Edelsteine als Indikatoren für die Plattentektonik

Sie funkeln geheimnisvoll rot, schimmern grün: Rubine und Jade sind beliebte Edelsteine. Sie sind aber auch gute Indikatoren für die geologische Vergangenheit der Erde: Denn beide Edelsteine entstanden nur an bestimmten Plattengrenzen. Während Jadeit nur an Subduktionszonen gebildet wurde, ist der Rubin das Ergebnis der Prozesse bei einer Kontinentkollision, wie US-Forscher im Fachmagazin „Geology“ berichten. Diese Erkenntnis könnte dabei helfen, neue Lagerstätten zu finden, aber auch, alte, verborgenen Plattengrenzen zu identifizieren.

Sein rotes Leuchten faszinierte unsere Vorfahren schon vor mehr als 2.000 Jahren: Rubine galten im alten Indien als Glücksbringer, in Israel schmückten sie den Hohepriester und auch im alten Ägypten war dieser Edelstein beliebt. Jadeit, eine grünlich bis schwärzlich erscheinende Jadevariante, war sogar schon in der Steinzeit bekannt und wurde als Rohmaterial für Schmuck, Werkzeug und Kunstgegenstände genutzt. Beiden Edelsteinen ist gemeinsam, dass sie nur unter bestimmten Druck- und Temperaturverhältnissen aus ihrem Ausgangsmaterial entstehen.

Subduktionszonen als Geburtsorte von Jadeit

Robert Stern von der University of Texas und seine Kollegen haben nun festgestellt, dass beide Edelsteine sogar nur an bestimmten Stellen der Erdkruste und nur bei jeweils einem geologischen Prozess entstehen: „Jadeit bildet sich, wenn ozeanische Kruste an einer Plattengrenze subduziert wird“, erklären die Forscher. Dabei drückt die oben liegende kontinentale Platte die ozeanische in die Tiefe. Solche Subduktionszonen finden sich beispielsweise an der Westküste Südamerikas und an der asiatischen Pazifikküste.

Grünlich schimmernder Jadeit © gemeinfrei

Im Gestein enthaltene Flüssigkeit geht bei diesem Prozess in einen sogenannten superkritischen Zustand über und kondensiert in rund 20 bis 120 Kilometern Tiefe. Dadurch bildet sich das grünlich glänzende Jadeit. „Es markiert damit die Stellen, an der alte Subduktionszonen liegen“, konstatieren die Wissenschaftler.

Plattenkollision schuf Rubine

Rubine dagegen entstehen an einer anderen Plattengrenze: dort, wo zwei kontinentale Platten aufeinander zu wandern und zusammenstoßen. Solche Kollisionszonen finden sich beispielsweise unter dem Himalaya, wo die Indische und die Asiatische Kontinentalplatte kollidieren. In der Tiefe schmelzen dabei aluminiumreiche und siliziumarme Minerale und mischen sich. Unter hohem Druck in 10 bis 40 Kilometern Tiefe bildet sich dabei der Rubin, eine rote Variante des Minerals Korund. „Rubine sind daher ein guter Indikator für eine vergangene Plattenkollision“, erklären die Forscher.

Das Wissen um diese Indikator-Funktion dieser Edelsteine kann nach Ansicht der Forscher dabei helfen, die früheren Bewegungen der Kontinente zu rekonstruieren. „Wir schlagen daher vor, Jadeit und Rubin als Plattentektonik- Edelsteine zu bezeichnen“, sagen sie. Sie seien ein wertvoller neuer Indikator, der im Gegensatz zu anderen Zeugnissen der geologischen Vergangenheit kaum durch Erosion verändert worden sei. Zudem könne das Wissen um die Bindung dieser Edelsteine an bestimmte Plattengrenzen dabei helfen, neue Fundstätten von Jadeit und Rubinen zu finden. (Geology, 2013; doi: 10.1130/G34204.1)

(American Geological Society, 21.05.2013 – NPO)