Das Blau des Lapislazuli oder des Pigments Ultramarin entstehen durch eine spezielle Form des Schwefels, ein dreifach negatives Ion. Jetzt hat ein internationales Forscherteam diese Schwefelform überraschenderweise auch in wässriger Lösung nachgewiesen – in den heißen, unter hohem Druck stehenden hydrothermalen Flüssigkeiten im Erdinneren. Wie sie in „Science“ berichten, könnte diese dort erstaunlich stabile Form des Schwefels eine wichtige Rolle unter anderem für den Transport von Edelmetallen im Untergrund spielen.
Schwefel ist das sechsthäufigste Element der Erde. In vielen geologischen und biologischen Prozessen spielen Schwefelverbindungen eine Schlüsselrolle. Bisher glaubten Geochemiker, dass es im Inneren der Erde nur zwei Formen von schwefelhaltigen Molekülen gibt: Sulfide und Sulfate. Ob das allerdings tatsächlich so ist und ob dies beispielsweise auch für die hydrothermalen Flüssigkeiten gilt, die in den winzigen Gesteinsporen und Ritzen der Erdkruste und des Mantels fließen, wusste bisher niemand. Eine direkte Beprobung war nicht möglich.
Extrembedingungen im Labor nachgebaut
Um diese Frage dennoch zu beantworten, hat jetzt ein französisch-deutsches Forscherteam kurzerhand die hydrothermale Flüssigkeit und die in ihr herrschenden Bedingungen im Labor nachgebaut. Dafür erzeugten sie zunächst eine wässrige Lösung von elementarem Schwefel und Thiosulfaten und gaben sie in eine Diamantzelle. Diese setzten sie dann Temperaturen von mehreren hundert Grad und einem Druck von mehreren zehntausend Atmosphären aus – entsprechend den Bedingungen in einigen Kilometern Tiefe.
Mit Hilfe der Raman-Spektroskopie einem Verfahren, das die chemische Zusammensetzung von Stoffen anhand der unterschiedlichen Streuung im Laserlicht misst – bestimmten die Forscher anschließend die in der Diamantzelle vorliegenden Schwefelformen.
