Rarität so vieler mineralischer Verbindungen hat vier Gründe

© Robert Downs/ University of NevadaDie mikroskopisch kleinen, blauen Kristalle des seltenen Minerals Nevadait sind nur aus zwei Fundorten weltweit bekannt.

Sie sind echte Raritäten: Forscher haben erstmals systematisch die rund 2.500 als selten geltenden Minerale der Erde kategorisiert. Einige von ihnen kommen nur an einem einzigen Ort der Erde vor, von anderen existiert bisher nur eine einzige Probe weltweit. Was ihre Seltenheit ausmacht und wer zu diesen wertvollen Raritäten gehört, hängt dabei von vier Bedingungen ab, wie die Wissenschaftler berichten.

"Wir leben auf einem Planeten mit bemerkenswerter Mineral-Vielfalt - es gibt unzählige Varianten in Farbe und Form, in der geochemischen Nische oder der Komplexität der Kristallstruktur", erklären Robert Hazen von der Carnegie Institution und seine Kollegen. 5.090 verschiedene Minerale sind bisher auf der Erde bekannt, möglicherweise warten sogar noch 1.500 weitere auf ihre Entdeckung.

Auf den neuesten NASA-Aufnahmen des Roten Planeten wird ein rätselhaftes Objekt dargestellt, das wieder reichlich Stoff für Spekulationen liefern dürfte.
Es sieht aus wie ein metallisches Objekt und soll vom Mars-Rover Curiosity der NASA am 29. Januar aufgenommen worden sein. Es handelt sich um eine Originalaufnahme der NASA-Homepage, die hier direkt angewählt werden kann:

»zur Originalaufnahme«.

Jeder kennt das: Der neue Staubsauger, der kurz nach Ablauf der Garantiezeit seinen Geist aufgibt, die Waschmaschine, bei der sich die Reparatur nicht mehr lohnt, weil gleich die ganze Trommel ausgetauscht werden müsste, obwohl nur ein Lager kaputt ist. Steckt da System dahinter?
Das haben Wissenschaftler am Öko-Institut in Freiburg und der Universität Bonn im Auftrag des Umweltbundesamt versucht herauszufinden. In der ersten bundesweiten Studie zur Haltbarkeit von Elektrogeräten wurden unter anderem Fernseher, Notebooks, Drucker und Haushaltsgroßgeräte untersucht. Ein Ergebnis: Viele Haushaltsgeräte werden heute deutlich schneller durch ein neues Gerät ersetzt als noch vor zehn Jahren. Waschmaschinen gehen neun Monate früher kaputt, Wäschetrockner müssen 2,8 Jahre früher ersetzt werden, weil das Gerät defekt ist und bei Gefriergeräten ist sogar schon 3,1 Jahre früher ein neues Gerät fällig. Besonders auffällig findet Studienleiter Siddharth Prakash, dass immer mehr Geräte kaputt gehen, die noch nicht einmal fünf Jahre alt sind. Das Umweltbundesamt veröffentlicht die Studie am Montag. Der ZDF-Umweltredaktion liegt sie bereits vor.

Unternehmen planen kurze Lebensdauer

Dass die Industrie gezielt Schwachstellen, sogenannte Sollbruchstellen, einbaut, konnten die Wissenschaftler nicht nachweisen. Die Praxis in den Unternehmen sehe jedoch so aus, dass Hersteller die Lebensdauer ihrer Produkte planen. "Das Kernprinzip lautet, Produkte so zu gestalten, dass sie so lange wie nötig, aber nicht so lange wie möglich halten", heißt es in der Studie. Diese Information ist den Verbrauchern aber in der Regel nicht bekannt. Die Folge: Gerade im Billigsegment gehen viele Produkte sehr schnell kaputt.

Nach Messungen von Geowissenschaftlern könnten neue Erdfälle auftreten. 2016 weitere Messungen westlich der B4

Elxleben. Die Auswertung der Messungen am Erdfallgebiet bei Elxleben durch vier Jenaer Studenten liegt jetzt vor. Im Wesentlichen habe sich Bekanntes zu der sogenannten „Erfurter Störungszone“ bestätigt, so Dr. Thomas Jahr, Dozent am Geowissenschaftlichen Institut und Leiter des Geodynamischen Institutes Moxa, der die Untersuchungen geleitet hatte. Weitere Erdfälle seien in diesem Areal nicht auszuschließen.

Bereits in den vergangenen Jahren war es auf diesen Ackerflächen immer wieder zu Erdfällen gekommen, 2013 musste sogar die Straße K 19 zwischen Elxleben undKühnhausen wegen eines Erdfalls komplett gesperrt werden. Erst im Sommer 2015 wurde sie nach komplizierten Bauarbeiten und dem Einbau einer Stahlbetonplatte unter den Straßenbelag wieder frei gegeben. Im Oktober 2015 hatten Studenten und Wissenschaftler des Institutes für Geowissenschaften der Universität zehn Tage lang entlang der K 19 auf den Ackerflächen zwischen Kühnhausen und ElxlebenUntersuchungen vorgenommen. Ziel sei „die Erkundung der Subrosion (unterirdische Auslaugung, d. Red.), um das Gefährdungspotenzial von Erdfällen abzuschätzen“, heißt es im jetzt vorliegenden zusammenfassenden Bericht an die Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie in Jena (TLUG). Die Erkenntnisse aus diesem Areal könnten also auch für andere Thüringer Erdfallregionen interessant sein.

Mit hochempfindlichen Messgeräten zur Geoelektrik und Gravimetrie wollten die Studenten um Dr. Thomas Jahr und Dr. Andreas Goepel erkunden, ob und wo es unterhalb der Schwellenburg weitere Erdfälle gibt oder künftig geben könnte. Dies sind Methoden, bei denen elektrischer Strom in den Boden gespeist und der elektrische Widerstand gemessen wird. Zudem wird die Dicke der Erdschichten gemessen. Die Ergebnisse wurden kartiert.

Die Zeiten, in denen man Geräte einzig per Knopfdruck bedienen konnte, sind vorbei. Das nützt vor allem Menschen mit Behinderung.
Wenn sich im Herbst die Athleten des "Cybathlon" 2016 zum Sportwettkampf treffen, dreht sich alles um die richtige Technik: Menschen mit Querschnittslähmung radeln um die Wette oder durchlaufen einen Hindernisparcours. Träger künstlicher Arme beweisen Fingerfertigkeit in Alltagsdingen wie Brotschneiden oder Wäscheaufhängen. Und beim "Brain-Computer-Interface-Race" lotsen Menschen, denen nur die Kraft der Gedanken geblieben ist, mit Hilfe ihrer Gehirnströme einen Avatar durch eine virtuelle Welt. Möglich machen das neu entwickelte Systeme, die Menschen mit Behinderung bei der Bewältigung ihres Lebens helfen.

In den Beobachtungsdaten des NASA-Weltraumteleskops „Kepler“ haben Astronomen einen Felsplaneten entdeckt, dessen Größe die bisherigen Vorstellungen darüber, wie groß solche sog. Super-Erden eigentlich werden können, sprengen.

Wie das Team um dem Astrophysiker Nestor Espinoza von der Pontifical Catholic University of Chile vorab auf ArXiv.org berichten, umkreist der 500 Lichtjahre entfernte Planet mit der Bezeichnung „BD+20594b“ einen sonnenähnlichen Stern, besteht vollständig aus Gestein und besitzt einen Durchmesser von der Hälfte dessen des Planeten Neptun.

Damit besitzt „BD+20594b“ die 16-fache Masse unserer Erde, bei einer Dichte von 8 Gramm pro Kubikzentimeter. Damit ist der Planet größer als die bislang für möglich gehaltenen maximale Größe von Felsplaneten, sogenannten Super-Erden mit dem 1,5- bis zur 15-fachen der Erdmasse.

„Die Entdeckung dieses Planeten ist deshalb so wichtig, da sie uns zeigt, dass wir noch einiges über die Entstehung und Entwicklung von Planeten lernen können, und es Planeten mit Zusammensetzungen gibt, die wir uns bislang anhand unseres eigenen Sonnensystems nicht vorstellen konnten“, so die Forscher. „Zudem kann man durch Vergleiche dieses Planeten mit dem bisherigen Größenrekordhalter (Kepler 10c) verschiedene Theorien zur Planetenentstehung auf die Probe stellen.“

Auch Tiere können von Feuer profitieren. Beobachtungen in Australien deuten an, dass manche Greifvögel sogar gezielt Brandstiftung betreiben.
Der Gebrauch des Feuers gilt eigentlich als Privileg von uns Menschen, während Tiere sich normalerweise davon fernhalten - oder es zumindest nicht gezielt einsetzen. Doch sollten sich Beobachtungen aus Australien bestätigen, müssten wir umdenken: Zwei Greifvogelarten, der Schwarzmilan (Milvus migrans) und der Habichtfalke (Falco berigora), betreiben in den Savannen des Kontinents anscheinend gezielt Brandstiftung, wie Bob Gosford berichtete. Der Australier ist eigentlich Anwalt, interessiert sich jedoch stark für die Kultur der Aborigines und wie sie mit ihrer Umwelt leben. Einen besonderen Schwerpunkt bildete dabei dem Wissen der Ethnien über Vögel, was Gosford auch zu einem Teil seines Anthropologiestudiums machte. Immer wieder hörte er dabei Anekdoten, dass bestimmte Greifvögel glimmende oder brennende Zweige am noch unversehrten Ende ergriffen und über noch nicht entflammter Vegetation fallen ließen.

Zeit für den Abschied. Das Mini-Labor «Philae» hat auf dem entfernten Kometen «Tschuri» seinen ewigen Winterschlaf begonnen.

Die Europäische Raumfahrtagentur Esa und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben den Kontakt zu «Philae» offiziell für beendet erklärt. Das Team werde keine Kommandos mehr an «Philae» senden und die Chance, dass der Landeroboter welche sende, tendierten gegen Null, sagt «Philae»-Projektleiter Stephan Ulamec vom DLR.

Der Komet, der eigentlich «67P/Tschurjumow-Gerassimenko» heißt, entfernt sich in den nächsten Jahren immer weiter von der Sonne. Es wird auf dem Brocken nun viel zu kalt für die Technik des Labors.

Einen einzigen Wunsch hat der Chef für den Esa-Flugbetrieb Paolo Ferri noch: Er hätte gerne ein Abschiedsbild von dem kleinen Lander. Doch dafür muss die Muttersonde «Rosetta», die den Kometen umkreist, rechtzeitig in die richtige «Schussposition» kommen, bevor die Lichtverhältnisse schlechter werden. «Im März haben wir noch genug Licht in der Ecke, wo wir "Philae" vermuten», sagt Ferri. «Wir würden gerne wissen: Was ist wirklich passiert? Ist er umgekippt, ist er mit Staub bedeckt und spricht er deshalb nicht mehr?», sagt Ferri.

Die Konzentration unterschiedlicher Stoffe in Körperflüssigkeiten kann Ärzten einiges über den Gesundheitszustand von Menschen verraten. Eine Forschergruppe hat jetzt ein Wearable-System zur Schweiß-Auswertung entwickelt.

In gar nicht so ferner Zukunft könnten Geräte wie Fitness-Armbänder oder Smartwatches ein deutlich besseres Bild über Ihren Gesundheitszustand liefern, indem sie chemische Substanzen in Ihrem Blut analysieren.

Tatsächlich hat eine Gruppe von Forschern jetzt ein flexibles, tragbares Band voller Sensoren entwickelt, das Natrium, Kalium, Glucose und Laktat sowie die Hauttemperatur erfassen kann. Die Daten werden gesammelt und zur Verarbeitung an ein biegsames elektronisches Bauteil gesendet, von wo aus sie über Bluetooth weiter an eine App auf dem Smartphone geschickt werden.

Fitness-Armbänder und Smartwatches gibt es bereits reichlich, und sie messen Faktoren wie Puls, Atmungsrate oder elektrische Leitfähigkeit der Haut. Gute, nicht-invasive Methoden zur Erfassung, was genau sich in Körperflüssigkeiten befindet, existieren jedoch noch nicht.

Im Erdmantel gibt es offenbar eine gewaltige, bisher unbekannte Sauerstoffquelle. Denn unter dem hohen Druck und der Hitze in diesen Tiefen bilden sich zwei neuartige Eisenoxid-Formen, wie Forscher bei Hochdruck-Experimenten entdeckt haben. Bei dieser Umwandlung geben die Eisenminerale große Mengen Sauerstoff ab. Wie sich dies auf die Prozesse im Erdmantel auswirkt, ist bisher jedoch noch unbekannt, so die Wissenschaftler im Fachmagazin Nature Communications.
Eisenoxide sind Minerale, die in der Natur in verschiedenen kristallinen Strukturen vorkommen. Besonders weit verbreitet sind Hämatit (Fe₂O₃) und Magnetit (Fe₃O₄). Diese Eisenerz-Minerale haben einen Eisengehalt von über 70 Prozent und sind damit wichtige Rohstoffe für die Gewinnung von Eisen und Stahl. Bei hohem Druck und hohen Temperaturen können jedoch noch weitere Eisenoxid-Varianten entstehen - das ist unter anderem im Erdmantel der Fall.

Hämatit und Magnetit unter Druck

In ihrem Hochdruck-Experiment haben Elena Bykova von der Universität Bayreuth und ihre Kollegen die Eisenminerale Hämatit und Magnetit den extremen Bedingungen des Erdmantels ausgesetzt. Dafür nutzten sie eine Diamantstempelzelle, in der winzige Materialproben mit einem Druck von einigen hunderttausend Atmosphären zusammengepresst werden. Mit einem Laser erhitzten die Forscher die Proben dabei zusätzlich auf mehr als 2.00 Grad Celsius.

Der Hintergrund für dieses Experiment: Eisenerze kommen in dicken Ablagerungen in der Erdkruste vor und gelangen an den Plattengrenzen auch in den Erdmantel. Dies geschieht in Subduktionszonen, in denen sich eine Platte unter die andere schiebt und dabei in die Tiefe gedrückt wird. "Die Vermutung liegt nahe, dass auf diese Weise auch große Mengen von Hämatit und Magnetit tief in den Erdmantel vorgedrungen sind", erklärt Bykova.