Regina Martino - Schungit - Stein der Lebensenergie

Wieder andere Wissenschaftler sind überzeugt, dass Meteoriteneinschläge den Ursprung der Fullerene bilden. Es stimmt, dass es sich bei dem ältesten Meteoritenkrater, von dem man aktuell auf der Erde Kenntnis hat, um den Krater des Suav-Yarvi handelt, der etwa fünfzig Kilometer vom

Prähistorische Felsbilder an den Ufern des Onegasees.

Onegasee entfernt liegt und 2,4 Milliarden Jahre alt ist. Und im Kapitel über die Fullerene (S. 35 ff.) werden wir noch sehen, dass diese von Astronomen in einem Nebel geortet wurden. Man kann also nicht ausschließen, dass ein Meteorit Teil der Umweltfaktoren ist, die an der Erschaffung der Fullerene im Schungit beteiligt waren. Aber gegenwärtig gibt es keine wissenschaftliche Untersuchung, die das beweisen könnte.

1 Mit Akkretion bezeichnet man den Vorgang, bei dem ein Himmelskörper durch Gravitation Materie ansammelt.

2 Der Stromatolith (von griech. stroma = Decke und lithos = Stein) ist ein Kalkstein, dessen Äußeres oft an einen Blumenkohl erinnert. Diese Form geht auf Mikroorganismen wie die Cyanobakterien zurück, die das Bicarbonat zu Kalziumkarbonat ausfällen.

Man findet den Schungit nur an einem einzigen Ort der Welt, im russischen Teil Kareliens. Die Lagerstätte erstreckt sich über eine riesige Fläche von 9000 Quadratkilometern nordöstlich von Sankt Petersburg und ganz in der Nähe des Onegasees. Der Onegasee ist nach dem Ladogasee der zweitgrößte See auf dem europäischen Kontinent. Er hat eine Ausdehnung von 9 616 Quadratkilometern mit mehr als 1 600 Inseln und Inselchen (und ist damit mehr als 16-mal größer als der Genfer See).

Diese Seenplatte ist geologisch gesehen ein Kessel, der tektonischen Ursprungs ist und von Gletschern ausgehöhlt wurde. So ist eine großartige Landschaft mit Seen, Flüssen und Wäldern entstanden.

Felsritzungen am Onega-Sees.

Eine der ersten Abhandlungen, in welcher der Schungit namentlich auftaucht, wurde zwischen 1880 und 1886 von Alexander Inostranzew (1843–1919) erstellt, einem russischen Geologen und Paläontologen. Wie schon erwähnt, entdeckte man das erste Schungit-Vorkommen in der Nähe des nordkarelischen Dorfes Shun’ga.

Der Schungit kann infolge der Erosion und der Konvektionsbewegungen an der Oberfläche auftreten. Vor allem aber findet man ihn in der Erde, manchmal in Hunderten von Metern Tiefe. Die Hauptvorkommen an Schungit liegen vorrangig in neun Schichten, die von fünf Metern bis zu 120 Metern Stärke reichen. Die stärkste Schicht ist die Schicht Nummer 6 (wobei man von der untersten Schicht nach oben zählt).

Bis vor Kurzem dachte man, dass Kohlenstoff nur zwei allotrope Strukturformen haben kann. Die Allotropie bezeichnet die Fähigkeit eines Körpers, der sich aus einer einzigen Art von Atomen zusammensetzt (einfacher Körper), in verschiedenen molekularen oder kristallinen Strukturformen aufzutreten: als amorpher Kohlenstoff und als elementarer Kohlenstoff (von diesem existieren drei bekannte natürliche Modifikationen, nämlich Diamant, Graphit und Lonsdaleit, wobei Letzterer erst 1967 entdeckt wurde). Diese Substanzen unterscheiden sich in ihrer atomaren Struktur.

Beim Diamanten zum Beispiel befindet sich jedes Kohlenstoffatom im Zentrum eines Tetraeders, dessen höchste Punkte die vier nächsten Atome sind. Diese besondere atomare Struktur ist entscheidend für die Eigenschaften des Diamanten, der als die härteste bekannte Substanz gilt.

Beim Graphit bilden die Kohlenstoffatome einen hexagonalen Ring, dessen Wiederholung ein solides, stabiles Gitter schafft, das der Aneinanderreihung von Bienenwaben vergleichbar ist. Diese Blätter liegen in Schichten, den Basalebenen, übereinander und sind nur leicht miteinander verbunden. Dieser Struktur verdankt der Graphit seine spezifischen Eigenschaften: eine geringe Zähigkeit und die leichte Spaltbarkeit. Der Nobelpreis für Physik ging 2010 an die ersten Forscher, denen es gelungen war, Graphit so weit »aufzublättern«, bis nur noch eine Ebene von der Dicke eines Atoms übrig war; dieses ausgesprochen solide Atomgitter wird Graphen genannt.

Die Existenz riesiger Kohlenstoffmoleküle beruhte auf einer Hypothese, die aus den Berechnungen der Quantenphysik stammte. 1970 hatte Eiji Osawa, ein japanischer Wissenschaftler der Technischen Universität von Toyohashi, die Hypothese aufgestellt, dass theoretisch auch eine komplette Form des Kohlenstoffs als Fußball möglich wäre. In den achtziger Jahren wurden Testreihen im Labor durchgeführt, um die Existenz einer stabilen Struktur zu belegen, die 60 Atome enthält. Harold Kroto, James R. Heath, Sean O’Brien, Robert Curl und Richard Smalley entdeckten am 4. September 1985 das C60. Kurze Zeit später beobachteten sie die ersten Fullerene, was Kroto, Curl und Smalley 1996 den Nobelpreis für Chemie einbrachte.

Der Name Fullerene hat seinerseits aber einen anderen Ursprung. Er stammt von Richard Buckminster Fuller (1895 – 1983), einem amerikanischen Ingenieur, Architekten, Erfinder und Schriftsteller. Er wurde dafür berühmt, ein strukturelles Prinzip entdeckt und benannt zu haben, das »Tensegrity« heißt (die Fähigkeit einer Struktur, sich durch das Spiel der Kräfte zwischen Spannung und Druck zu stabilisieren, und zwar dank der Verteilung und des Gleichgewichts der mechanischen Beschränkungen in der gesamten Struktur). Bekannt ist er auch für seine Untersuchungen zur Synergetik, für seine Mitwirkung an der Gaia-Hypothese und vor allem als Erschaffer des architektonischen Konzepts der geodätischen Kuppeln, das er bei der Errichtung des amerikanischen Pavillons bei der Weltausstellung in Montreal 1967 zur Anwendung brachte.

Die geodätische Kuppel, die sich Fuller ausgedacht hat, ist ein genaues Spiegelbild der Struktur des C60-Fullerens.

Die Fullerene sind also eine neue Form des Kohlenstoffs, die im Labor entdeckt wurde. Das kleinste stabile Fulleren (seine fünfeckigen Ringe grenzen nicht aneinander) versammelt 60 Kohlenstoffatome (C60) und setzt sich aus 20 Sechsecken und 12 Fünfecken in Form eines Fußballs zusammen. Es gibt noch andere Fullerene wie das C70, C72, C76, C84...

Seit ihrer Entdeckung haben Chemiker versucht, größere Mengen an Fullerenen herzustellen, um ihre besonderen Eigenschaften besser untersuchen zu können. Erst 1991 waren die Techniken zur Herstellung entsprechend weit gediehen, doch es ist nach wie vor schwierig, ein Gramm künstlicher Fullerene zu erzeugen.

1991 hat die Zeitschrift Science das Fulleren zum »Molekül des Jahres« ausgerufen und erklärt, dass es »die Entdeckung war, die den Gang der wissenschaftlichen Forschung in den kommenden Jahren vermutlich am meisten beeinflussen wird« .

Fullerene verhalten sich bei bestimmten physikalisch-chemischen Reaktionen ungewöhnlich, was zum einen wahrscheinlich an ihrer Symmetrie liegt und zum anderen daran, dass sie eine Hülle darstellen, die andere Moleküle oder Ionen in ihrem Zentrum enthalten könnte. Im Gegensatz zu Diamant und Graphit, die ihr Äußeres mit Wasserstoffatomen bedecken, besteht bei den Fullerenen diese molekulare Notwendigkeit nicht. Man hat jedoch festgestellt, dass natürliche Fullerene es bestimmten freien Radikalen ermöglichen, untereinander zu reagieren, indem sie diese an ihre Oberfläche ziehen, ohne dabei ihre symmetrische Ballform (C60) aufzugeben. Wir werden in einem anderen Kapitel sehen, dass diese Eigentümlichkeit bereits für medizinische Anwendungen genutzt wurde.