“Diamantenregen” auf eisigen Riesenplaneten könnte häufiger vorkommen als bisher angenommen

Was geht im Zentrum von Planeten wie Neptun und Uranus vor? Um das herauszufinden, hat ein internationales Team unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), der Universität Rostock und der französischen École Polytechnique eine dünne Folie aus simplem PET-Plastik mit einem Laser beschossen und das Geschehen mit intensiven Röntgenblitzen untersucht. Zum einen konnten die Forscher ihre frühere These bekräftigen, dass es wohl tatsächlich Diamanten im Inneren der Eisriesen am Rand unseres Sonnensystems regnet. Zum anderen könnte die Methode die Grundlage für ein Herstellungsverfahren von Nanodiamanten bilden, wie sie für hochempfindliche Quantensensoren benötigt werden.

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Virtuelle Bohrkerne als neues Referenzgestein

Für die Gewinnung von Erdwärme sowie zur unterirdischen Speicherung von Energie in Form von Wärme, Druckluft oder Gas ist eine sehr gute hydraulische Durchlässigkeit der Reservoirgesteine eine Grundvoraussetzung. So entscheiden bei Sandsteinen die Struktur und Verteilung von Sandkörnern und Poren darüber, ob eine Formation technisch und wirtschaftlich effizient genutzt werden kann. Mit virtuellen Bohrkernen lassen sich die Eigenschaften potenzieller Reservoire ohne kostspielige Feldversuche und aufwändige Laboranalysen untersuchen. Ein Team um Maria Wetzel vom Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) hat einen neuen Ansatz zur „Herstellung“ solcher Bohrkerne für drei Arten typischer Reservoirsandsteine entwickelt. Er ahmt den natürlichen Prozess der Entstehung nach. Dabei können erstmals vielfältige natürliche Kornformen abgebildet werden, was zu einem wesentlich realistischeren Modell führt.

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Neue Einblicke in das Innenleben von Magmakammern

Magmakammern sind große Gebilde aus geschmolzenem Gestein, die sich mehrere Kilometer unter der Erdoberfläche befinden. Sie sind aufgrund ihrer großen Entfernung zur Erdoberfläche schwer in Echtzeit zu untersuchen. Geologen untersuchen die Eruptivgesteine, die sich bilden, wenn diese Magmakammern abkühlen und schließlich durch die Kräfte der Erosion an der Erdoberfläche freigelegt werden. So können sie die Prozesse verstehen, die vor Millionen von Jahren in den Magmakammern stattfanden.

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Diamanten brauchen Spannung

Diamanten faszinieren – nicht nur als Schmucksteine mit brillanten Farben, sondern auch wegen der extremen Härte des Materials. Wie genau diese besondere Variante des Kohlenstoffs tief in der Erde unter extrem hohen Drücken und Temperaturen entsteht, gibt immer noch Rätsel auf. Jetzt haben Forschende von der Russischen Akademie der Wissenschaften Nowosibirsk in Kooperation mit dem Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam in Theorie und Experiment einen wichtigen neuen Einflussfaktor nachgewiesen: Schwache elektrische Felder können ein entscheidender Katalysator bei der Diamant-Bildung sein. Ihre Erkenntnisse haben sie jetzt im Fachmagazin Science Advances publiziert.

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Kosmische Diamanten entstehen bei gigantischen planetaren Kollisionen

Geowissenschaftler der Goethe-Universität haben in Meteoriten die größten extraterrestrischen Diamanten gefunden, die je entdeckt wurden – immerhin einige zehntel Millimeter groß. Frankfurter Wissenschaftler konnten jetzt zusammen mit einem internationalen Team von Forschern nachweisen, dass diese Diamanten in der Frühzeit unseres Sonnensystems während der Kollision von Kleinplaneten miteinander oder mit großen Asteroiden entstanden sind und widerlegen damit die These ihres Ursprungs tief im Innern von mindestens Merkur-großen Planeten.

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Nanokristalle lassen Vulkane explodieren

Winzige Kristalle, zehntausend Mal dünner als ein menschliches Haar, können explosionsartige Vulkanausbrüche verursachen. Diesen überraschenden Zusammenhang hat jetzt ein deutsch-britisches Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Danilo Di Genova vom Bayerischen Geoinstitut (BGI) der Universität Bayreuth entdeckt. Die Kristalle erhöhen die Zähflüssigkeit des unterirdischen Magmas. Infolgedessen kommt es zu einem Stau aufsteigender Gase. Der kontinuierlich steigende Druck entlädt sich schließlich in massiven Eruptionen.

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Das Keimen von Eisen: Ulmer Forschende filmen die „Geburt“ eines Kristalls

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Ulm haben in Echtzeit das Keimen einer Kristallstruktur beobachtet. Sie wurden Zeugen, wie sich Eisenatome unter dem Einfluss eines Elektronenstrahls zunächst ungeordnet zusammenschlossen, bevor sie sich zu einer regelmäßigen Gitterstruktur formierten. Für diesen Vorgang gab es bislang lediglich zwei sich widersprechende Theorien.

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Neue Formen von Feldspat entdeckt

In Hochdruckexperimenten hat ein Forschungsteam neue Formen des weit verbreiteten Minerals Feldspat entdeckt. Diese bisher unbekannten Varianten sind bei moderaten Temperaturen noch bei einem Druck stabil, wie er im oberen Erdmantel herrscht, wogegen normaler Feldspat dort nicht mehr existieren kann. Die Entdeckung könnte die Sicht auf kalte Subduktionsplatten (abtauchende Erdplatten) und die Interpretation seismischer Signale verändern, wie das Team um DESY-Wissenschaftlerin Anna Pakhomova und den akademischen Direktor des Bayerischen Geoinstituts, Leonid Dubrovinsky, im Fachblatt „Nature Communications“ berichtet.

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Winzige Kristalle verschließen Hohlräume und begrenzen die Aufnahme von Verunreinigungen im Gestein

Die nun von einem in Großbritannien ansässigen Wissenschaftlerteam veröffentlichten Forschungsergebnisse haben zum ersten Mal gezeigt, dass die Mobilität potenziell schädlicher Verunreinigungen in kristallinem Gestein über lange Zeiträume hinweg aufgrund des Vorhandenseins winziger Kristalle stark eingeschränkt sein kann. Dies bedeutet, dass sich die Verunreinigungen wahrscheinlich nur auf wasserführende Frakturen beschränken werden.

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