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Überirdisches Silizium

Als Quarz gehört Siliziumdioxid zu den häufigsten Verbindungen auf der Erde. Doch das Material kann auch anders: Unter dem enormen Druck von 268 Gigapascal bildet es Kristalle, die auf der Erde sonst nirgends vorkommen. Japanische Forscher vermuten nun, dass diese Strukturen, die dem Mineral Pyrit ähneln, auf anderen Planeten unseres Sonnensystems vorherrschen. Ihre Erkenntnisse veröffentlichen sie nun im Fachblatt Science (Vol. 309, S. 923).

„Der Druck, der für den Pyrit-Typ von Siliziumdioxid nötig ist, ist größer als überall im Erdmantel“, erklären Yasuhiro Kuwayama und seine Kollegen vom Institut für Technologie in Tokio. Doch was die Geologie unseres Planeten nicht schafft, kann auf pfiffige Weise im Labor nachgestellt werden: Eingeklemmt zwischen den extrem harten Spitzen einer Diamantpresszelle übten die Kristallforscher buchstäblich überirdischen Druck auf eine Siliziumdioxid-Probe aus. Zusätzlich mit Lasern auf Temperaturen von bis zu 1500 Grad Celsius aufgeheizt wandelt sich das Material schlagartig und geht von der bekannten trigonalen Kristallstruktur in eine kubische Form über. Diese wird auch nach einem Mineral aus Eisen und Schwefel, dem Pyrit, benannt. Für die Analyse der Kristallformen nutzen die Wissenschaftler die Beugung von Röntgenstrahlen.

So akademisch diese Erkenntnisse scheinen mögen, haben sie doch eine Bedeutung für die Erforschung des Aufbaus anderer Planeten. Denn auch auf Uranus oder Neptun vermuten Planetenforscher wesentlichen Siliziumdioxid-Anteile. Bei Drücken von bis zu 800 Gigapascal könnte hier die Pyrit-Form eine bedeutende Rolle spielen. Selbst auf Planeten außerhalb unseres Sonnensystems vermuten Astronomen, dass dort Sauerstoff in dieser bisher unbekannten, gebundenen Form mit Silizium auftreten könnte.

Jan Oliver Löfken
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