Tridymit auf dem Mars - Mineral des Monats
Als der Mineraloge Gerhard vom Rath (1830 bis 1888) Tridymit im Jahr 1867 erstmals beschrieb, hätte vermutlich niemand damit gerechnet, dass das Mineral gut 150 Jahre später auch außerhalb der Erde gefunden werden könnte. Im Juni 2016 entdeckte das Roboterfahrzeug Curiosity auf dem Mars Tridymit, sodass schon bald weitere Theorien zur Entstehungsgeschichte des Mars aufgestellt werden konnten.
Tridymit
Tridymit wurde 1867 am San Cristóbal, einem Berg in Mexiko, entdeckt. Die Erstbeschreibung und auch Namensgebung ist dem deutschen Mineralogen Gerhard vom Rath zu verdanken. Beim Namen bezog sich vom Rath auf die charakteristische Besonderheit der Kristalle. Tridymit bildet häufig Verwachsungen der Kristalle zu Drillingen, weshalb sich der Mineraloge der griechischen Vokabel für Drilling – tridymos als Namenspaten bediente.
Tridymit ist in der Reinform durchsichtig und farblos wie klares Wasser. Durch Verwitterung oder Fremdbeimengungen erscheinen die Kristalle oft auch weiß, hellgelb oder hellgrau.
Die Kristalle sind typischerweise dünntafelig und zu rosettenartigen, stern- oder fächerförmigen Aggregaten verwachsen.
Anhand der Kristallstruktur von Tridymit können außerdem Rückschlüsse auf die Entstehungstemperaturen von Tridymit gezogen werden. Die Hochtemperaturform, die zwischen 465 und 1470 °C stabil ist, kristallisiert dem hexagonalen Kristallsystem folgend und stellt die eigentliche Bildungsform des Minerals dar. Beim Abkühlen verändert sich die Anordnung der Silicium-Sauerstoff-Tetraeder mehrfach. Zunächst entstehen orthorhombische Zwischenformen, bevor bei Temperaturen unterhalb von ca. 110 °C Tridymit dem monoklinen Kristallsystem folgend kristallisiert. Diese temperaturabhängigen Umwandlungen erklären, warum Tridymit in der Literatur mit verschiedenen Kristallsystemen beschrieben wird und weshalb natürliche Kristalle oft verzerrte und scheinbar hexagonale Formen zeigen, obwohl die Kristallstruktur bei Raumtemperatur einem anderen Kristallsystem und einer daraus resultierenden anderen Kristallsymmetrie entspricht.
Aus diesem Grund ist Tridymit sowohl für die Geologie wie auch Planetologie interessant, da die Kristallstruktur Hinweise auf die thermische Geschichte des Minerals verrät.
Tridymit auf dem Mars
Im Zuge der Marserkundung des Marsrovers Curiosity im Jahr 2016 wurde Tridymit erstmals außerhalb der Erde im Gale Krater auf dem Mars nachgewiesen.
Auf den ersten Blick ist Tridymit wenig spektakulär, denn genau wie Quarz besteht das Mineral lediglich aus Silicium und Sauerstoff. Eine Verbindung, die seit mehr als einem Jahrhundert bereits auf der Erde bekannt war.
Deutlich interessanter als die chemische Zusammensetzung war jedoch die Kristallstruktur des Probenmaterials. Tridymit wird auf der Erde vor allem im Zusammenhang mit siliciumreichen vulkanischen Gesteinen gefunden.
Der Mars hingegen war bis dato als Planet bekannt, dessen Kruste vorwiegend aus basaltischen Gesteinen besteht. Basaltische Magmen sind vergleichsweise siliciumdioxidarm, während dunkle, mafische, d.h. magnesium- und eisenreiche, Mineralien die Zusammensetzung beherrschen.
Die Funde von Tridymit auf dem Mars deuten hingegen auf Magma, die wesentlich siliciumreicher war und geologisch komplexe Entstehungsprozesse durchlaufen hat. Die Entdeckung vom Mars-Tridymit stellte daher die bisherige Vorstellung vom Vulkanismus des frühen Mars infrage.
Die Entdeckung lässt vermuten, dass auf dem jungen Mars einst Magmakammern existierten, in denen sich die Schmelzen durch fraktionierte Kristallisation weiterentwickelten. Dabei kristallisierte bestimmte Mineralien zuerst aus, während die verbleibende Schmelze zunehmend an Siliciumdioxid angereichert wurde. Auf der Erde entstehen auf diese Weise Gesteine wie Rhyolith, die häufig mit einem explosivem Vulkanismus verbunden sind. Tridymit könnte daher ein Hinweis darauf sein, dass es auf dem Mars nicht nur ruhige Lavaflüsse gab, sondern auch explosive Vulkanausbrüche, die große Mengen von vulkanischer Asche freisetzten.
Besonders interessant ist außerdem der Fundort des Minerals. Tridymit wurde nicht in einem Lavagestein entdeckt, sondern in Sedimenten, die sich vor Milliarden von Jahren am Grund eines Sees im Gale-Krater ablagert hatten. Nach einer heute vielfach favorisierten Erklärung könnte die vulkanische Asche aus einem entfernten Ausbruch in den damaligen Marssee gelangt sein. Dort wurden die Partikel durch Wasser transportiert, umgelagert und schließlich in den Sedimenten eingebettet.
Eine alternative Entstehungsgeschichte spricht sich dafür aus, dass Tridymit durch heiße, mineralreiche Lösungen in hydrothermalen Systemen entstanden sein könnte. Solche Systeme gehen auf der Erde eng mit vulkanischen Aktivitäten einher und gelten als möglicher Lebensraum für Mikroorganismen. Sollte sich diese Hypothese bestätigen, würde der Fund nicht nur neue Erkenntnisse über den Vulkanismus des Mars liefern, sondern auch über eine Umgebung, die einst lebensfreundlich gewesen sein könnte.
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Quellen:
- Morris, R.V., Rampe, E.B., Ming, D.W., Vaniman, D.T., Yen, A.S., Morrison, S.M., Downs, R.T., Treiman, A.H., Blake, D.F., Gellert, R. et al. (2016): Silicic volcanism on Mars evidenced by tridymite in high-SiO2 sedimentary rock at Gale Crater. IN: Proceedings of the National Academy of Sciences
- NASA Jet Propulsion Laboratory (2016): NASA Scientists Discover Unexpected Mineral on Mars
- Payré, V., Siebach, K. L., Thorpe, M. T., Antoshechkina, P. und Rampe, E. B. (2022): Tridymite in a lacustrine mudstone in Gale Crater, Mars: Evidence for an explosive silicic eruption during the Hesperian. IN: Earth and Planetary Science Letters, Vol. 594
- www.mineralienatlas.de - Tridymit
Letzte Aktualisierung: 15. Juni 2026