Das Dolomitproblem: Wie das große Rätsel gelöst wurde

0:00Karl Urban Franzi, was findest du, was das Tollste an den Bergen ist?

0:03Franziska Konitzer Das Tollste an den Bergen ist, dass sie da sind. Hallo bei Astrogeo, dem Podcast der Weltraumreporter. Ich bin Franzi Konitzer.

0:28Karl Urban Und ich bin Karl Urban.

0:30Franziska Konitzer Und wir sind zwei Wissenschaftsjournalisten. Karl ist Geologe, der in seinem Leben definitiv schon zu viele Steine von A nach B geschleppt hat und ich bin Astrophysikerin, die immer wieder bemerkt, dass nicht nur im Weltraum der Weg von A nach B selten geradlinig ist. Auch in dieser Folge erzählen wir uns gegenseitig eine Geschichte, die uns entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert haben oder die wir in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben.

0:55Karl Urban Genau, Franzi. Und weißt du noch, welche Geschichte ich dir beim letzten Mal erzählt habe?

1:00Franziska Konitzer Ja, du hast mir die Geschichte des Erdmagnetfelds erzählt, beziehungsweise seiner Erforschung von 2500 Jahren vom ersten Kompass bis zu dem Moment oder der Zeit, wo man das Erdmagnetfeld einigermaßen verstanden hat und der zweite Zeitpunkt tatsächlich erst erschreckend kurz her ist.

1:21Karl Urban Genau, ich habe ausnahmsweise mal keine Reise durch die Erdgeschichte gemacht, sondern durch die Geschichte.

1:28Franziska Konitzer Also am schönsten fand ich immer noch die Magnetberge.

1:31Karl Urban Ja, obwohl die ja nur fiktional sind, aber schön.

1:33Franziska Konitzer Ja, aber ich möchte irgendwann mal eine Landkarte haben mit dem Magnetfeld, mit dem Magnetberg ganz oben drauf. So, genau. Aber darum geht es dann wahrscheinlich heute nicht, um den Magnetberg. Wobei, du hast mich am Anfang der Folge zu Magnetbergen gefragt. gefragt. Aber wir sind bei Ausgabe 82.

1:53Karl Urban Auch hier ein kleiner Fehlerteufel. Es ist schon Ausgabe 83.

1:58Franziska Konitzer Und damit bist du dran, mir eine Geschichte zu erzählen.

2:01Karl Urban Ja, Franzi, bevor ich zu den Bergen komme, da komme ich auf jeden Fall hin, erzähle ich dir, mit wem ich meine Geschichte anfange. Nämlich mit einem Menschen und der Name dieses Menschen lautet Diodonais Sylvain Guy-Tranquette de Gvalais de Dolomieu. Hast du schon mal von diesen Menschen gehört?

2:22Franziska Konitzer Äh, nee. Hat er irgendwas mit den Dolomiten zu tun?

2:26Karl Urban Du triffst das Schwarze.

2:28Franziska Konitzer Also das rate ich vom Nachnamen.

2:31Karl Urban Sehr gut, genau.

2:32Franziska Konitzer Und für dich wünsche ich mir, dass du den Namen dieses Menschen für den Rest der Folge nicht noch 20 Mal aussprechen musst.

2:36Karl Urban Also Dianonese, G. Tranquette, Gvalé de Dolomieu wird 1750 geboren. Ich werde schon besser, ne? Und wie der Name schon sagt, in eine französische Adelsfamilie. Er ist allerdings Naturforscher, lebt ein relativ schillerndes Leben, wird als solcher von den Wirren der französischen Revolution getroffen, später aber unter Napoleon zum Mineningenieur ernannt und später nach einem Feldzug zeitweise gefangen genommen.

3:03Karl Urban Und er ist nach einem Jahr von Napoleon im Rahmen eines Gefangenenaustauschs wieder freigepresst sozusagen oder Napoleon bewirkt, dass er rauskommt, genau. Und in dieser Zeit soll er ein Lehrbuch, also in dieser Zeit im Gefängnis soll er ein Lehrbuch geschrieben haben, nämlich die mineralogische Philosophie.

3:23Karl Urban Ich habe da nicht reingeguckt, klingt interessant, aber ja, keine Ahnung, worum es da genau geht. Angeblich war Dolomieu sogar Vorbild für den Protagonisten im Buch Der Graf von Monte Cristo von Alexandre Dumas, in dem ja ein...

3:39Franziska Konitzer Hat er auch so einen Rachefeldzug gestartet?

3:41Karl Urban Nee, aber da geht es ja auch am Anfang um eigentlich einen Inhaftierten, der dank eines gelehrten oder zumindest gut informierten Mithäftlings zu großem Reichtum kommt. Genau, also da hören dann die Parallelen auch schon wieder auf. Aber ob Dumas hier wirklich von Dolomieu beeinflusst oder inspiriert worden ist, ist Spekulation.

4:01Karl Urban Das Ereignis, wegen dem ich hier mit Dolomieu beginne, ereignet sich schon einige Jahre vorher. Da besucht er die Bergwelt Tirols, genauer die Stubaier Alpen in der Nähe von Bozen, was ja im heutigen Südtirol liegt. Vermutlich war das irgendwo in der Nähe vom Brennerpass oder entlang der Edge, des Edgetals.

4:19Karl Urban Und er schreibt von dieser Reise einen ganz kurzen Bericht, in dem er einen Gestein beschreibt. Du hast es ja schon erwähnt. Und die Überschrift dieses kurzen Berichts lautet, über eine Art von Kalkgestein, welches nur schwach mit Säure reagiert und Phosphoreszenz beim Anschlagen zeigt.

4:38Franziska Konitzer Das ist ja, das beschreibt sich bestimmt wie heiße Semmeln verkaufen.

4:43Karl Urban Entschuldigung.

4:46Franziska Konitzer Also SEO optimiert ist das nicht.

4:48Karl Urban Nein, definitiv nicht. So werden wir diese Folge leider nicht nennen können. Genau, und Dolomieu schreibt weiter, dass dieses Gestein die oberste Bedeckung in den Alpen ausbildet. Und dieses Gestein wird in der Fachwelt zunächst als Perlenspart bezeichnet, weil man darin rombinförmige, also so längliche Kristalle findet, die eine etwas gekrümmte Kristallfläche haben.

5:15Karl Urban Deswegen erstmal Perlenspart. Und wie gesagt, lösen sich diese Kristalle nur langsam in Säure auf. Das ist deshalb auffällig, denn eigentlich sieht dieses Gestein fast wie Kalkstein aus. Und wenn man Salzsäure auf Kalkstein drauf tropft, schäumt die ziemlich stark. Tatsächlich haben Geologen im Feld häufig ein Fläschchen Salzsäure dabei, weil man damit relativ leicht eben eine grobe Gesteinsbestimmung machen kann und feststellen kann, ob ein Gestein Kalkstein ist.

5:44Franziska Konitzer Und was passiert, wenn ich es halt so auf meiner Hand auskippe?

5:47Karl Urban Ja, das kannst du auch ausprobieren, aber das sagt dir nichts über das Gestein aus. Genau, und bei diesem Gestein hier, was Dolomieu beschrieben hat, tut sich da nicht nichts. Also es braust so ein bisschen. Am besten funktioniert das noch, wenn man zum Beispiel mit einem Geologenhammer ein bisschen entlangritzt an dem Gestein und so ein bisschen Pulver erzeugt.

6:07Karl Urban Dann sieht man, dass es ein bisschen braust. Und ich habe damals im ersten Semester in meinem Schotterkurs in der Geologie gelernt, dass man halt auch mit Salzsäure sehr gut Dolomit, um das es hier ja geht, und Kalkstein, normales CaCO3, also Calciumcarbonat, sehr gut unterscheiden kann. Genau, aber wie kommt jetzt das Gestein zu dem Namen? 1792, also ein paar Jährchen später, veröffentlicht dann ein Kollege von Dolomieu, der Schweizer Naturforscher Nicolae Theodore de Saussure, die ersten chemischen Analysen dieses neuen Gesteins, was gleichzeitig auch ein Mineral ist.

6:44Karl Urban Und also sozusagen chemisch gleich ein Gestein, was aufgebaut ist aus einem chemisch gleichförmigen Material. Und er schlägt vor, dieses Mineral nach Dolomit zu benennen und zwar mit Dolomit.

6:59Franziska Konitzer Blöde Frage. Also sind nicht alle Steine Mineralien?

7:02Karl Urban Ja, diese Frage ist völlig berechtigt und auch völlig berechtigt verwirrt sie viele Menschen. Was der Unterschied ist, also es gibt Gesteine, die bestehen nur aus einem Mineral. Das ist zum Beispiel beim Dolomit so, wobei es natürlich auch irgendwelche Verunreinigungen noch und Silikate und mal ein bisschen Sand dazwischen und keine Ahnung.

7:21Karl Urban Aber im Großen und Ganzen besteht es aus dem Mineraldolomit. Beim Kalkstein ist es auch so, CaCO3. Es gibt aber auch das Gestein Granit, der besteht aus Quarz, Feldspat, Glimmer, das vergesse ich nimmer. Das sind schon drei Minerale. Und also sozusagen die Gestein ist quasi schon eine Ebene weiter oben.

7:41Karl Urban Und es gibt einfach, man kann Gesteine beschreiben mit einer bestimmten Mineralzusammensetzung und das kann halt im Einzelfall auch mal ein einzelnes Mineral sein.

7:51Franziska Konitzer Aber was dieser Schweizer Naturforscher quasi rausgefunden hat, ist Kalkstein und das nach ihm benannte Dolomit ist beides ein Mineral, aber unterschiedliche Mineralien.

8:02Karl Urban Genau.

8:03Franziska Konitzer Okay.

8:04Karl Urban Franzi, und heute erzähle ich dir vom Dolomit, einem ziemlich weit verbreiteten Mineral und Gestein auf der Erde und einem der größten Rätsel der Geologie, nämlich dem Dolomit-Problem.

8:17Franziska Konitzer Ja, davon habe ich noch nie gehört. Ich kenne Dolomiten nur als Skigebiet und drauf gucken auf den Rosengarten, der tatsächlich sehr schön ausschaut aus der Ferne.

8:31Karl Urban Ja, also die Dolomiten, mit denen können viele Leute was anfangen. Ich bin auch sehr gerne da in der Gegend. Aber es freut mich sehr, dass du von dem Dolomit-Problem noch nicht gehört hast, denn das ist gerade kürzlich durch die Medien gelaufen. Und dazu komme ich dann weiter am Ende auch noch. Aber ich würde mal sagen, ich steige am Anfang ein.

8:50Karl Urban Also was ist das Dolomit-Problem? Die eine Seite hatte ich erwähnt. Dolomit ist ein sehr verbreitetes Gestein. Dolomit ist ein Karbonat, also genauso wie Kalkstein. Eigentlich Calcite, das Mineral des Kalksteins heißt eigentlich Calcite. Aber Karbonate ist eine Gruppe, nämlich sind das einfach Salze mit der CaCO3-Endung.

9:11Karl Urban Und die bilden halt dieses Gestein. Und Karbonate entstehen eigentlich immer da, wo Flaches, Warmes mehr vor sich hin köchelt. Also relativ warm ist, wo also viel Wasser verdampft und Kalkstein oder andere Karbonate ausfallen.

9:28Franziska Konitzer Ja und die Alpen waren ja mal Wasser.

9:31Karl Urban Genau, also da an der Stelle, wo jetzt die Alpen sind, genau, war mal so ein Meeresbecken, bevor sich dann irgendwann dieses Meeresbeckenschloss und der afrikanische Kontinent, der gegen Europa drückt, halt die Alpen so in die Höhe geschoben hat.

9:43Franziska Konitzer Das ist jetzt vielleicht eine blöde Frage oder sie greift voraus oder was auch immer, aber sind die ganzen Alpen, also gibt es, ich meine die Dolomiten kenne ich hauptsächlich, weil Skigebiet und halt Gebirgszug in den Alpen, aber sind die ganzen Alpen voll von Dolomit, von diesem Mineral?

9:56Karl Urban Es ist nicht so, wie Herr Dolomieu beschrieben hat, dass die überall so diese Deckschicht der Alpen ausbildet. Da gibt es sehr große Unterschiede. Es gibt zum Beispiel die nördlichen Kalkalpen. Also das sind so die ersten Berge, wenn man sich von dir aus, von München in die Alpen hinein bewegt. Die bestehen tatsächlich zu großen Teilen aus Kalkstein.

10:15Karl Urban Und es ist dann im Detail viel komplexer.

10:18Franziska Konitzer Ja, weil wenn ich jetzt von München schon im Alpenvorland irgendwie wandern gehe, dann ist es im Karwendel ja schon sehr anders als im Chiemgau.

10:28Karl Urban Also Dolomit ist sehr weit verbreitet, aber es ist eines von verschiedenen Karbonaten und natürlich gibt es in den Alpen auch nicht nur Karbonate, sondern es ist komplizierter. Aber ich wollte ja von Dolomit erzählen und vor allen Dingen dem Mineral. Ich hatte ja gesagt, Kalkstein ist CaCO3, also Calciumcarbonat.

10:50Karl Urban Und Dolomit, das Mineral, da ist auch ein bisschen Calcium drin, aber zusätzlich auch noch Magnesium. Das ist Calcium-Magnesium-Carbonat. Und diese zwei Metalle, Calcium und Magnesium, sind ungefähr zu gleichen Teilen, stecken die in diesem Mineral drin. drin. Und wenn wir uns jetzt die Welt mal anschauen, also es gibt viele große Gebirge, die aus Kalkstein bestehen, wie gesagt, und auch die Alpen, größeren Teilen. Es gibt auch, wie gesagt, vier Dolomiten in den Alpen, zum Beispiel in den Dolomiten, die nach diesem Mineral benannt sind.

11:22Karl Urban Und du hast auch schon gesagt, den Rosengarten gibt es. Da gibt es diese ganze Dolomiten-Bergkette, Langkofel, Latema, Mamulata und so weiter. Oft sind das sehr schroffe Berge, wo die zu großen Teilen aus Dolomit bestehen, die deshalb ja auch bei Kletterern sehr beliebt sind, wenn auch viele dieser erwähnten Gipfel durchaus sehr anspruchsvoll sind, weil die wirklich sehr steil sind halt.

11:47Karl Urban Dolomit ist wie gesagt kein seltenes Gestein, auch weltweit gesehen. Und tatsächlich macht Dolomit ungefähr ein Drittel aller Karbonate auf der Erde aus. Also es ist jetzt nicht das wichtigste Karbonat, das ist der Kalkstein, aber Dolomit ist schon ziemlich viel. Und ist auch, Dolomit ist auch als Gestein für uns Menschen sehr wichtig.

12:07Karl Urban Also es ist ein beliebter Baustoff, wenn man sich gerade so in den Gebirgsregionen umschaut mal, woraus so die älteren Gebäude gebaut sind. Es bildet aber auch im Untergrund wichtige Grundwasserleiter, weil es als Karstgestein, wo sich diese Risse drin ausbilden, sehr viel Wasser aufnehmen kann. Es ist auch Reservoirgestein, nennenswerte Erdölvorkommen und wird aufgemahlen auch für die metallurgische Industrie verwendet, als Flussmittel, also als Mittel, was in der Lage ist, den Schmelzpunkt metallischer Schmelzen herabzusetzen.

12:38Karl Urban Also es hat auch eine industrielle Bedeutung. Soweit so gut. Und jetzt kommen wir zum Dolomit-Problem. Das Dolomit-Problem geht so, wir haben überhaupt keine Ahnung, wie Dolomit entsteht. Null nennt ihr. Niente. Also nach allem, was wir wissen, kann Dolomit in der Natur nicht entstehen. Völlig unmöglich.

13:00Franziska Konitzer Warum hast du gerade irgendwas erzählt mit Ausfällen und Meer, Alpen und so. War das geschummelt oder gilt das nur für Kalkstein?

13:09Karl Urban Das gilt jetzt erstmal nur für Kalkstein. Warum man das glaubt, dass man das nicht erklären kann, dazu komme ich gleich. Aber zumindest war man bis ganz vor kurzem so weit, dass man es wirklich nicht erklären kann. Und das ist halt für Engelstein, dass ein Drittel aller Karbonate auf der Erde ausmacht, ziemlich unbefriedigend.

13:29Karl Urban Und gelinde gesagt. sagt. Und es gibt, es war leicht gelungen, es gibt eine Art, wie man Dolomitenstehung erklären kann, wenn man nämlich richtig heißes Wasser nimmt, so über 150, 200 Grad und den ganzen Bereich noch darüber, also wenn man Thermalwasser nimmt, dann kann man Dolomit ausfällen, also dann fällt es aus dieser Flüssigkeit aus.

13:53Karl Urban Der allermeiste Dolomit auf der Erde ist aber sehr sicher unter 60 Grad Celsius entstanden. Da gibt es so Geothermometer, mag ich nicht reingehen heute, Aber man kann das sehr sicher nachweisen, dass es unter 60 Grad entstanden ist, das allermeiste Dolomit. Und auch zum Beispiel die Dolomiten in den Alpen.

14:09Franziska Konitzer Vielleicht ein bisschen Altersbestimmung von Steinen, vielleicht schwierig. Aber wann ist denn das meiste Dolomit entstanden?

14:15Karl Urban Komme ich auch noch zu.

14:16Franziska Konitzer Okay, also das gehört dazu.

14:17Karl Urban Gehört dazu. Ja, und um dir jetzt diese geologische Verzweiflung etwas greifbarer zu machen, die ist wirklich gigantisch, habe ich im Vorfeld ein Paper gelesen, aus dem das Leid gerade so raustrieft. Und dieses Paper stammt von Lyndon S. Lant von der University of Texas. Und es hat den Titel, der übersetzt so lautet, das Scheitern des Versuchs, Dolomit bei 25 Grad aus verdünnter Lösung auszufällen, trotz tausendfacher Übersättigung nach 32 Jahren.

14:53Franziska Konitzer Auch das, wunderschön. Also schon eher SEO-optimiert, doch, ja.

14:59Karl Urban Genau, also der Mann konnte was und das ist ein Paper von 1998, da hat man noch nicht SEO-optimiert. Was Lindenland gemacht hat, ist das folgende, er hat eine wässrige Lösung hergestellt und er hat quasi das nachgebaut, was man glaubt, wie es entsteht. Also wir füllen eine wässrige Lösung wo rein. Das war übrigens im Jahr 1968.

15:21Karl Urban Und er hat 43 Erlenmeyer-Kolben gefüllt mit jeweils 200 Millilitern. Und darin waren eben neben diesem Wasser, ich vermute destilliertes Wasser, war zu Pulver gemalende Fossilien. Und zwar Rotalgen, Bryozoren, Oktokorallia, Echinodermen, Foraminiferen und Schwämme. Also er hat alles mögliche mal hier, mal dort ausprobiert.

15:45Karl Urban Alles, was die Natur so hergibt, wo man auch damit rechnet, dass sich das in so einem Meeresbecken befindet. Und was quasi den Rohstoff für diese gelösten Stoffe dann hergibt, die dann wieder ausfallen. Und von diesen Pulvern hat Lent zwischen 0,1 und 10 Gramm in diese Kolben gegeben. Geben. Und ja, was diese ganzen Fossilien vereint, ist tatsächlich, dass sie Skelette mit Calcium und Magnesium enthalten.

16:10Karl Urban Und die Idee ist jetzt die folgende. Die Lösung in all diesen Flaschen enthält alle chemischen Bausteine für Dolomit, also Calcium und Magnesium und Karbonationen. Und wenn die nur lange genug in dieser Lösung sind, dann müssen die ja irgendwann ausfallen. Also es müsste sich zwangsläufig Dolomit bilden.

16:29Franziska Konitzer Also er hat das 1968 da reingekippt Er hat 30 Jahre gewartet, ob was passiert.

16:33Karl Urban Genau. Er hat nicht nur gewartet, mancher hat ein bisschen ab und zu durchgeschüttelt. Die anderen hat er tatsächlich nur unter konstanten Bedingungen stehen lassen. Weil das mit Kalkstein, also mit Calciumcarbonat, funktioniert das so. Das klassische Beispiel ist eigentlich, wenn man zu Hause Salzkristalle herstellen möchte.

16:52Karl Urban Dann hast du auch ein Glas mit destilliertem Wasser und viel Kochsalz, tust du dann rein, hängt noch irgendein Kondensationskalm rein und lässt es ein paar Wochen stehen und nach dieser Zeit sieht man schon deutlich erkennbare Salzkristalle da drin. Das ist wunderschön. Und genau das hat Lindenland gemacht. Er hat aber nicht ein paar Wochen gewartet, sondern 32 Jahre.

17:13Karl Urban Und nach dieser Zeit, so steht es in dem Paper, sind zwar tatsächlich ein paar Kristalle ausgefallen, aber chemische Untersuchungen, also Diffraktionsuntersuchungen, die haben gezeigt, dass das nur Calcid war, also einfacher Kalkstein, und ein Magnesium-Silikat, aber kein Dolomit.

17:32Franziska Konitzer Mist.

17:37Karl Urban Und er hat sich am Ende auch die Lösungen noch genauer angeschaut und also das, was in wässriger Lösung noch übrig ist und hat festgestellt, dass da wirklich das Magnesium komplett verbraucht war. Es bestand also auch nach dieser langen Zeit dann auch gar keine Möglichkeit mehr, dass sich noch Dolomit bilden könnte, weil die brauchten ja, wie gesagt, zur Hälfte Magnesium.

17:55Franziska Konitzer Aber wie war das Magnesium verbraucht?

17:58Karl Urban Es haben sich diese Magnesium-Silikate gebildet.

18:02Franziska Konitzer Es hat sich einfach was anderes stattdessen gebildet und damit war kein Magnesium mehr frei, um Dolomit bilden zu können. Okay.

18:09Karl Urban Was es auch gibt, sind sogenannte Hochmagnesium-Calcite. Also das ist auch noch eine Art von Kalkstein, der ein bisschen Magnesium mit einbaut neben dem Calcium. Aber es ist nicht diese 50-50-Konstellation und deswegen ist es auch kein Dolomit-Kristall. Also der Kristall ist dann einfach ein Kalkstein-Kristall.

18:26Franziska Konitzer Okay, also Sachen reinkippen und warten ergibt einen Satz mit X.

18:32Karl Urban Richtig. Ja, und seine Erklärung für den Fehlschlag dieses Langzeitexperiments lautet, die Kinetik der Reaktion, also die Zeit oder die Dynamik, die man braucht, die Energieniveaus, die man braucht, um Dolomit zu erzeugen, die ist zu langsam. Und langsame Kinetik bedeutet, also es ist mehr Kinetik aus der Chemie gemeint, es bilden sich eher andere Minerale, die einfach günstigere Energieniveaus haben.

18:57Karl Urban Es bildet sich dieser Kalkstein, dieses Delikat, die das Magnesium teilweise aufnehmen, weil deren Reaktionen einfach energetisch günstiger sind, als dass sich Dolomit bildet. Was für Lindenland bedeutete, Experimente aus 32 Jahren waren für die Katz oder waren nur für ein negatives Ergebnis gut, was ja auch einen hohen wissenschaftlichen Wert hat.

19:19Karl Urban Allerdings steht in der Danksagung des Papers folgender Satz.

19:30Franziska Konitzer Ich kann ihm ja nur hoffen, dass er zu den Zeiten schon eine unbefristete... Stell dir mal vor, du musst alle zwei Jahre lang einen Forschungsantrag wieder ausfüllen. Aber ich will die Reagenzgläser stehen lassen. Äh, die Erlenmeyer-Kolben. Oh. Okay, also.

19:45Karl Urban Ja, also für ihn war es keine...

19:46Franziska Konitzer Einfach warten und ein bisschen schütteln bringt nichts.

19:48Karl Urban Keine einfache Zeit. Ich habe nicht rausgefunden, ob der Mann noch lebt. Möglicherweise blickt er da mittlerweile anders drauf. Dieses Paper ist auf jeden Fall 1998 erschienen. und wie ging es danach weiter mit dem Dolomit-Problem. Die Verzweiflung war weiterhin groß, vor allem, weil es noch eine andere Merkwürdigkeit gab.

20:06Karl Urban Die meisten Dolomite, die man auf der Erde findet, jetzt kommen wir zum Alter, sind nämlich 100 Millionen Jahre alt oder älter. Und geologisch frischen Dolomit, also was in jüngerer Zeit entstanden ist, findet man fast nicht. Also es gibt tatsächlich ein paar Funde aus dem Holozän, also aus den letzten 12.000 Jahren.

20:26Karl Urban Aber dabei handelt es sich meist um sogenannte ungeordnete Dolomite, in denen auch noch sehr viele Verunreinigungen drinstecken und das Verhältnis von Calcium zu Magnesium ziemlich schief ist, während ältere Gesteine, ältere Dolomite dagegen sehr gut geordnete Dolomite sind. Also das, was wir zum Beispiel in den Alpen finden.

20:46Karl Urban Und um klarzumachen, was ein reiner, echter Dolomit ist, müssen wir jetzt ein ganz kleines bisschen Kristallografie machen. Kein Problem. Und Franzi, du kannst mir dabei helfen. Du kennst ja sicher diese Suchbilder aus den Rätselheften für Kinder. Links und rechts ist Donald Duck und es gibt aber zehn feine Unterschiede.

21:08Karl Urban Die Mütze sitzt schief, ein Knopf hat die falsche Farbe und so weiter.

21:11Franziska Konitzer Ich glaube, ich habe noch nie in meinem ganzen Leben so einen Rätsel fertig gemacht. Ich habe immer nach drei irgendwie den Nerv verloren und aufgehört. Aber gut, gib mir Mühe. Ich halte für dich durch heute, Karl.

21:19Karl Urban Dann bist du jetzt die perfekte Kandidatin.

21:23Franziska Konitzer Ich bekomme was zu sehen? Das ist Premiere bei Astrogeo. Ich krieg was zu sehen. Also ich seh, oh weh, Punkte in einem Gitter. Die roten Punkte sind Calcium. Oh Gott, was muss ich erstmal, was soll ich tun?

21:39Karl Urban Also wenn du magst, kann ich ja mal kurz beschreiben, was man sieht.

21:43Franziska Konitzer Bitte, weil das macht so lange den Fachkundiger als ich.

21:44Karl Urban Du kannst dich einsehen. Also wir sehen hier zwei Bilder, die auf den ersten Blick ziemlich ähnlich aussehen und das sind so dreidimensionale Gitterstrukturen, in denen es verschiedenfarbige Punkte gibt und auf der linken Seite ist ein, das sieht man hier tatsächlich nicht, warte mal, ich muss ein bisschen rausholen, ah ne, steht nur in der Unterschrift.

22:03Karl Urban Also auf der linken Seite ist ein Calcid-Kristall, also normaler Kalkstein. Auf der rechten Seite ist ein Dolomit-Kristall. Und genau, man sieht auch diese rumpenförmige Form da so ein bisschen eingepasst, wobei das nicht mit den Molekülpunkten nicht ganz übereinstimmt. Aber die Legende sagt, es gibt Calcium, Magnesium, Carbon, also Kohlenstoff und Sauerstoff.

22:26Franziska Konitzer Und ich sehe, obwohl es eigentlich eine Frechheit ist, dass die Magnesium und Karben ist, das Magnesium ist dunkelblau und Karben ist schwarz. Aber in dem Dolomit bilde ich mir ein, sehe ich ein paar Magnesiumbömpelchen und die entsprechen zum Beispiel in dem Kalkstein eher Calcium.

22:45Karl Urban Mhm, genau.

23:15Franziska Konitzer Noch Calcium. Also insgesamt ist mehr Calcium drin.

23:19Karl Urban Man sieht ja auch diese 50-50 und Verteilung. Also es ist ungefähr die Hälfte ersetzt. Und was man in dieser Darstellung sieht, weil da ist noch so ein recht eckiger Quader um diese Einheitszelle, also um diese Kristallform angeordnet, sieht man, dass es so Ebenen gibt. Also es gibt eine Calcium-Ebene, dann eine Magnesium-Ebene, dann wieder eine Calcium-Ebene. Also von oben nach unten.

23:45Karl Urban Das wechselt sich ab. Das heißt, der Dolomit ist so eine Art Magnesium-Calcium-Zebra.

23:52Franziska Konitzer Ja, und der Kalkstein daneben ist einfach alles Kalzium-Ebenen. Genau.

23:57Karl Urban Und das ist eigentlich auch der einzige Unterschied. Bedingt so ein bisschen, dass die, das ist hier glaube ich nicht eingezeichnet, aber dass manche der Winkel im Kristall so ein bisschen anders sind. Also dass die Kristallform minimal unterschiedlich ist, was ja dann auch die Reaktion mit der Salzsäure wahrscheinlich ein bisschen beeinflusst.

24:15Franziska Konitzer Mache ich das irgendwie, wie finde ich die Kristallstruktur raus? Irgendwie Röntgendiffraktion?

24:19Karl Urban Ja, sowas.

24:19Franziska Konitzer Genau.

24:20Karl Urban Genau. Ja, also Bilder im Podcast sind nicht so einfach, aber wenn man sie beschreiben kann, geht's. Ja, also Zebra, also man kann auch sagen, der Calcid-Kristall, der Kalkstein ist ein einfarbiger Esel und der Dolomit-Kristall ein Zebra mit Streifen aus Calcium und Magnesium.

24:39Franziska Konitzer Sind dann beide eigentlich gleich hart oder irgendwie sowas? Also ich meine, offensichtlich Salzsäure ist unterschiedlich, aber haben die ähnliche Eigenschaften? Oder bin ich jetzt gemein und frage dich was, was du nicht weißt, dann ziehe ich die Frage zurück.

24:50Karl Urban Das ist eine gute Frage. Weiß ich nicht aus dem Kopf.

24:52Franziska Konitzer Weil die Strukturen sind so ähnlich, aber andererseits hast du Schichten aus Magnesium und andererseits ist alles nur Kohlenstoff. Das ist ja schon, nee, Karbon, ja, Kohlenstoff.

25:01Karl Urban Genau. Ich bin überfragt. Ich würde sagen, dass die Dolomiten so diese schroffen Felsen ausbilden, könnte damit zusammenhängen, dass es härter ist. Möglicherweise hängt das aber auch mit der Säurebeständigkeit zusammen, weil dann ja auch Regen, wo ja auch mal ein bisschen Säureanteil ist, auch vor der Zeit des sauren Regens eine Rolle spielt.

25:20Karl Urban Insofern muss das nicht so sein. Also das müsste ich nochmal nachgucken, weiß ich nicht.

25:24Franziska Konitzer Das können wir in die nächste Feedback-Folge mit aufnehmen.

25:28Karl Urban Auf jeden Fall, genau, dann machen wir das. Jetzt kommen wir erstmal zu den Erklärungsversuchen, also für das Dolomit-Problem selbst. Also warum können wir Dolomit nicht im Labor herstellen? Die Kristallstruktur ist eben unterschiedlich und die des Dolomits, diese Wechselfolge von Calcium und Magnesium ist sehr, sehr regelmäßig.

25:48Karl Urban Und dann gab es noch eine Beobachtung, vielleicht ein Hinweis, dass in natürlichen Dolomit winzige Anteile, also eigentlich sind es nur so Verunreinigungen von Eisen und Mangan oft drin stecken, gefunden werden. Und tatsächlich kann man Versuche bei sehr hohen Temperaturen machen, bei denen vorhandenes Eisen durch Magnesium ausgetauscht wird.

26:07Karl Urban Das heißt, ein stark mit Metallen verunreinigter Kalkstein kann zum Dolomit werden, reagieren. Leider sind aber dafür Temperaturen von bis zu 850 Grad nötig. Also wir sind weit entfernt von diesen Niedrigtemperaturprozessen unter 60 Grad. Das hier ist auch schon ein Schlaglicht auf dieses Ding. Man kann das mit Thermalwässern alles super nachbauen, aber wie die Reaktionen ablaufen bei Niedrigtemperaturen, das kann man dann nur extrapolieren aus diesen Hochtemperatur-Bereichen.

26:35Franziska Konitzer Und man weiß eben, dass es bei niedrigen Temperaturen abgelaufen sein muss. Das weiß man.

26:40Karl Urban Das weiß man. Aus anderen Gründen, aber das weiß man. Genau. Ja, und man hat auch aus diesen Hochtemperaturexperimenten zum Beispiel so manche Schlüsse mitgenommen, zum Beispiel welches Verhältnis Calcium und Magnesium in der westrigen Lösung existieren müssen, damit sich ein möglichst perfekter Dolomit bildet.

26:57Karl Urban Aber auch da ist wieder die Frage, ist das unter 60 Grad immer noch so? Wusste man nicht, genau. Genau. Und wenn man jetzt sagt, die Reaktion, Ptolemitkristalle zu bilden, scheitert an der Reaktionskinetik, also letztlich an den Energieniveaus in dieser chemischen Reaktion und auch was für andere Reaktionen dann parallel vielleicht noch ablaufen und in Konkurrenz treten, also letztlich an Energiefragen, die aufgewendet werden muss.

27:22Karl Urban Um diese hohe Ordnung, kann man ja auch sagen, dieses Zebrastreifenmusters zu erzeugen, dann gibt es eine eigentlich naheliegende Erklärung oder zumindest Hypothese, nämlich, dass Mikroben da eine Rolle spielen.

27:34Franziska Konitzer Oh, ich hätte jetzt Aliens gesagt.

27:36Karl Urban Ja, genau, es ist ja nah dran. Mikroben sind für uns ja auch Aliens. Warum Mikroben? Weil die Natur ist ja fast überall schafft, solche Probleme zu umschiffen. Also man denke nur an die Photosynthese, bei der ja hochgradig stabile Kohlendioxidmoleküle von Pflanzen und auch von Algen gespalten werden können.

27:56Karl Urban Also auch hier spricht die Reaktionskinetik definitiv dagegen, sowas wie CO2 in Zucker zu verwandeln, aber die Pflanzen machen das ja. Also die Natur kann sowas. Deswegen gab es seit den 90er Jahren Spekulationen und auch ernstzunehmende Versuche, das Dolomit-Problem mit Mikroorganismen zu lösen. Also da gab es zum Beispiel schon 1995 eine Studie, in der stand, dass es gelungen sei, Dolomit bei Raumtemperatur mithilfe von Sulfat reduzierenden Bakterien zu erzeugen.

28:25Karl Urban Diese Studie hat allerdings ein paar ganz grundlegende Mängel. Das ist erst im Laufe der Jahre rausgekommen. Zum Beispiel wird darin der erzeugte Dolomit mithilfe von Röntgenbeugung nachgewiesen. Aber das Beugungsmuster, das in diesem Paper auch abgedruckt ist, das ja durch diese verschiedenen Kristallflächen dieses Kristalls entsteht, das passt überhaupt nicht zur Form des Dolomit-Kristalls.

28:48Karl Urban Und in einer kritischen Bestandaufnahme von 2015, also 20 Jahre später, steht, was auch immer die da gemessen haben, es war kein Dolomit. Möglicherweise war es Phosphat. Und dazu passt, dass 2011 eine andere Gruppe versucht hat, dieses Experiment von 1995 mit den gleichen Sulfat-reduzierenden Bakterien nachzumachen und gescheitert ist.

29:10Franziska Konitzer Also keine Reproduktion möglich.

29:12Karl Urban Richtig. Da haben wir wieder das große Übel der Wissenschaft.

29:15Franziska Konitzer Wie groß ist jetzt dieses Dolomit-Problem? Auch eins, über was du während deines Studiums erfahren hast? Ja. Ja, das war ja damals noch umgelöst dann eigentlich.

29:28Karl Urban Genau, also ich habe 2005 bis 2010 studiert, da war es noch umgelöst. Dieses Review von 2015 ist ganz interessant, die gucken sich nämlich ganze neun Studien an, in denen angeblich Dolomit im Beisein von Mikroben entstanden sein soll. Und da heißt es, jetzt ein übersetztes Zitat aus diesem Paper, in allen untersuchten Fällen, in denen Synthese von Dolomit unter Umgebungsbedingungen, also Raumtemperatur, durch mikrobielle Katalyse behauptet wird, sind die XRD-Daten, also die Röntgenbeugungsdaten, entweder nicht vorhanden, also die sind einfach nicht im Paper mit drin, die Daten sind zweideutig oder die Daten deuten darauf hin, dass magnesiumreicher Kalzit und nicht Dolomit synthetisiert wurde.

30:09Franziska Konitzer Okay, okay.

30:10Karl Urban Tja, es gibt noch ein paar andere Hinweise, zum Beispiel, dass sich verschiedene Kalksteinsorten zu Dolomit umwandeln können, also dass wir erst einen Kalkstein haben und der im Laufe der geologischen Zeit umgewandelt wird. Die Geologen sprechen auch von Diagenese, also wenn ein Sedimentgestein entsteht und so langsam überdeckt wird von einem anderen Sedimentgestein, wandert es so ein bisschen in die Tiefe, wird ein bisschen wärmer, es entsteht ein höherer Druck, aber jetzt noch nicht diese extrem hohen Temperaturbedingungen.

30:38Karl Urban Und da kann es sein vielleicht, dass der Dolomit umgewandelt wird. Aber auch da hat man wieder das Problem, unter 60 Grad wird es tatsächlich schwierig, da die Reaktion zu finden. Also hat man noch nicht gefunden. Also es ist auch nur eine Hypothese, die nicht belegt ist. Und mit diesen Aussagen endet dann auch dieses Review von 2015.

31:00Karl Urban Das Rätsel war weiter ungelöst. Und zwar bis in die jüngste, bis in die allerjüngste Vergangenheit.

31:06Franziska Konitzer Oh Gott, ich habe einen wissenschaftlichen Breakthrough verpasst.

31:09Karl Urban Ja, und es ist auch nicht schlimm, weil es ist wirklich nicht lange her. Denn Franzi, hier könnte diese Geschichte enden. Das Dolomit-Problem war seit Jahren auf meiner Liste für Astrogeo. Aber sie endet nicht. Denn wie gesagt, es erschien ein Paper und zwar am 24. November 2023.

31:27Franziska Konitzer Oh, okay, okay, okay.

31:29Karl Urban Zum Zeitpunkt dieser Aufnahme. Wir nehmen diese Folge schon Mitte Dezember auf. Ihr hört sie erst im Januar 2024. aber es ist jetzt vom Zeitpunkt dieser Aufnahme wenige Wochen entfernt. Da erschien ein Paper im Magazin Science und zwar mit einem etwas verwirrenden Titel. Da steht nämlich drin, Dissolution enables Dolomite-Crystal-Growth near ambient conditions.

31:50Franziska Konitzer Dissolution, also Auflösung.

31:52Karl Urban Also übersetzt Auflösung, genau. Auflösung ermöglicht Dolomite-Crystal-Wachstum bei Umgebungstemperatur oder nahen Umgebungsbedingungen. Und da stecken zwei Sachen drin, also es wachsen Dolomitkristalle bei Umgebungsbedingungen oder nah dran und das hat tatsächlich noch niemand geschafft, aber verwirrend finde ich ist hier, dass es was mit Auflösung zu tun hat, wo wir doch eigentlich über Kristallwachstum sprechen wollen.

32:16Franziska Konitzer Ja und Kristallwachstum heißt es, dass es trotzdem irgendwie ausfällt in irgendeiner Pansche drin, aber gut, das erzählst du mir jetzt wahrscheinlich.

32:22Karl Urban Genau, darüber möchte ich jetzt reden, weil dieses Paper ist wirklich hochgradig spannend, also das hat großen Spaß gemacht, das zu lesen.

32:29Franziska Konitzer Wir reden ja immer über Gefühle. Wie hast du dich gefühlt in dem Moment, als du wahrscheinlich auf die Pressemitteilung von Science geklickt hast und das gesehen hast?

32:35Karl Urban Naja, schon so ähnlich, wie du dich wahrscheinlich bei den ersten Gravitationswellen gefühlt hast, würde ich sagen.

32:43Franziska Konitzer Da hatte ich Urlaub.

32:44Karl Urban Oh. Ja, also das ist schon, ich würde sagen, was Besonderes für die Geologen. Also wir gucken da mal rein, was da dran ist an diesem Paper. Es ist eine Gruppe von Geowissenschaftlern und Materialwissenschaftlern aus den USA und aus Japan, die das geschrieben haben und die haben mehrere Dinge gemacht, mehrere sehr unterschiedliche Dinge gemacht.

33:08Karl Urban Zuerst haben sie das Problem sehr ausführlich analysiert und zwar auch auf eine Weise, mit der man das bis jetzt nicht gemacht hatte. Und zwar haben sie erstmal die Literatur sich angeguckt und folgenden Gedankengang daraus abgeleitet, nämlich, dass man beim Kristallwachstum ja zwei Dinge braucht. Also man braucht diesen Kristallisationskeim, dem ich zu Hause in meiner Salzlösung hänge, also da, wo der Kristall anfängt zu wachsen.

33:31Karl Urban Und dann brauchen wir diese Wachstumsphase selbst, wo der Kristall dann über einen gewissen Zeitraum einfach nur in Größe zunimmt und einfach an seinen Grenzen sozusagen diese Ionen ausfallen. Und die Literatur zum Dolomit-Problem sagt das folgende, am Kristallisationskeim liegt es nicht. Also das kann man wohl sagen. Das kriegt man hin, genau.

33:55Karl Urban Also Dolomitkristall reinhängen, das sollte eigentlich schon anfangen zu wachsen, aber es hört immer sofort auf. Das sind dann irgendwie einzelne Lagen und dann ist es vorbei. Das wusste man. Also diese Anwachsphase ist das Problem. Und das heißt, sie müssen sich um diese Anwachsphase kümmern. Und die wollten sie ganz genau verstehen. Und dann haben sie was gemacht, was wohl auch tatsächlich ziemlich neu ist. Und zwar haben sie ein Computermodell gebaut.

34:21Karl Urban Das Kristallwachstum rekonstruiert, Zitat, mit den quantenmechanisch begründeten Energieniveaus, die dafür erreicht werden müssen und das alles dann simuliert über geologische Zeiträume.

34:34Franziska Konitzer Aber keine quantenmechanischen Simulationen, weil da wird es ja ewig brauchen.

34:39Karl Urban Also Sie sagen, es ist eine kinetische Monte-Kale-Simulation des Stufenrandwachstums auf einer Dolomiteinheitszelle mit der Größe 6x6 Nanometer. Also wirklich sehr, sehr klein.

34:51Franziska Konitzer Also quantenmechanisch begründet, aber keine Quantenmechanik. Ja, wahrscheinlich, genau.

34:56Karl Urban Aber sie mussten sozusagen diese Energieniveaus im Detail einfach nachbilden. Und ich kenne mich in diesem Bereich der Simulation auch nicht aus, aber von dem, was ich über dieses Paper gelesen habe, ist es ein relativ state of the art. Also was sie da gemacht haben. Die haben auch alles auf Effizienz getrimmt, dass sie da wirklich sehr lange Zeiträume simulieren können.

35:16Karl Urban Ja, und dann haben sie dieses Ding mal laufen lassen und relativ bald festgestellt, Sie können diese hochgradig frustrierenden 43-Erlmeierkolben von Lindenland über 32 Jahre ganz problemlos reproduzieren. Es ist wirklich energetisch betrachtet günstiger, eine ungeordnete Kristallstruktur langweiliger Kaltzitte zu bauen, als irgendwelche geordneten Dolomitkristalle.

35:39Franziska Konitzer Okay, ja.

35:41Karl Urban Also ein Erfolg im Misserfolg sozusagen. Und was sie auch beobachten, es können sich am Anfang, also nachdem das alles angefangen hat, dieser Prozess, können sich tatsächlich ein paar mikroskopische Dolomit-Kristalle bilden. Aber schon nach einer Atomlage ist meistens Schluss. Und sie haben analysiert, woran das liegt und sie glauben, zu sehen da in diesen Simulationen, das liegt daran, dass ja auch bei dieser Simulation sind, wenn diese Kristalle wachsen, immer so ein paar Verunreinigungen dabei.

36:16Karl Urban Also es reicht ja schon, dass dann ein Calcid erstmal an der falschen Stelle ist, eigentlich an der Stelle, wo in diesem Zebramuster eigentlich jetzt das Magnesium hingehören würde. Das heißt, das Kristallwachstum ist da direkt gestört und diese Verunreinigungen, die müssten eigentlich entfernt werden. werden.

36:35Karl Urban Zum Beispiel, indem ein Teil dieser äußeren Metalle wieder in Lösung gehen. Aber das können diese Verunreinigungen nicht, wenn rundherum eine übersättigte Lösung herrscht. Also wo einfach in dieser Flüssigkeit schon sehr viel von diesem Dolomit-Salz, also Calcium, Magnesium und Karbonat-Ionen herumschwimmen.

36:55Karl Urban Diese Lösung ist übersättigt, das hat ja der Lindenland so gemacht und das mache ich bei meiner Salzlösung zu Hause auch so. Also ich kippe da möglichst viel Salz rein. Dadurch, dass die übersättigt ist, kann das nicht mehr angelöst werden und deswegen bricht das Kristallwachstum von diesen Dolomitkristallen direkt ab.

37:10Franziska Konitzer Also kurz, übersättigt heißt, es ist zu viel drin, als dass das alles aufgenommen werden könnte, oder?

37:18Karl Urban Es ist so viel gelöster Stoff in dieser wässrigen Lösung, dass das eigentlich ausfallen möchte.

37:28Franziska Konitzer Und ausfallen heißt einfach, es verklumpt.

37:30Karl Urban Ja, oder es bilden sich Kristalle. Aber es bilden sich halt die falschen Kristalle leider.

37:36Franziska Konitzer Es ist quasi so Übersättigung, wie wenn ich, weiß ich nicht, irgendwie, ich mach, ich kipp so viel Zucker in meinen Kaffee, dass nicht aller Zucker sich auflösen kann, sondern es sich wieder irgendwie Klümpchen unten.

37:47Karl Urban Ja, genau.

37:47Franziska Konitzer Okay.

37:48Karl Urban Dass der Löffel steht.

37:49Franziska Konitzer Okay, also das Problem war, dass die Lösungen alle übersättigt waren.

37:53Karl Urban Ja, genau. Was aber jetzt eigentlich schon ungewöhnlich ist, weil man man Kristallwachstum eigentlich aus übersättigten Lösungen problemlos machen kann normalerweise.

38:03Franziska Konitzer Bis auf den Dolomitum. Richtig.

38:06Karl Urban Und genau, das war so der erste Schritt von diesem Forscherteam. Und dann haben sie diese Analyse für ihr Experiment verwendet. Sie haben nämlich jetzt ein Experiment gemacht. Und die erste Annahme, die sie für dieses Experiment treffen, ist die folgende. Die Welt ist gar kein Erlenmeyer-Kolben.

38:23Franziska Konitzer Nein.

38:23Karl Urban Nein. Genau, das ist, klingt jetzt irgendwie lustig, will mich gar nicht drüber lustig machen, aber hier ist tatsächlich der folgende Gedanke, es ist so dieses Problem des Experiments hier oft. Man versucht im Labor Dinge zu vereinfachen, um sie dann überhaupt nachvollziehen und verstehen zu können, aber bei dieser Vereinfachung lässt man manchmal Dinge draußen, die dann trotzdem wichtig sind.

38:49Karl Urban Und sie haben jetzt postuliert, dass diese Ozeanbecken, in denen der Dolomit mal entstanden ist, die waren wahrscheinlich keine Fläschchen mit gleichbleibender Konzentration, sondern es hat mal drauf geregnet und dann hat wieder die Sonne ganz viel Wasser verdunsten lassen. Das heißt, die Konzentration von diesen Ausgangsstoffen hat sich ab und zu verändert und dazu vielleicht auch noch andere Umweltfaktoren.

39:12Karl Urban Und das heißt, sie haben jetzt das folgende gemacht, sie haben in ihrer Simulation, ihrer Computersimulation, die Calcium-Magnesium-Carbonat-Konzentration schwanken lassen über große Zeiträume. Immer so, wie so ein Sinus hin und her. Das machen wir mal ein bisschen weniger, mal ein bisschen mehr. Und tada, in dieser Simulation wuchs plötzlich Dolomit.

39:35Franziska Konitzer Mensch.

39:35Karl Urban Mensch.

39:36Franziska Konitzer Schwanken lassen, wie groß waren die Zeiträume ungefähr, so größenordnungsmäßig, wenn du sagst groß?

39:40Karl Urban Komme ich noch zu. Das ist nicht so einfach jetzt in Zeiten umzurechnen. Hängt aber auch mit der Natur zusammen. Aber sie haben sie schwanken lassen und haben gesagt, gut, das ist jetzt unsere Simulation. Wir müssen das jetzt im Experiment natürlich verifizieren. Und das haben sie getan und zwar auch auf ziemlich coole Weise.

39:59Karl Urban Sie haben nämlich eine kleine flüssigkeitsgefüllte Zelle mit den gelösten Ausgangsstoffen verwendet, also schon so eine Art Erlenmeierkolben, aber da haben sie mit einem gepulsten Elektronenstrahl drauf geschossen. Und dieser Elektronenstrahl hatte zwei Aufgaben. Also zum einen wurden sehr kurzzeitig im Bereich von Millisekunden Wassermoleküle gespalten und dadurch ist der pH-Wert ganz kurz gesunken.

40:26Karl Urban Und das heißt, sinkender pH-Wert heißt, das Gemisch wird saurer und saurer heißt, dass sofort diese eigentlich übersättigte Lösung untersättigt wird, weil wenn der pH-Wert geringer ist, einfach direkt nicht mehr so viele Stoffe ausfallen wollen. Es war nicht mehr so viel freies Wasser vorhanden letztlich.

40:46Karl Urban Und das simuliert einen Regenguss. Obwohl sie die reale, also sie haben nichts reingegossen oder so, das Volumen dieses Behälters ist gleich geblieben, aber sie konnten sozusagen eine kurze Veränderung der Sättigung hervorrufen.

41:00Franziska Konitzer Ja, sie hatten wahrscheinlich auch keine Lust nochmal 32 Jahre zu warten.

41:30Karl Urban Gleichen Zeitskala in diesem kleinen Volumen. Also das war sozusagen, sie konnten sehr schnell von Übersättigung zu Untersättigung und zurückschalten. Und konkret heißt es, sie haben innerhalb von 128 Minuten 3840 Mal diese Konzentration oder diesen Elektronenstrahl an und aus gemacht. Diese 128 Minuten, das klingt nicht viel, aber tatsächlich dieser sehr häufige Wechsel fast 4000 Mal simuliert schon geologische Zeiträume, weil regnen tut es ja jetzt nicht einige Dutzend Mal pro Minute.

42:07Karl Urban Das heißt, wir haben hier sozusagen im sehr kleinen diese geologischen Zeiträume abgebildet. Und die große Frage ist jetzt, funktioniert es im Experiment? Und tatsächlich der Kondensationskeim, den sie reingesetzt haben, ist immer nur ganz kurz halt dieser übersättigten, dann der untersättigten Lösung ausgesetzt gewesen.

42:28Karl Urban Und tatsächlich haben sie direkt Direkt gesehen, es bilden sich mehrere Lagen Dolomit-Kristalle auf diesem Keim.

42:34Franziska Konitzer Hurra!

42:36Karl Urban Und wie das funktioniert, das hatte ich ja auch schon angerissen. Also die Idee ist halt, eine übersättigte Lösung führt zum Ausfällen einer Lage. Dann sind diese Verunreinigungen drin. Dann die Untersättigung führt wieder, dass die Verunreinigungen verschwinden, weil die nicht so stabil gebunden sind.

42:54Franziska Konitzer Also Verunreinigungen quasi in Calcium oder irgendwas anderes anstatt Magnesium.

42:59Karl Urban Irgendwas, was nicht in diesen Dolomitkristall reinführt. Genau, und die sind deswegen nicht so stark gebunden. Dann wird die Oberfläche dadurch aber gesäubert, wenn die verschwinden. Du hast eine saubere Dolomitoberfläche. Und auf die kann sich dann, wenn die Lösung wieder übersättigt ist, wieder eine neue Lage anbilden.

43:15Karl Urban Und dieses schöne Zebramutz kann ganz ordentlich immer weiter wachsen. Und tatsächlich braucht es ungefähr zehn Zyklen von über- zu untersättigter Lösung und zurück, um eine Kristallschicht Dolomit wachsen zu lassen. Und da sind wir wirklich noch im Nanometer-Bereich. Aber tatsächlich, wenn man das extra poliert, dann kann man sagen, es kann definitiv über geologische Zeiträume da relativ viel wachsen.

43:41Franziska Konitzer Aber es heißt auch, dass ich das zu Hause nicht nachbauen kann, auch wenn ich irgendwie mein Wasser-Dingsbums habe und da regelmäßig ein bisschen Wasser raufkippe.

43:49Karl Urban Ja, du müsstest wahrscheinlich das Wasser austauschen oder so. Ja, also du hast wahrscheinlich keinen Elektronenstrahl zu Hause. Insofern müsste man sich da was anderes überlegen.

43:59Franziska Konitzer Ja, du hast ja gesagt, ich meine, wenn es drauf regnet, deshalb sage ich ja, man könnte einfach nur so schwupp, aber ja.

44:03Karl Urban Ja, stimmt. Das ist nochmal eine gute Frage. Da muss man noch was tun. Ich habe jetzt zum Abschluss nochmal eine kleine Zusammenfassung oder die große Frage, ist denn das Dolomit-Rätsel jetzt wirklich gelöst? Und meine Interpretation des Ganzen ist ein ganz klares Jein.

44:23Franziska Konitzer Was?

44:25Karl Urban Weil, also dieses Paper ist cool und es ist ein sehr großer Schritt vorwärts, aber es gibt leider ein paar Einschränkungen. Also ich hatte ja gesagt, schon in der Überschrift des Papers steht, sie sind nahe den Umweltbedingungen. Denn tatsächlich lag die Temperatur in diesem Experiment mit dem Elektronenstrahl bei 80 Grad Celsius.

44:42Karl Urban Das bedingt zwar einerseits jetzt keine Hochtemperaturkinetik, also wir sind jetzt nicht irgendwo im Thermalwasserbereich mit hunderten Grad. Andererseits ja doch eine durchaus unübliche Temperatur für so ein Ozeanbecken.

44:54Franziska Konitzer Ja.

44:55Karl Urban Und zum anderen zeigen diese Computersimulationen und das Experiment zwar, dass man mit einer häufig schwankenden Konzentration Dolomiten herstellen kann, aber ob es in der Natur so war, beziehungsweise zum Beispiel, ob die Dolomiten so entstanden sind, ist damals natürlich noch nicht bewiesen. Und das sagen die Forscher auch selbst, also sie weisen darauf hin, dass ihnen nicht klar ist zum Beispiel, auf welcher zeitlicher Skala diese Schwankungen ablaufen müssen.

45:20Karl Urban Also ob das jetzt irgendwie tägliche Zyklen sind, Tag, Nacht, Jahreszeitliche Zyklen, was die Niederschläge bedingt, sowas wie Monsun oder so oder auch so jährliche Schwankungen, kann alles eine Rolle spielen und auch die Frage der Mikroorganismen ist noch nicht geklärt. Also die können natürlich auch eine Rolle spielen oder interagieren mit diesen, zeitlichen, jahreszeitlichen, klimatischen Veränderungen, die es über die Zeit gibt.

45:47Karl Urban Und ganz zum Schluss spielt auch die Entwicklung des Weltklimas eine Rolle, über lange Zeiträume, weil ich ja gesagt hatte, es gibt sehr viel Dolomit vor über 100 Millionen Jahren und danach nicht mehr so viel. Gerade in jüngster Vergangenheit gar nicht. Jetzt ist die Welt, zur Zeit sind wir in so einer Art zwischen Kaltzeit, es gab gerade in der Kreidezeit oder im Jura sehr viel warmes Klima, deutlich wärmeres Klima.

46:12Karl Urban Also das spielt alles eine Rolle. Vielleicht sind auch so Superkontinenzyklen, die Bewegung der Kontinente, das könnte da alles noch reinspielen. Und ich glaube, dieses Paper ist jetzt einfach mal ein guter Startpunkt, nochmal sich die Gesteine im Detail anzugucken und zu gucken, wie man das miteinander vereinbaren kann.

46:32Karl Urban Ja, Franzi, aber das war meine Geschichte über eines der größten Rätsel der Geowissenschaften, das Jahrzehnte der Forschung frustrierende Experimente und viel verschwendete Energie brauchte, bevor endlich eine plausible Erklärung gefunden wurde.

46:46Franziska Konitzer Danke dir. Ich habe so viele Fragen.

46:49Karl Urban Sehr schön.

46:52Franziska Konitzer Der Geologietrottel sagt also, auf dem Mars gibt es weder Kalkstein noch Dolomit.

46:57Karl Urban Auf dem Mars hat man noch kein Karbonat gefunden, soweit ich weiß.

47:00Franziska Konitzer Und man hat auf der ganzen Erde noch kein Dolomit gefunden, was älter als 100.000 Jahre alt ist. Also geht man denn davon aus, dass es in der Erdvergangenheit entstanden ist und nur nicht mehr gesehen wird?

47:10Karl Urban Nein, nein, nein, nein, anders ist es andersrum. Es gibt sehr viel Dolomit, was älter ist als 100 Millionen Jahre.

47:15Franziska Konitzer Ah, okay, aber es ist nicht alles 100 Millionen Jahre alt. Es ist nicht alles 100 Millionen Jahre alt, es gibt auch Dolomit, was 2 Milliarden Jahre alt ist.

47:22Karl Urban Das kann sein, weiß ich nicht aus dem Kopf. Aber das Problem ist, dass man ihm nicht so richtig zugucken kann, wie es heute gerade entsteht irgendwo.

47:30Franziska Konitzer Genau, also es gibt kein Meeresbecken irgendwie so, wo man sagen kann, da entsteht das gerade.

47:35Karl Urban Genau, jedenfalls nicht dieses schön geordnete, also halt nur so Pseudo-Ungeordnetes.

47:41Franziska Konitzer Ja, was würdest denn du sagen? Ich meine, wie kommt man aus dieser 80-Grad-Nummer wieder raus?

47:45Karl Urban Ja, sie schreiben leider in diesem Paper, habe ich jedenfalls nicht gefunden, warum sie diese 80 Grad gewählt haben. Ich vermute, das hat irgendwelche experimentellen Gründe, dass sie irgendwie die Sachen auch nachweisen können und so. Wahrscheinlich müsste man da noch sich weiter runterarbeiten im Experiment, denke ich mal, um sicher zu sein.

48:03Karl Urban Auf der anderen Seite kann natürlich ein Meer auch schon mal 80 Grad haben irgendwo, wenn es irgendwo abgeschlossen ist und es so richtig tropisch ist. Also das ist da jetzt so wie ein totes Meer unter anderen klimatischen Verhältnissen. Aber ja, so ganz zufriedenstellend ist das noch nicht. Also da muss man glaube ich irgendwie noch dran arbeiten.

48:24Franziska Konitzer Ich möchte auf jeden Fall so einen großen Chemie-Baukasten mal zu Hause haben. Ich habe keine Ahnung von Chemie. Ich würde gerne mal selber rumschütten.

48:30Karl Urban Stimmt, das wäre was. Wollen wir, willst du, also ich habe Fragen.

48:36Franziska Konitzer Möchtest du mir Fragen stellen? Genau, jetzt habe ich dich gelöchert, jetzt bin ich dran und ich habe mir keine Notizen gemacht und habe schon wieder die Kristallstruktur von Dolomit vergessen, aber wir versuchen es mal.

48:44Karl Urban Stimmt, das wäre eigentlich auch, na egal. Dann, gucken wir mal. Frage Nummer 1. Dear Donné, Sylvain Guy Tronquette de Gvalais, wie lautet sein Familienname und wofür ist dieser Mann bekannt?

49:04Franziska Konitzer Dolomieu und er ist dafür bekannt, dass er als erstmals das Mineral beschrieben hat, was später von einem Schweizer Kollegen als Dolomit bezeichnet wurde.

49:17Karl Urban Genau. Diesen Namen werde ich heute auch nicht mehr sagen. Kannst ganz, ganz beruhigt sein. Frage Nummer zwei. Worin bestand ein wichtiger Teil des Lebenswerks von Lyndon Land?

49:31Franziska Konitzer Er hat 32 Jahre lang 43 Erlenmeyer-Kolben bespaßt in der Hoffnung, dass da irgendwann mal Dolomit ausfällen würde. Das hat nicht funktioniert.

49:41Karl Urban Genau, die Frage war ein bisschen gemein, Lebenswerk und so, aber ich finde ja, irgendwie muss man auch die negativen Ergebnisse wertschätzen. Wieso?

49:49Franziska Konitzer Taking one for the team, also ich meine, wenn der es nicht getan hätte.

49:54Karl Urban Frage Nummer drei, warum ist die Erklärung, Mikroben haben Dolomit gemacht, nicht so ganz zutreffend?

50:02Franziska Konitzer Weil jegliche Paper, die behauptet haben, dass sie mit Mikroben Dolomit gemacht haben, tatsächlich kein Dolomit hergestellt haben.

50:10Karl Urban Genau, das ist so das Gegenteil. Wir claimen, dass wir es erklärt haben, aber bestimmt halt nicht. Frage Nummer vier. Warum ist der Satz, die Welt ist kein Erlenmeyerkolben, eine Erklärung für das Dolomit-Problem?

50:24Franziska Konitzer Äh, weil in der Welt, äh, weil im Erlenmeyerkolben die ganzen Reaktionen immer nur mit übersättigten Lösungen stattfanden, beziehungsweise die Bedingungen, die dann auch in der Hinsicht recht konstant waren. Und das auf die echte Welt nicht zutrifft, weil auf einen Ozean es auch mal drauf regnet.

50:42Karl Urban Genau, richtig. Und Frage Nummer 5.

50:45Franziska Konitzer Och.

50:46Karl Urban Wird Klettern in den Dolomiten einfacher, wenn man weiß, warum sie da sind?

50:55Franziska Konitzer Ich bin an den drei Zinnen nur mal dran vorbeigelaufen, also ich hätte jetzt so oder so keine große Lust da irgendwie die Direttissima hochzunehmen Vielleicht nicht Nein, ich würde sagen, nein, es wird nicht einfacher Hey! Das musste jetzt sein, es tut mir leid Das ist okay, Ich hätte jetzt gedacht, du bist voll die Bergsteigerin, Franzi So als in München lebende Ich hatte in meiner langen Karriere des Hobbyhoppings mal ein paar Jahre tatsächlich das Wanderdingsbums und war auch sehr viel in den Alpen unterwegs und habe eine Alpenüberquerung und sowas und das finde ich ganz gut, aber einerseits bin ich tatsächlich jemand, ich kann währenddessen, ich laufe nicht so sehr aufpassen und muss mich die

51:41Franziska Konitzer ganze Zeit konzentrieren und finde das halt irgendwie flach besser, weil ich da nicht aus Versehen irgendwo runterfalle. Und gerade im Zuge der Pandemie ist es im Voralpenland und sowas ist es nochmal sehr viel voller geworden. Mir ist da einfach zu viel los.

51:56Karl Urban Das ist wahr. Das ist mir auch aufgefallen.

51:58Franziska Konitzer Und wenn man von München aus einfach in den Norden fährt, da ist es genauso schön und da ist kein Mensch.

52:05Karl Urban Von daher.

52:07Franziska Konitzer Geheimtipp Altmühltal. Ja, genau.

52:10Karl Urban Aber nicht weitersagen.

52:12Franziska Konitzer Ja, genau, nicht weitersagen. Na ja, dann danke ich dir für diese Geschichte, Karl. Finde ich mega. Finde es ja schön, dass wir dann, ich in meiner letzten Geschichte oder vorletzten Geschichte über die fehlenden Sonnenneutrinos, ein gelöstes Problem der Astrophysik und du jetzt ein gelöstes Problem der Geologie.

52:27Franziska Konitzer Also hoffentlich gelöst. Weitgehend gelöst.

52:29Karl Urban Ein gelöstes Problem, wo Auflösung die Lösung war, ne? Ja, eben.

52:35Franziska Konitzer Ich stelle mir immer noch geologische, geologische, statt Chemiebaukästen so geologische Baukästen vor. Hier ist ein Fläschchen, warten Sie 500.000.

52:43Karl Urban Jahre. Ja.

52:47Franziska Konitzer Exactly to scale.

52:49Karl Urban Mama, ich kann mein Zimmer noch nicht aufräumen. Warte noch 5 Millionen Jahre.

52:57Franziska Konitzer Also für alle sollten uns Kinder oder Eltern da draußen anhören. Ihr wisst, was euch erwartet. Dann haben wir es für heute, oder?

53:03Karl Urban Jawohl.

53:04Franziska Konitzer Dann haben wir es für heute. Dann kann ich sagen, dann war sie das, die 83. Ausgabe von Astrogeo. Wir danken allen, die unsere Arbeit unterstützen. Das sind die regelmäßigen AbonnentInnen der Riffreporter. Die Riffreporter sind eine Genossenschaft von über 100 freien und unabhängigen Journalistinnen und Journalisten, die zu vielen relevanten Themen arbeiten.

53:24Franziska Konitzer Alles frei von Werbung und Trackern. Außer für geologische Chemiebaukästen vielleicht, aber ja. Genau.

53:30Karl Urban Und eben dort bei den Riff-Reportern könnt ihr auch den Weltraum-Report bestellen, unser Newsletter. Und in dem informieren wir euch über alle neuen Folgen von Astrogeo, also von diesem Podcast, aber auch andere Astro-Texte, die wir dort veröffentlichen. Und dieser Newsletter kostet euch nichts.

53:47Franziska Konitzer Wir danken auch allen, die diesen Podcast direkt unterstützen. Eure Beiträge helfen uns schon, die Fixkosten dieses Podcasts zu decken, aber leider noch nicht mehr. Und wir freuen uns deshalb über eure Unterstützung auf Steady oder über direkte Überweisungen. Alle Möglichkeiten, uns finanziell zu unterstützen, findet ihr auf unserer Website astrogeo.de.

54:05Karl Urban Und wenn euch die Folge gefallen hat, hinterlasst uns doch gerne einen freundlichen Kommentar oder eine Bewertung bei Apple Podcasts, bei Spotify, direkt auf unserer Webseite oder wo auch immer ihr diesen Podcast hört. Ihr könnt uns auch Feedback oder Ideen für neue Themen schicken, zum Beispiel auf Mastodon, da findet ihr uns als astro-geo-at-chaos.social oder ihr könnt uns eine E-Mail schreiben an redaktion-at-astro-geo.de.

54:30Franziska Konitzer Und zuletzt danken wir euch fürs Zuhören, wir sagen Tschüss, Glück auf und Ad Astra, bis zum nächsten Mal.