Geburt eines Kristalls oder Laune der Natur

[Collector]

(heute ist collector`s große Fragestunde, in der Hoffnung, daß nicht alle im Urlaub sind)

Im Lexikon ist unter "Geologische Begriffe/Reticulit " eine detaillierte Beschreibung eines Gesteinsglases mit deutlichem Bild; ein weiteres (schlechtes) Bild ist hier angehängt.

Glas ist ja amorph und hat, soweit nachvollziehbar, keine kristalline Struktur.

Jedoch - dieses Gesteinsglas "Reticulit" bildet sehr ausgeprägte zusammenhängende Netze aus allerfeinstem Glas, welche aus unzähligen Hohlkörpern mit sehr deutlicher Gestalt bestehen. Diese Hohlkörper erinnern an Atom- resp. Kristallmodelle, und sehen aus wie Pyritoeder- (Pentagondodekaeder {210}, bzw. Deltoidikositetraeder ({211} - auf jeden Fall deutlich erkennbare geometrische Gebilde, die miteinander identisch sind ( d.h., alle die gleiche geometrische Form aufweisen)

Fragen:

1. Liegt hier ein Fall einer Kristall-Geburt vor ?
2. Kann Glas überhaupt in eine kristalline Form übergehen ?
3. Kann man solche geometrischen Glas-Hohlkörper überhaupt als Kristalle bezeichnen ?
4. Wie bilden sich diese Glas-Hohlkörper mit geometrischer Gestalt ?

Diese vulkanischen Reticulite sind allesamt schaumig-netzartige- glasige Gebilde, die wohl " ad hoc " bei Eruptionen aus Gasen enstehen, dann allerdings findet keine weitere chemisch-physikalische Veränderung mehr statt.

Ich wäre sehr dankbar, wenn jemand von diesen Gebilden ein paar Mikro-Fotos machen könnte, da mir hierzu die Möglichkeit fehlt.

Danke für alle Hinweise und Erklärungen - ich hab bisher dazu nichts gefunden.

gruß
collector

[Methakos]

1: Nein, es handelt sich um ein "Gestein". Bims besteht ja z.B. auch aus viel Luft und bisl was herum.

2.  Ja kann es. Glas kann mit der Zeit seine amorphe Struktur verlieren und auskristalliesieren. Das dauert aber sehr lange.

3. mMn nein. Es ist kein Kristall, sondern ein extrem aufgeblasenes Gestein. Wenn man die Gitter genauer untersucht wird man feststellen, dass sie keine Kristallstruktur aufweist.

4. Extrem schnell entgasung und aufblaehung von sehr gasreicher und fluessiger Lava.

Hier steht eigentlich alles dazu: http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Reticulit
Man kann diese Netze auch mit Seifenschaum vergleichen. Dieser hat auch keine Kristallstruktur und bildeten ebenso solche Netze. Das ganze beruht auf ein paar physikalischen Umgebungsbedingungen. So ist. z.B. die Kugelform die energetisch guenstigste. Dem entsprechend wird sich ein einermassen regelmaessiges Netz bilden.

[Collector]

Hallo Methakos

danke für die ausführliche Antwort, welche jedoch noch immer nicht meine grundsätzlichen Fragen klärt.
(vielleicht habe ich auch nur falsch gefragt)

Alles, was Du beschreibst, ist mir recht bekannt ( ich habe selbst im Lexikon Kommentare zu Reticulit, Entglasung etc. geschrieben und habe selbst intensiv Reticulit-Proben in den verschiedenen Kilauea-Kratern gesammelt).

Da ich mich recht intensiv mit der Thematik " Kristallisation von Magmen" und "Oberflächenspannung-Anisotropie" beschäftige, kenne ich natürlich auch einen recht großen Teil der einschlägigen Literatur. Dabei habe ich aber den Eindruck ( wie nicht selten bei wissenschaftlichen Diskussionen), daß hier seit Jahren immer wieder einer vom anderen abschreibt und sich letztlich keiner Gedanken macht, ob es wohl auch andersartige Erklärungen, neue Erkenntnisse oder zumindest neue Hypothesen gibt. ( die Texte zu Reticulit habe sich seit Dana`s Definition / Thread-lace scoria / 1906 / nicht wesentlich geändert und werden fast wörtlich wiedergekäut ).

In keiner der mir zugängliche Literaturquellen zu Reticulit (international) wird auf die Kristallbildung ( besonders die Bildung von gleichwinkligen Dendriten ) bei langsamer Abkühlung von geschmolzenem Material eingegangen.  Fragmentationsprozesse, Bildung polygonaler Strukturen, Herkunft regulärer säuliger Strukturen polygonaler Sektionen in vulkanischen Lavaströmen,  Dendritenwachstum in radialen Hele-Shaw Zellen, Anisotropie, Komplexe Flüsigkeiten ( Flüssigkristalle, Polymer-Lösungen, Schmelzen, Schäume etc.), Nanostrukturen, Dendritenwachstum in Systemen mit nicht-linearem Transport, Embryokristalle,  etc etc etc - all das scheint den lieben Reticulit-Verfassern nicht bekannt zu sein.)

Ich bin - bewußt wahrscheinlich konträr zu all den historischen Darstellungen ( auf die Du auch zurückgreifst ) der Auffassung, daß gerade das Gesteinsglas Reticulit ein anschauliches Beispiel für die Entstehung einer kristallinen Struktur darstellt . Aus diesem Grund habe ich in diesem Forum meine - vereinfacht dargestellten - Fragen gestellt, um evtl einen Wissensaustausch vorzunehmen oder einfach mehr zu diesem " Wie ensteht ein Kristall " Thema zu lernen.

Im übrigen zu Deinem Punkt 3)  Worauf gründet sich Deine Aussage, daß, wenn man die Gitter genauer  untersucht, wird man feststellen, daß .... Kennst  Du eine Quelle zur Gitter-Untersuchung von Reticulit ??

Zuguterletzt:

Was mich erstaunt,  ist, daß manche Autoren Bezug auf Dünnschliffe von Reticulit nehmen. Ich weiß, daß manche Reticulite in Form feinstnetziger hauchdünner Platten gefunden wurden (wa wohl die Ausnahme bildet);  kaum vorstellen kann ich mir aber, daß man von den nicht mehr als 1/50 mm feinen Fäden der Polygone in Ihrem äußerst feinsten Gespinst Dünnschliffe herstellen kann. Darüber würde ich gerne mehr wissen und ggf. die Technik lernen wollen.

gruß
collector

P.S. : Auf der Grenze liegen immer die seltsamsten Geschöpfe  ( G. Chr. Lichtenberg)

[Methakos]

Hmm...ich glaub ich habe dich zu erst echt leicht falsch verstanden. Nundenn. Um vorwegzunehmen, ich bin immer noch mitten im Geologiestudium und weiss mit sicherheit nicht alles. kann halt nur mit dem arbeiten, was man mir bisher versucht hat beizubringen.

Mit Reticulit habe ich mich noch nie beschaeftigt, daher ist mir auch keine der Literatur dazu gelaeufig. Aber hin und wieder kann es ja auch ein Vorteil sein etwas Fachfremd zu sein.

Ich werde einfach mal meinen gesunden Menschenverstand draufloslassen gespickt mit etwas Geowissen.

Wie schon gesagt halte ich die Bildung von diesen 3dimensionalen Gitterstrukturen fuer einen einfachen physikalischen Prozess aehnlich zum Seifenschaum. Wir haben eine im weiteren Sinne Fluessigkeit in der Gas unter Druck eingeschlossen ist. Nun gibt es eine Druckentlastung und dieses Gas dehnt sich daher aus waehrend unserere Lava erstarrt. Sozusagen ein Wettrennen zwischen zerreisen durch ausdehnen und erhalten durch erstarren. Dehnen sich Gase aus tun sie das normalerweise in alle Richtungen gleichzeitig, es sei denn sie werden aus irgendeinem Grund daran gehindert. Die erstarrende Lava ist nun unserere Seifenlauge im Seifenschaum. Die einzelnen "Blasen" haben die Bestrebung zusammenzubleiben. Wie schon gesagt sind Kugeln die meines Wissens energetisch guesntigsten Objekte und bilden sich daher sozusagen ganz von selbst. In Schwerelosigkeit kann man sehr schoen sehen, wie alle Fluessigkeiten von ganz alleine immer Kugeln ausbilden wegen ihrer internen Anziehungskraefte. Irgendwann ist die Lava glasartig erstarrt und unser Schaum wird in der Zeit "eingefroren". Da das alles sehr schnell geschehen muss, kann sich eigentlich das Material(die seigenlauge, die die seifenblasen bildet) nur alas Glas bilden. Daher auch meine zugegebenermassen Annahme, dass man bei einer Untersuchung des Materials feststellen sollte, dass alles amoph ist. Mit Sicherheit haengt das alles von der Viskositaet, der Geschwindigkeit der Erstarrung und Druckentlastung, Anteil an Fluiden, Temperatur und chemischer Zusammensetzung ab. Leider ist das aber auch alles wa sich dir sagen kann.

Von solchen Duennschliffen haben ich noch nie gehoert. Sorry.

[Collector]

Hi Mathias

danke auch für Deine 2. Antwort.

Ich gebe Dir vollkommen Recht - man kann einfach nicht alles wissen; daher habe ich versucht, meinen Fragenkomplex in dieses Forum zu bringen, in der Hoffnung, vielleicht auf jemand zu treffen, der sich mit der Materie auskennt.

Mein Hauptproblem ist halt, daß ich, wo immer ich auch recherchiere, immer wieder auf die gleichen Aussagen treffe. Vielleicht mach ich auch was falsch, da ich mich bisher immer an die Geologie und Mineralogie gehalten habe und da hats wohl in den letzten Jahren nicht so viel Interesse an meinem Thema gegeben.

Mir ist mittlerweile bewußt, das man das alles eigentlich interdisziplinär betrachten sollte; hier werde ich wohl eher bei den Physikern fündig werden. (Schwerpunkt: Flüssigkristalle).

Ich möchte das Thema auch nicht in diesem Forum weiter vertiefen . Hatte schon vor Monaten mal eine ähnliche Diskussion zur Bildung von Dendriten aus Magmen begonnen, da kam garkeine Antwort.

Deine Erklärungen gepaart aus gesundem Menschenverstand und Geowissen sind alle sehr einleuchtend, wenngleich sie mich nicht überzeugen. Ist auch sehr schwierig, gemeinsam über etwas zu diskutieren, zumal Du Dich noch nie mit Reticulit beschäftigt hast ( hast Du schon mal solches Material gesehen oder in der Hand gehabt ? ).

Bitte, fass das nicht als abwertend auf.  Ich selbst bin weder Geologe noch Physiker und gebrauche auch nur meinen Menschenverstand. Und es läßt sich nicht ableugnen, wenn man eine Retikulit-"struktur" betrachtet, daß da weder Kugeln vorliegen, noch amorphe Aggregate. Die einzelnen Gerüstfäden (Stäbchen) sind geometrisch dreikantig, es gibt ausgeprägte, sich wiederholende Winkel innerhalb des Gerüstes, die Formen sind einwandfrei geometrisch und wiederholen sich.

Selbstverständlich akzeptiere ich, daß es unterschiedliche Bildungsvoraussetzungen ( wie von Dir beschrieben) gibt. Es ist aber auch Tatsache, daß Magmen in der Erstarrungsphase in allerkürzester Zeit embryonale Kristalle bilden können.

Hier liegt mein Ansatzpunkt und hier bin ich bisher kaum weitergekommen.

Dünnschliffe:

Hab ich auch aus dem Lexikon-Artikel, den Du zitiert hast (siehe unter Dichte). Ich bin sicher, daß sich der Verfasser des Artikels kaum Gedanken gemacht hat, wie man solche Dünnschliffe herstellt und auch nur irgendwo abgeschrieben hat. Mit den von mir gesammelten Reticuliten dürfte man wohl kaum Dünnschliffe herstellen können, das wäre, als würde man versuchen wollen, Watte zu schleifen.

Um die Strukturen zu untersuchen, braucht man auch keine Dünnschliffe. Die geometrischen Formen sind makroskopisch sehr deutlich sichtbar, Insofern bin ich etwas verwirrt mit Dünnschliffen solch fragiler Materialien.

Ich schlage vor, daß wir das Thema sein lassen sollten; ich werde versuchen, anderweitig Erleuchtung zu bekommen. Dessenungeachtet nochmal Dank für Deine Hinweise.

besten gruß
collector

[Krizu]

Was mich erstaunt,  ist, daß manche Autoren Bezug auf Dünnschliffe von Reticulit nehmen. Ich weiß, daß manche Reticulite in Form feinstnetziger hauchdünner Platten gefunden wurden (wa wohl die Ausnahme bildet);  kaum vorstellen kann ich mir aber, daß man von den nicht mehr als 1/50 mm feinen Fäden der Polygone in Ihrem äußerst feinsten Gespinst Dünnschliffe herstellen kann. Darüber würde ich gerne mehr wissen und ggf. die Technik lernen wollen.

Hallo,

solche Techniken sind meist in Verbindung mit Transmissionselektronenmikroskopen zu finden. Da gibt es verschiedene Techniken, u.a. Ätzverfahren oder Ionentrennen. Ich hoffe, ich finde den Link noch  

Ich habe mal einen Bereicht gelesen, wo aus einem ein 0,2µm Rutilkorn eine Scheibe geschnitten wurde  . Da wird in einer Art Rasterelektronenmikroskop mittels eines Ionenstrahls eine Lamelle geschnitten. Stichworte sind da: FIB (Fokused Ion Beam, Fa. Zeiss) oder Crossbeam oder Dualbeam.

hth

Frank

[giantcrystal]

Hallo aus Franken


Vielleicht ist folgendes von Interesse :

In jedem Schaum gibt es die Tendenz der Bläschen, einen möglichst minimalen Raum einzunehmen - das hängt mit Oberflächenspannungen, Grenzwinkeln etc zusammen, Näheres wird ein Physiker erklären können. Die optimale Form wäre dabei eine Kugel. Da sich die aber in einem homogenem Schaum wegen der Nachbarkugeln nicht realisieren lässt (Was sollte in den Zwickeln sein ?) bilden sich andere Flächen aus, die in einen möglichst geringen Innenraum resultieren. Dabei kommt es stets zu bemerkenswert geometrischen Formen, in den sich Flächenform und Winkel stark angleichen - ohne das dieses eine Kristallbildung wäre !

Das alles hört sich ein wenig abstrakt an, wird aber sofort verständlich, wenn man mal mit Seifenblasen spielt und versucht, mehrere Seifenblasen aneinander zu "kleben". Schon bei wenigen Blasen bilden sich die entsprechenden regulären geometrischen Formen und Minimalräume aus.

Viel Spaß mit den Seifenblasen wünscht

Thomas

[Iridium]

Hi,

Ich kann nur sagen, was es nicht alles gibt! Auf jeden Fall ein sehr interessantes Mineral. Ich kenne ein Buch "The self-made tapestry - Pattern formation in nature" (Philip Ball, Oxford University Press), in dem etwas ausführlicher auf die Strukturbildung bei Schäumen eingegangen wird. Letztendlich entsteht das komplexe Muster wohl durch die Optimierung verschiedener Prozesse. Einerseits gibt es für einzelne Schaumblasen geometrische Anordnungen, die energetisch besonders günstig sind. Diese lassen sich aber nicht unbedingt in drei Dimensionen fortsetzen und außerdem "versucht" jeder Schaum seine Gesamtoberfläche zu minimieren. Irgendwo landet man dann bei einem Kompromiss und recht kompliziert aussehenden Strukturen. Immerhin ist das Thema bei Mathematikern und Physikern immer noch sehr aktuell. Als Chemiker erinnert mich das ganze an die Strukturen von Gashydraten bzw. Clathraten, wo ähnliche Strukturen auf atomarer Ebene gebildet werden und nebenbei auch auf Kristallgittern ausgeordnet vorliegen. Das wird bei diesen Schäumen wohl eher nicht der Fall sein, da die zugrundeliegenden Kräfte nicht vergleichbar und der gesamte Entstehungsprozeß ein anderer ist. Für Abbildungen der Strukturen einfach nach dem Begriff "Clathrat" googeln, es gibt da sonst zu viele Links, die man hier reinsetzen könnte.

Ciao