Edelsteine

Ob grüner Smaragd, blauer Saphir oder roter Rubin: Edelsteine kennen wir als funkelnde und besonders wertvolle Schmuckstücke. Dabei sind Edelsteine schlicht und einfach Minerale. Allerdings müssen sie drei Voraussetzungen erfüllen, damit sie als Edelsteine gelten: Sie müssen besonders selten, durchsichtig und gleichzeitig sehr hart sein.

Erst durch den Schliff beginnen Edelsteine richtig zu funkeln
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Edelsteine entstehen tief im Erdinneren unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen. Der härteste unter ihnen und gleichzeitig das härteste bekannte Mineral ist der Diamant. Er bildet sich in etwa 150 Kilometer Tiefe bei Temperaturen über 1200 Grad Celsius aus einem einzigen Element: dem Kohlenstoff. Dabei entwickeln sich Kristalle aus meistens acht gleichseitigen Dreiecken, genannt Oktaeder. Auch andere Formen wie Würfel sind möglich. An die Erdoberfläche gerät der Diamant, indem er zusammen mit aufsteigendem Magma nach oben geschleudert wird. Der größte Diamant, der jemals gefunden wurde, ist der so genannte „Cullinan“. Er wurde im Jahr 1905 in einer Südafrikanischen Mine entdeckt und war im Rohzustand genau 3106,75 Karat schwer. Das entspricht einem Gewicht von 621,35 Gramm.

Ein Brillant ist ein Diamant mit einem bestimmten Schliff
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Ob Diamant, Amethyst, Smaragd oder Topas – alle Edelsteine unterscheiden sich voneinander durch Aufbau, Zusammensetzung und Farbe. Besonders schön und glänzend werden sie alle erst durch den Schliff. Er lässt die Farben der Edelsteine durch eine bestimmte Lichtbrechung richtig leuchten.

Schmucksteine
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Neben den Edelsteinen finden sich in der Erdkruste noch andere Schmucksteine wie der blaue Lapislazuli oder der grüne Malachit. Diese sind zwar ebenfalls sehr begehrt und schön, sie sind jedoch nicht durchsichtig und kommen zu häufig vor, um als Edelsteine zu gelten.

Malachit
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Größter Diamant aller Zeiten gefunden!

In einer Mine Südafrikas wurde am Donnerstag ein Rohdiamant gefunden, der größer ist als alle bisher bekannten Diamanten der Erde. Ganze 3106 Karat bringt dieser Rekord-Edelstein auf die Waage. Entdeckt wurde er von Frederick Wells, dem Inspektor der Mine.

Es geschah am späten Nachmittag während einer Routineinspektion in der Premier Mine bei Pretoria. Auf seinem Rundgang durch die Mine sah Frederick Wells etwas über ihm aufleuchten. Wells wurde neugierig und sah genauer hin. Konnte das schillernde Ding wirklich ein riesiger Diamant sein? Er schaffte es, den Stein aus der Wand zu lösen, und war sich noch immer nicht sicher, ob es nicht ein Stück Glas war, das ihn zum Narren hielt. Untersuchungen konnten jedoch beweisen, dass er es wirklich mit einem Diamanten zu tun hatte. Noch dazu mit dem größten, der jemals auf der Erde entdeckt wurde. Der wertvolle Brocken besitzt genau 3106,75 Karat. Das entspricht einem Gewicht von 621,35 Gramm oder etwas mehr als 6 Tafeln Schokolade.

Für seine sensationelle Entdeckung soll Frederick Wells jetzt einen „Finderlohn“ von 10.000 Dollar erhalten. Namensgeber für den größten Diamant aller Zeiten wird Minen-Besitzer Sir Thomas Cullinan: Schon jetzt ist überall vom berühmten „Cullinan-Diamanten“ die Rede.

Die Cullinan-Diamantmine
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Nachbildung des Cullinan Diamant
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Der Hope-Diamant
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Der „Unvergängliche“

Sein Funkeln brachte schon so manchen um den Verstand – oder zumindest um ein Vermögen. Kein Wunder, denn der Diamant ist der wertvollste aller Edelsteine. Und nicht nur das: Er ist das härteste bekannte Mineral. Darum heißt der schillernde Hochkaräter auch „der Unvergängliche“. Sagen und Legenden ranken sich um dieses seltene Juwel. So soll auf berühmten Diamanten wie dem „Hope“ oder dem „Florentiner“ sogar ein Fluch lasten, der ihren Eigentümern Unglück und Tod bringt. Anderen dagegen gilt der Diamant als Symbol für ewige Liebe, Reichtum und Macht.

Metamorphe Gesteine

Es geschieht im Inneren der Erde: Starker Druck und hohe Temperaturen sorgen dafür, dass die Bestandteile des Gesteins, die Minerale, miteinander reagieren und sich verwandeln. Auf diese Weise bildet sich neues Gestein. Weil das griechische Wort für Verwandlung „Metamorphose“ lautet, sprechen Geologen auch von metamorphen Gesteinen.

Abbau von Marmor in der Toskana
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Ein entsprechend hoher Druck kommt zustande, wenn zwei Erdplatten aufeinander prallen und eine Platte unter die andere taucht. Das Gestein wird dann, wie in einer gewaltigen Presse, zusammengequetscht. Häufiges Ergebnis einer solchen Gesteinsmetamorphose ist der Blauschiefer. Sein Ausgangsgestein ist Basalt oder ein Gestein mit ähnlicher Zusammensetzung wie Basalt.

Quarzit ist härter als der Sandstein, aus dem er gebildet wurde
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Auch große Hitze hat zur Folge, dass Gestein sich verwandelt. So wird es etwa in der Nähe eines Magmaherdes wie in einem Ofen gebacken. Marmor zum Beispiel ist nichts anderes als Kalkstein, der im Erdinneren sehr stark erhitzt wurde; bei diesem Prozess bilden sich neue Minerale, das Gestein wird härter. Auch Sandstein verwandelt sich bei hohen Temperaturen, denn seine Quarzkörnchen verkleben dann miteinander: Aus dem ursprünglichen Sedimentgestein wird der härtere Quarzit.

Fußböden sind oft aus hartem Marmor
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Im Unterschied zum völligen Aufschmelzen durch Vulkanismus bleibt das Gestein bei der Metamorphose fest. Steigt allerdings die Temperatur weiter an, wird das Gestein irgendwann zu flüssigem Magma. Kühlt diese Masse ab, wird daraus wiederum magmatisches Gestein. Der Kreislauf des Gesteins ist in vollem Gange.

Hitze und Druck im Erdinneren wandeln das Gestein immer wieder um
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Kreislauf der Gesteine

Kein Gestein der Erde ist für die Ewigkeit gemacht. Es verwittert an der Oberfläche, wird abtransportiert und erneut abgelagert. Beim Zusammenstoß zweier Platten werden Sedimentschichten zusammengestaucht und zu Hochgebirgen aufgefaltet. Das Gestein abtauchender Platten schmilzt im Erdinneren und bildet die Quelle von Vulkanen. Lava, die ein Vulkankrater ausspuckt, kühlt wiederum ab und erstarrt wieder zu Gestein.

Gestein wird immer wieder umgewandelt
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Es ist ein ewiger Kreislauf, der dafür sorgt, dass selbst das härteste Gestein sich immer wieder verwandelt und neues daraus entsteht. Die Verwandlung geschieht natürlich nicht von heute auf morgen, sondern über Jahrmillionen. „Mitspieler“ dieses Kreislaufs sind drei Gruppen von Gestein, die jeweils unter anderen Bedingungen entstehen:

Heißes Magma kühlt ab zu magmatischem Gestein
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Wenn Magma abkühlt, erstarrt die heiße Masse zu magmatischem Gestein. Das kann sowohl an der Erdoberfläche als auch im Inneren der Erde geschehen. Wo sich dagegen Schichten von abgetragenem Gesteinsschutt anhäufen, werden die Sedimente unter der Last des eigenen Gewichts zusammengepresst. Durch diesen Druck verfestigen sie sich zu Sedimentgestein. Hoher Druck und große Hitze im Erdinneren wiederum sorgen dafür, dass sich Gestein verwandelt und ein anderes entsteht. Dann sprechen Geologen von Umwandlungs- oder von metamorphem Gestein.

Sedimentschichten werden erneut abgetragen
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Diese drei Gesteinstypen sind eng miteinander verbunden: Jeder Typ kann sich in jeden anderen verwandeln. Dieser Gesteinskreislauf wird immer weitergehen, so lange es die Erde gibt.

Marmor entsteht durch Erhitzen von Kalkstein im Erdinneren
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Aus dem Inneren der Erde: Erze und gediegene Metalle

Kupfer war das erste Metall, das der Mensch in der Erdkruste entdeckte. Es konnte zu einfachen Werkzeugen oder Waffen geformt werden und war so wichtig, dass eine ganze Epoche nach ihm benannt wurde: die Kupferzeit. Die Werkzeuge wurden besser, als der Mensch das Kupfer mit Zinn mischte und so die Bronze erfand. Und als er lernte, Eisen zu verhütten, setzte endgültig der Siegeszug der Metallwerkzeuge ein.

Braukessel aus Kupfer
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Kupfererz
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Anders als der Erdkern besteht die Erdkruste zum größten Teil aus Nichtmetallen. Dennoch finden sich in ihrem Gestein Metalle wie Eisen, Aluminium, Mangan oder Kalium. Wie häufig sie vorkommen, können Experten (Geochemiker) genau ermitteln. So haben sie herausgefunden, dass rund sieben Prozent der Erdkruste aus Eisen bestehen.

Abbau von Eisenerz
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Wie die meisten Metalle tritt Eisen als chemische Verbindung mit anderen Elementen auf, als sogenanntes Erz. Um Eisen aus dem Erzgestein zu gewinnen, wird das Erzgestein gemahlen, mit Kohle gemischt und erhitzt. Dann läuft eine chemische Reaktion ab, die dem Erz die anderen Elemente entzieht, so dass das reine, elementare Eisen übrig bleibt.

Einige Metalle verbinden sich dagegen kaum mit anderen Elementen. Sie verwittern daher nicht und kommen in der Erdkruste in reiner Form vor. Zu diesen „gediegenen Metallen“ gehören Gold, Silber oder Platin. Platin und Gold sind außerdem äußerst selten: Gold ist durchschnittlich nur mit 0,001 Gramm in einer Tonne Gestein enthalten. Als Lagerstätte wird ein Ort aber erst dann bezeichnet, wenn die Tausendfache Menge an Gold enthalten ist – also bei einem Gramm Gold pro Tonne Gestein.

Massive gegossene Goldbarren
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Häufiger als Gold oder Platin sind die „Metalle der Seltenen Erden“. Was merkwürdig klingt, hat eine einfache Begründung: Diese Metalle gelten als selten, weil sie keine eigenen Lagerstätten bilden, also nicht konzentriert sondern nur verstreut vorkommen. Die Rede ist deshalb auch von Gewürzmetallen. Ihre Bedeutung hat in den vergangenen Jahren stark zugenommen, weil sie zur Herstellung von elektronischen Geräten wie Handys oder Computern benötigt werden.

Eisen oder Stahl rosten in Verbindung mit Sauerstoff und Wasser
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