiges Eisbetrachtet. Heute hat Quarz vor allem in der Industrie eine wichtige Bedeutung. Erfindet in optischen Geräten, in der Elektronik und in der Glasfasertechnik vielfältigeVerwendung. Gefunden wird er zuweilen in grossen Stufen in den Alpen. Der durchGammastrahlung dunkel gefärbte Rauchquarz wird als Morion bezeichnet.Der violette Amethyst ist der begehrteste Stein innerhalb der Gruppe der Quarze. SeinName leitet sich vom griechischen „nicht betrunken“ ab. Die alten Griechen und Römerglaubten, dass sie durch die Verwendung von Weinbechern aus Amethyst wenigerSeite 9


etrunken würden. Durch den Fund grosser Lagerstätten in Brasilien kam es zu einemmassiven Preiszerfall und damit zu einer Entwertung des Amethysts als Edelstein. Derzitronengelbe Citrin und der grüne, aber sehr seltene Prasiolith, gehören ebenfalls zuden Quarzen.Das Farbenspiel des Opals, wie er in der Schmuckindustrie verwendet wird, vereinigtdas ganze Spektrum. Auch heute noch ist sein genauer Bildungsprozess nicht ganzgeklärt. Zuweilen können auch Versteinerungen opalisiert werden. Beispiele dafür sindAmmoniten und Baumstämme. Rund 95% aller Schmuckopale stammen aus Australien,wo der Opal den Status eines Nationalsteins inne hat.Nur wenige Edelsteine, wie etwa der Diamant oder der Korund, sind härter als derChrysoberyll. Geschliffen weisst er eine grosse Brillanz auf, allerdings ohne das Feuereines Diamanten zu zeigen. Eine seltene Variante des Chrysoberylls ist der Alexandrit,ein Edelstein, der bei unterschiedlichem Licht seine Farbe wechselt: Am Tag leuchtet ergrün, in der Nacht wird er rot.Beryll, Topas, Turmalin und SpodumenDiese vier gehören zu den Silikatmineralien und zeichnen sich durch eine grossefarbliche Vielfalt aus. Unter ihnen finden sich viele wichtige und geschätzte Edelsteine.Gefärbt durch Spurenelemente entstehen aus ursprünglich farblosen Kristallenfarbenfrohe Edelsteine: Aus Beryll entsteht durch Titan oder Eisenionen der durchsichtigblaue Aquamarin oder durch Chrom und Vanadium der grüne Smaragd. Wegen derhäufigen Risse und Spalten werden diese Edelsteine vielfach mit Öl imprägniert.Die turmförmigen Kristalle von Topas können ebenfalls sehr gross werden. So sindebenfalls aus Brasilien Kristalle von gegen 40 Kilogramm gefunden worden. Diehäufigsten Farben beim Topas sind blau, pink und orange. Dank ergiebiger Lagerstättenwird Topas in grossen Mengen gewonnen und gilt daher als günstiger Edelstein. Seinegrosse Härte ist ebenfalls günstig für die Verwendung als Schmuckstein.Turmaline, deren Namen vom singhalesischen Wort für „Stein mit gemischten Farben“stammt, umfassen nach heutigem Wissen mehr als ein Dutzend unterschiedlicheMineralienarten. Fünf davon werden als Edelsteine verwendet. Sie wurden in derVergangenheit häufig mit anderen Edelsteinen wir Smaragd, Saphir oder Rubinverwechselt. Die säulenförmigen Kristalle sind oft unterschiedlich gefärbt; einfarbigeSteine sind recht selten.Spodumen wird erst seit gut hundert Jahren als Edelstein verwendet. Seine Nameleitete sich von griechisch „zu Asche verbrannt“ ab. Dies bezeichnet die opaken Kristalle,welche eine Länge von bis zu 15 Metern und ein Gewicht von 90 Tonnen erreichenkönnen. Spodumen in Edelsteinqualität sind eher kleine Kristalle, in blassvioletterVarietät als Kunzit und in grünlicher Varietät als Hiddenit bezeichnet als SchmucksteineVerwendung finden.Granate, Steine der GötterGranate wurden bereits vor mehr als 5'000 Jahren im Alten Ägypten als Schmucksteinverwendet. Ihren Namen erhielten sie vermutlich vom tiefroten, fleischigen Samendes Granatapfels. Der Granat ist ein komplexes Silikatmineral und kann in zweiGruppen unterteilt werden: Einerseits in Granate mit Kalzium im Kristallgitter undSeite 10


andererseits in Granate ohne Kalzium dafür mit Spuren von Eisen, Magnesium oderMangan.In der Spätantike und im Mittelalter waren insbesondere die roten Granate (Almandinund Pyrop) unter dem Begriff Karfunkelstein beliebte Schmucksteine bei weltlichen undreligiösen Würdenträgern. Ihnen wurden vielfach Heil- und Abwehrkräfte zugeschrieben.Granate sind weit verbreitet. Gefunden werden sie in Sedimentgestein, aber auch inmetamorphem und magmatischem Gestein. Sie können zum Teil eine beachtlicheGrösse aufweisen.Zirkon, im Schatten des DiamantenObwohl er in seinen optischen Eigenschaften dem Diamanten sehr nahe kommt, wirdZirkon selten als Edelstein verwendet. Wie viele andere Edelsteine auch, ist Zirkonschon seit der Antike bekannt. Sein Name leitet sich vom persischen Wort „zarqun“, für„goldfarben“ ab. Gefunden werden Zirkone weltweit. Grosse Vorkommen finden sich inSüdostasien und Australien. Trotz seiner grossen Härte ist Zirkon spröde und daherempfindlich auf Beschädigungen.Zirkon kommt in vielen verschiedenen Varianten vor. Farblos wird er als Matarabezeichnet, blau als Starlit. Beide Farbvarianten können künstlich durch eineErwärmung bräunlicher Steine auf rund 1’000° Celsius erreicht werden. Die gelben bisorangen Formen werden Hyacinth und die strohgelben Jargon genannt.Zirkon wurde in der Vergangenheit häufig als Diamant-Ersatz verwendet. Aufgrundseiner Härte wird er heute häufig als Schleifmittel eingesetzt. Zudem wird aus ihm dasseltene Metall Zirkonium gewonnen, welches besonders widerstandsfähig gegenKorrosion ist. Zirkonoxid wird für die Herstellung besonders feuerfester Einrichtungenverwendet.Zirkone können ein sehr hohes Alter aufweisen. So sind die ältesten bekanntenZirkonkristalle aus Australien rund 4,4 Milliarden Jahre alt, beinahe so alt wie die Erdeselber. Wie lässt sich dies feststellen? Häufig finden sich in Zirkonkristallen radioaktiveEinschlüsse. Mit ihrer Hilfe und äusserst empfindlichen Messinstrumenten lässt sich dasAlter des Kristalls ermitteln. Zirkonkristalle sind also Zeitkapseln aus der Frühzeit derErde und spielen in der Geologie eine wichtige Rolle.Seite 11


Einblicke in ausgewählte SammlungenSchmuckstücke aus der Mineraliensammlung der Bertold Suhner-StiftungBertold Suhner erwarb er 1983 die umfangreiche Mineraliensammlung des St.GallerKaufmanns Edmund Alther. Später kam, ebenfalls aus den Beständen von EdmundAlther, eine schöne Kollektion von Achaten dazu. 1987 fügte er diesen noch eineSammlung von Mineralien aus der weltbekannten Walliser Fundstelle Lengenbach imBinntal hinzu.Die Mineraliensammlung der Bertold-Suhner-Stiftung umfasst gegenwärtig rund 5'000Mineralstufen aus aller Welt. Besonders gut vertreten sind dabei Mineralien aus denbeiden griechischen Fundorten Kassandra und Laurion sowie aus dem kroatischenTrepca. Weiter sind hervorzuheben eine repräsentative Sammlung Schweizer Mineraliensowie eine hervorragende Quarz-Sammlung. Die Sammlung wird durch gezielte Ankäufelaufend ergänzt.Schmuckstücke aus der Mineraliensammlung des Naturmuseums St.GallenDie Mineraliensammlung des Naturmuseums St.Gallen umfasst gegenwärtig rund 4'000grössere und kleinere Objekte. Von den weltweit über 4'600 verschiedenen Arten vonMineralien, finden sich in rund 10% in der Mineraliensammlung des NaturmuseumsSt.Gallen.Im neuen Naturmuseum wird den Mineralien im Ausstellungsteil „Schätze aus demBoden“ ein eigener Bereich gewidmet. Darin wird neben den regionalen Mineralien unddenjenigen schweiz- und weltweiter Vorkommen auch die Edelstein-Sammlung von Dr.Bertold Suhner künftig ihren Platz finden.Rund die Hälfte der Mineralien in der Sammlung des Naturmuseums stammt aus denKantonen St.Gallen und beider Appenzell. Hier kommen mehr als zwanzig verschiedeneMineralien vor. Besonders häufig ist dabei der Calcit. Er weist einen überaus grossenFormenreichtum auf und kommt beispielsweise in der Kristallhöhle Kobelwald und imBergwerk Gonzen in rieisigen Lagern vor. Hervorgehoben werden können zudemaufgrund der Menge und Qualität der Fluorit sowie aufgrund der speziellen AusbildungQuarz (Bergkristall).Besonders zu erwähnen sind die sogenannten „Öhrli-Diamanten“, kleine Bergkristall-Doppelender mit hervorragender Transparenz und starkem Glanz, welche meist aus derRegion des Öhrli im Alpstein stammen.Auch Gold als elementares Mineral wird in der Ostschweiz an verschiedenen Stellengefunden. Mehrere Flüsse führen es in Form kleiner Flitter. Diese können mittelsspezieller Waschpfannen aus dem Kies gewonnen werden.Der Mineralogische Verein St.Gallen widmet sich seit über 40 Jahren der Faszinationvon Kristallen und Edelsteinen. Der dem Naturmuseum nahestehende Verein zähltgegenwärtig rund 230 Mitgliedern, welche sich regelmässig zu Vorträgen undExkursionen treffen. Näheres zum Verein findet sich auf dessen Website www.mvsg.infoSeite 12


Literaturtipps- Edelsteine & Kristalle - Schätze aus dem Inneren der Erde. R. Hochleitner, M. Kaliwoda. ReiheLesen-Staunen-Wissen. 2011. Gerstenberg, Hildesheim.Ein tolles Sachbilderbuch aus der empfehlenswerten Reihe für kleine und grössere Wissenschafter.- Edelsteine & Kristalle. R.F. Symes, R. R. Harding. Reihe Memo Wissen entdecken. 2012. DorlingKindersley, München.Eine gut bebilderte Übersicht über das Thema.Ideen und Anregungen rund um den AusstellungsbesuchEdelsteinmemory mit laminierten Fotokarten oder Steinen, die unter identischenKartonschachteln verborgen werden.Kristalle im Schulzimmer züchtenRezept zum Herstellen von SalzkristallenMaterial: 1 Trinkglas, ½ dl Wasser, Löffel, flacher Teller, KochsalzVorgehen: In einem Glas mit etwa ½ dl Wasser löst du soviel Salz wie möglich auf. DiesesSalzwasser giesst du in einen flachen Teller. Das Wasser lässt du an einem Ort, wo derTeller möglichst ruhig steht verdunsten.Alaunkristalle züchtenMaterial : 50g Alaun aus der Drogerie, 2 Trinkgläser, 2dl heisses Wasser, 1TL, 1Bleistift, 1 FadenVorgehen:Fülle 2dl heisses Wasser ins Trinkglas Gib 50g Alaun hinein und rühre, bis sich fast allesAlaun aufgelöst hat. Fülle die Flüssigkeit in das zweite Glas um. Pass auf, dass wirklichnur Flüssigkeit im zweiten Glas ist (und kein Bodensatz!)Binde einen Faden um den Bleistift und lege ihn über das Glas. Der Faden soll in dieLösung hängen.Nach einer Stunde sind bereits kleine Nadeln am Faden erkennbar. Es werden immermehr und sie werden grösser. Es bilden sich richtige Kristalle. Nach drei Tagen ist dasKristallwachstum abgeschlossen.Achtung: Wenn du nach kurzer Zeit alle Kristalle bis auf einen entfernst, wächst nureiner weiter und du erhälst einen grossen Kristall.Seite 13


Fragen in der Sonderausstellung (Beantworte Fragen 1-12 auf einem separatem Blatt)1. Was sind Edelsteine? Schreibe eine kurze Definition.2. Nenne 4 Kriterien die für die Beurteilung der Schönheit eines Edelsteines wichtig sind.3. Welches ist die härteste Substanz der Erde?4. Der weltweite Umsatz mit Edelsteinen beträgt jährlich mehrere Mrd. Dollar. Welche Edelsteine sindneben dem Diamanten geschätzte Handelsgüter?5. Damit Edelsteine in der Natur entstehen können braucht es viel Zeit. Wo entstehen Edelsteine?Nenne zwei Entstehungsorte.6. In welcher Tiefe herrscht die entsprechende Temperatur und Druck damit Diamanten entstehenkonnten?7. Graphit und auch Diamant bestehen beide aus reinem Kohlenstoff. Warum ist Graphit so weich undDiamant so hart?8. Nenne vier Anwendungen von Diamanten in der Industrie. Diese Diamenten können aus der Naturstammen oder künstlich hergestellt worden sein.9. Farbigkeit ist ein wichtiges Kriterium für den Wert eines Edelsteines. Warum ist der Regenbogen sofarbig?10. Es gibt farblose und ganz viele verschiedene farbige Edelsteine. Wie kommt es zu dieserFarbenvielfalt (physikalische Erklärung)?11. Korund ist ein Edelstein. In reiner Form ist er farblos und recht selten. Nenne zwei Varietäten vonKorund. Welche Farbe haben sie?12. Farbige Edelsteine entstehen durch Einlagerung von Spurenelementen, z.B. Metalle.Welche Elemente befinden sich im Saphir?13. Es gibt eine grosse Fülle an verschiedene Edelsteinen und Farben.Wähle einen Edelstein aus und informiere dich über die Farbe, die Verwendung und vielleicht gibt esja noch eine Besonderheit zu deinem Edelstein.Name:Farbe:Verwendung:Besonderheit:Seite 14


Edle Steine in der Dauerausstellung des Naturmuseums St. Gallen1. Wähle einen der vier grossen, frei liegenden Steine im hinteren Teil der Ausstellung.Mein Stein heisst:__________________________________________________________________Betrachte den Stein mit der Lupe. Du siehst, dass dein Stein aus vielen kleinen Teilchenzusammengesetzt sind. Kreuze die Aussage an, die für deinen Stein zutrifft.__ Alle Teile sind regelmässig. Es sind alles Mineralien gleicher Art.__ Die Teilchen haben unterschiedliche Formen, Farben und Grössen. Es sindverschiedene Mineralien enthalten.Zeichne einen vergrösserten Ausschnitt deines Steines.2. Mineralien können in Hohlräumen und Gesteinsblasen Kristalle bilden. Kristalle habengleichmässige Formen mit glatten Flächen und regelmässigen Kanten.Auch der grosse Amethyst in der Ausstellung ist ein Quarzkristall.Lege deinen Finger auf eine Kristallspitze. Wie viele Flächen zählst du unter einemFinger? Mach den Versuch noch mit zwei anderen Spitzen.Ich finde ________/___________/_______ Flächen unter einer Spitze.Der Amethyst ist ein Quarzkristall, in welchem das Element Eisen eingeschlossen ist.Eisen sorgt für die schöne violette Farbe. Aber der Amethyst ist nicht nur violett.Welche anderen Farben findest du? ______________________________Seite 15


Lösungen zu Fragen zur Sonderausstellung „Edle Steine“1. Was sind Edelsteine? Mineralien mit einer ganz bestimmten chemischen Zusammensetzung und einertypischen KristallformEs gibt keine allgemeingültige Definition für Edelsteine. Wichtige Eigenschaften eines Edelsteines sind sicherlichSchönheit, Dauerhaftigkeit und Seltenheit.2. Nenne 4 Kriterien die für die Beurteilung der Schönheit eines Edelsteines wichtig sind. Form, Farbe,Transparenz, Glanz3. Welches ist die härteste Substanz der Erde? Diamant4. Welche Edelsteine sind neben dem Diamanten geschätzte Handelsgüter? Rubin, Saphir, Smaragd, Turmalin,Aquamarin, Spinell5. Wo entstehen Edelsteine? Nenne zwei Entstehungsorte.1. In rund 3’000km Tiefe herrschen Temperaturen von 7'000 °C. Bei dieser Temperatur und demvorherrschenden Druck ist alles flüssig. Steigt nun Magma (Gesteinsschmelze) an die Oberfläche, kühltsie zunehmend ab und in ihr können Kristalle zu wachsen beginnen.2. Gesteinshohlräume, welche mit mineralreichem, heissem Wasser gefüllt sind. Kühlt sich dieses Wasserab, so entstehen Kristalle durch Ausfällung.6. In welcher Tiefe herrscht die entsprechende Temperatur und Druck damit Diamanten entstehen konnten? 150– 300 km Tiefe7. Warum ist Graphit so weich und Diamant so hart?Graphit: Kohlenstoffatome sind in einzelnen Schichten gelagert und nur durch schwache Kräfte miteinanderverbunden.Diamant: Starke Verbindung zwischen sämtlichen Kohlenstoffatomen (jedes Kohlenstoffatom geht mit vierweiteren Kohlenstoffatomen eine Verbindung ein).8. Nenne vier Anwendungen von Diamanten in der Industrie?Schleif- und Poliermittel, Plattenspielernadeln, Beschichtung von Bohr-, Schneid- und Schleifwerkzeug, Medizin:Diamantskalpell für Augenoperationen, Diamantbohrer Zahnarzt.9. Warum ist der Regenbogen so farbig? Fällt weisses Tageslicht durch die Tropfen eines Regenschauers, wirdes in seine einzelnen Farben aufgefächert und am Himmel erscheint ein vielfarbiger Regenbogen.10. Es gibt farblose und ganz viele verschiedene farbige Edelsteine. Wie kommt es zu dieser Farbenvielfalt(physikalische Erklärung)? Lässt ein Edelstein das Tageslicht komplett durch, erscheint er uns glasklar undtransparent (durchsichtig). Werden hingegen einzelne Teile des Tageslichts im Stein absorbiert, so kommt dieMischung der übrig gebliebenen Farben zum Tragen und wir sehen einen farbigen Stein.11. Nenne zwei Varietäten von Korund. Welche Farbe haben sie? Rubin: rot und Saphir: blau12. Welche Elemente befinden sich im Saphir? Eisen und Titan.13. Lösungen individuellLösungen zu Edle Steine in der Dauerausstellung des Naturmuseums St. Gallen1. Lösungen individuell2. meist 6 Flächen unter der SpitzeSeite 16

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