„Unnatürliche“ Kristalle in Meteorit: Quasikristalle entstanden womöglich durch kosmischen Zusammenstoß

Unmöglich – so lautete lange Zeit das Urteil von Materialforschern zu Quasikristallen. Damit werden Kristalle bezeichnet, in denen die Atome zwar regelmäßig angeordnet sind, aber keine symmetrischen Formen wie Quadrate oder Sechsecke bilden. Doch genau solche Formen werden benötigt, um lückenlos eine Fläche zu schließen. Allein mit Fünf- oder Siebenecken gelingt das nicht. Daher könne es auch keine Quasikristalle geben, lautete der Schluss. Es war ein Trugschluss, wie Daniel Shechtman bewies als er 1982 erstmals an künstlich hergestellten Verbindungen solche „verbotenen“ Kristalle entdeckte (für seine Schlussfolgerung wurde er erst gefeuert und später mit dem Nobelpreis geehrt).

Erst 2009 wurden erstmals natürliche Quasikristalle entdeckt, in Mineralproben aus Russland, die in einer Sammlung in Florenz lagerten. Wie sich später herausstellte, stammten sie nicht von einem gewöhnlichen irdischem Gestein, sondern von einem Meteoriten (die spannende Geschichte, wie Geoforscher den Fundort in Sibirien wiederfanden, lesen Sie hier). Offenbar waren die Quasikristalle im Kathyrka-Meteoriten unter extremen Druck- und Temperaturbedingungen entstanden.

Proben beschossen, um Hochdruck zu erzeugen

Um die Herkunft genauer aufzuklären, haben Forscher um Paul Asimow vom California Institute of Technology ein Experiment gestartet. Im Fachmagazin „PNAS“ berichten sie, wie sie Proben aus Olivin-Mineralen, Kupfer, Aluminium, Eisen und Nickel übereinander gestapelt und diese mittels einer Treibladung beschossen haben. Dabei hätten sich mehrere Körnchen gebildet, die wenige Tausendstel Millimeter groß waren und quasikristalline Eigenschaften zeigten, berichten die Wissenschaftler.

Zwar sei die chemische Zusammensetzung der neu gebildeten Körnchen etwas anders als die der natürlichen Vorkommen. Nach Ansicht der Autoren stützt der Versuch aber die Hypothese, wonach die Quasikristalle im Meteorit beim Zusammenstoß zweier außerirdischer Körper im jungen Sonnensystem entstanden sind, die jeweils mit großer Geschwindigkeit flogen. Den Berechnungen der Forscher zufolge wurden beim Crash Temperaturen von über 1200 Grad Celsius und ein Druck von mehr als 5 Gigapascal erreicht.

Eine schlüssige Erklärung, wie Quasikristalle auf der Erde entstehen könnten, gibt es bisher nicht.