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Smaragd

Smaragd

Smaragd ist eine im hexagonalen Kristallsystem kristallisierende Varietät des Silikat-Minerals Beryll und hat eine Härte von 7,5 bis 8. Seine chemische Zusammensetzung ist durch Be3Al2Si6O18 beschrieben. Die Farbe ist durch Beimengung von Chrom- und Vanadium-Ionen grün, Strichfarbe ist weiß.

Vorkommen

Smaragde finden sich in Pegmatit-Adern, insbesondere in Graniten, aber auch in metamorphen Gesteinen wie Gneis und als Mineralseife in Flusssedimenten. Die Kristalle sind selten größer als einige Zentimeter und meist durch Risse, Einschlüsse (häufig Biotit und andere Glimmer oder Flüssigkeiten) und Beimengungen anderer Minerale in ihrer Qualität beeinträchtigt. Ihr Vorkommen ist an tektonische Störungszonen geknüpft. Es ist möglich, Smaragde synthetisch herzustellen. Wichtige Vorkommen finden sich in Brasilien, Kolumbien und dem Uralgebirge. Die einzige in Europa relevante Fundstelle befindet sich im Habachtal in Österreich.

Verwendung als Rohstoff

Smaragde wurden und werden von vielen Kulturen der Erde als besonders wertvolle Schmuck- bzw. Edelsteine geschätzt. Besonders die Smaragde aus Brasilien können durch ihr kräftiges grün z. T. höhere Preise als ein gleichgroßer Diamant erzielen und sind somit die teuersten Schmucksteine überhaupt.

Geschichte

Die Anfänge des Smaragd-Abbaus liegen im alten Ägypten. Bereits um das 13. Jahrhundert v. Chr. wurden die Edelsteine dort gewonnen; die Bergwerke von Sikait und Sabara versorgten Europa mehr als tausend Jahre lang mit den kostbaren Mineralen. Auch im Orient bei Persern, Osmanen und den Mogulherrschern Indiens waren die edlen Steine sehr begehrt. Als schließlich die Spanier im 16. Jahrhundert Südamerika eroberten, stießen sie auch dort auf einen regen Handel mit den Steinen, der von Kolumbien aus bis weit nach Chile und Mexiko reichte. Das von ihnen 1573 erbeutete Muzo-Bergwerk ersetzte fortan die ägyptischen Quellen. Siehe auch: Liste von Mineralen

Weblinks


- [http://smaragd.granat.at Fundstellen und Fotos]
- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Smaragd Mineralienatlas - Smaragd]
- [http://www.meinemineraliensammlung.de/ Animierte Fotos von Mineralien]
- [http://www.jurziczek.de/miseroni/ Edelsteinschneider Miseroni bearbeitete 1641 den größten Smaragd von 2680 Karat] Kategorie:Schmuckstein Kategorie:Mineral ja:エメラルド

Kristallsystem

Kristallsysteme bieten ein symmetriebezogenes Klassifizierungsschema für kristalline Festkörper. In der Kristallographie werden die zu beschreibenden Kristalle mit Hilfe des Kristallsystems dreidimensional klassifiziert. Es gibt 7 verschiedene Kristallsysteme: triklin, monoklin, orthorhombisch, tetragonal, trigonal, hexagonal und kubisch. Kristallsysteme finden hauptsächlich Anwendung in der Mineralogie, Festkörperchemie und Festkörperphysik.

Definition

Die höchstsymmetrische Punktgruppe eines Kristallsystems ist die so genannte Holoedrie. Wenn die Punktgruppe eines Kristalls die gleichen Anforderungen an das Gitter stellt, wie eine Holoedrie, dann gehört die Kristallstruktur zum betreffenden Kristallsystem. In der Regel ist die Symmetrie der Kristallstruktur niedriger als die Symmetrie des Gitters, und es kann sogar vorkommen, dass der Kristall zu einem niedrigersymmetrischen Kristallsystem gehört, als sein Gitter. Zum Beispiel ein Kristall mit Punktgruppe 4\ hat gezwungenermaßen ein Gitter, das mindestens Punktgruppe 4/m\ m\ m hat, und deshalb wird er dem tetragonalen Kristallsystem zugeordnet. Diese Zuordnung würde auch zutreffen, wenn der Kristall ein kubisches Gitter hätte.

Zuordnung der kristallographischen Punktgruppen zu den Kristallsystemen

Koordinatensysteme

Sinnvollerweise wird bei der Beschreibung von Kristallen und Kristallstrukturen meistens kein kartesisches Koordinatensystem, sondern ein an das Kristallsystem angepasstes Koordinatensystem verwendet. Dadurch werden zum Beispiel alle Rotationsmatrizen der Symmetrieoperationen integrale Matrizen. Diese Koordinatensysteme erfüllen gewisse Bedingungen:
- Triklines Kristallsystem: Es werden die drei kleinstmöglichen primitiven Basisvektoren verwendet. Es gibt keine Bedingungen bezüglich Winkel und Längen der Basisvektoren.
- Monoklines Kristallsystem: Ein Basisvektor (üblicherweise die y-Achse) wird in die zweizählige Drehachse gelegt. Daraus ergeben sich zwei 90°-Winkel aber keine Beschränkung bezüglich der Achsenlängen.
- Orthorhombisches Kristallsystem: Die Basisvektoren werden in die 2-zähligen Drehachsen gelegt. Daraus ergeben sich drei 90°-Winkel (daher ortho) aber keine Beschränkung bezüglich der Achsenlängen.
- Hexagonales Kristallsystem: Eine Basisvektor (üblicherweise die z-Achse) wird in die 6-zählige Drehachse gelegt, die zwei anderen in die dazu senkrechten 2-zähligen Drehachsen. Man erhält zwei gleichlange Achsen in einer Ebene mit 120°-Winkel, die dritte Achse senkrecht dazu.
- Tetragonales Kristallsystem: Ein Basisvektor (üblicherweise die z-Achse) wird in die 4-zählige Drehachse gelegt, die zwei anderen in die dazu senkrechten 2-zähligen Drehachsen. Man erhält zwei gleichlange Achsen und drei 90°-Winkel.
- Trigonales Kristallsystem: Für dieses Kristallsystem sind zwei Koordinatenaufstellungen gebräuchlich: entweder drei gleichlange Basisvektoren und drei gleiche Winkel (rhomboedrisches Koordinatensystem), oder Aufstellung wie im hexagonalen Kristallsystem, aber mit rhomboedrischer Zentrierung.
- Kubisches Kristallsystem: Die Basivektoren werden in die 4-zähligen Achsen gelegt. Man erhält drei gleichlange Achsen und drei 90°-Winkel Die gegebenen Bedingungen sind notwendig, aber nicht hinreichend: es ist durchaus möglich, dass die Achsen eines triklinen Kristalls gleichlang sind und jeweils 90° einschließen. Daraus folgt nicht, dass der Kristall kubisch ist! Zu beachten ist, dass man durch diese symmetriebezogene Koordinatenaufstellung unter Umständen keine primitive Basis mehr erhält. Es ist daher nötig zusätzlich zum Kristallsystem noch die Zentrierung anzugeben, wodurch die 14 Bravais-Gitter erhalten werden.

Andere Einteilungen

Die oben angegebene Einteilung entspricht derjenigen aus den International Tables for Crystallography. In der Literatur finden sich noch andere: In der amerikanischen und der russischen werden das trigonale und das hexagonale Kristallsystem zu einem zusammengefasst. Der Hintergedanke dabei ist, dass man ein trigonales Gitter als ein hexagonales Gitter mit rhomboedrischer Zentrierung ansehen kann. In der französischen Literatur, und teilweise auch in der deutschen, gibt es mit dem rhomboedrischen ein achtes Kristallsystem. Diesem werden die trigonalen Raumgruppen mit rhomboedrischer Zentrierung zugeordnet. Die Einteilung der International Tables for Crystallography ist aber am konsistentesten und setzt sich daher immer mehr durch.

Siehe auch

Kristallstruktur, Bravais-Gitter, Lauegruppe

Weblinks


- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Kristallsystem Mineralienatlas - Kristallsystem]
- [http://gastein-im-bild.info/stein/s_krisys.html Kristallsysteme] Kategorie:KristallographieKategorie:Mineralogie ja:結晶構造

Mineral

Als Mineral (Mehrzahl Minerale, auch Mineralien) definieren Mineralogen natürlich vorkommende Feststoffe mit einer einheitlichen chemischen Zusammensetzung und einem auch auf mikroskopischer Ebene gleichförmigen Aufbau. Die meisten Minerale sind kristallin. Die Mehrzahl der heute bekannten ca. 4000 Minerale sind anorganisch, es sind aber auch wenige organische Minerale bekannt. Die Lehre von den Mineralen ist die Mineralogie. Alle Gesteine der Erde und anderer Himmelskörper sind aus Mineralen aufgebaut. Am häufigsten kommen etwa dreißig Minerale vor, die so genannten Gesteinsbildner. Der spezifische Mineralinhalt eines Gesteins liefert Informationen über die Bildung und Entwicklungsgeschichte eines Gesteins und trägt damit zur Kenntnis des Ursprungs und der Entwicklung des Planeten Erde bei. Nach ihrer Entstehung lassen sich Primärminerale und Sekundärminerale unterscheiden: Erstere entstehen zur selben Zeit wie das Gestein, dessen Teil sie sind, letztere werden dagegen erst durch chemische Verwitterung oder Metamorphose aus den Primärmineralen gebildet.

Struktur und Form

Metamorphose Fast alle Minerale treten in der Natur als kristalline Feststoffe auf, sehr wenige dagegen als amorphe Stoffe, die dem Glas vergleichbar sind. Gediegenes, das heißt elementares, Quecksilber und Wasser, die flüssige Modifikation des Eises, stellen die einzigen Flüssigkeiten dar, die zu den Mineralen gezählt werden. Frei kristallisierte Minerale zeigen äußerlich eine feste geometrische Form mit wohldefinierten natürlichen Flächen, die in festen Winkeln zueinander stehen. Dies wird auch als Gesetz der Winkelkonstanz bezeichnet. Die symmetrische Anordnung der Flächen ist Ausdruck der inneren Struktur eines kristallinen Minerals: Es zeigt eine wohlgeordnete Atomstruktur, die durch vielfach wiederholte Aneinanderreihung so genannter Elementarzellen entsteht, die die kleinste Struktureinheit des Minerals ausmachen. Man unterscheidet aufgrund der inneren Symmetrie sechs bis sieben Kristallsysteme, nämlich das kubische, das hexagonale, das trigonale, das tetragonale, das orthorhombische, das monokline und das trikline System. Hexagonales und trigonales System werden von manchen Mineralogen gelegentlich zusammengefasst. Durch ungleichmäßiges Kristallwachstum können so genannte Zwillinge entstehen, das sind zwei aus einem Urkristall hervorgegangene miteinander verwachsene Kristalle, die sich, bestimmten Gesetzen gemäß, symmetrisch zueinander verhalten.

Mineral-Erkennung und Eigenschaften

Die Erkennung eines Minerals kann in vielen Fällen auf Grund einiger weniger Eigenschaften wie Kristallform, Härte, Farbe, Bruchverhalten usw. erfolgen. In manchen Fällen sind jedoch weitergehende chemische Analysen, optische Tests oder Röntgenstrukturuntersuchungen zur Identifikation eines Minerals notwendig. Eine wichtige Analysemethode der Mineralogie ist die Durchleuchtung eines Mineral-Dünnschnitts im Polarisationsmikroskop, wo sich die unterschiedlichen chemischen und strukturellen Eigenschaften des Minerals im optischen Verhalten zeigen. Wichtige Eigenschaften eines Minerals sind:
- die Farbe: Sie wird durch die chemische Zusammensetzung eines Minerals, insbesondere durch kleinere Verunreinigungen oder Fehlordnungen im Gitter, beeinflusst. So lässt sich beispielsweise Zinnober an seiner blutroten Färbung erkennen.
- die Strichfarbe: Sie ist die Farbe des pulverförmigen Minerals, die sich oft von der Färbung seiner Oberfläche unterscheidet. Hämatit lässt sich immer an seiner eisenroten Strichfarbe erkennen. Der Strich wird üblicherweise an einem unglasierten Keramikplättchen geprüft.
- der Glanz: Durch die Art, wie Licht an der Oberfläche eines Kristalls reflektiert oder absorbiert wird, ergibt sich sein Glanz. Beim metallisch glänzenden Bleiglanz ist er sogar namensgebend.
- die Transparenz: Manche Minerale sind für Licht vollkommen durchlässig wie die Bergkristall genannte Quarz-Varietät. Viele metallische Erze wie z.B. der Kupferkies sind dagegen undurchsichtig, was auch als opak bezeichnet werden kann.
- die Dichte: Sie hängt von der chemischen Zusammensetzung und Struktur ab. So lässt sich Zinnober von Realgar durch seine durch den Gehalt an schwerem Quecksilber wesentlich höhere Dichte unterscheiden. Wird die Dichte auf die Dichte von Wasser bezogen, so wird sie relative Dichte genannt und ist dann einheitenlos.
- die Härte: Sie wird durch die Stabilität der chemischen Bindungen im Mineral bestimmt und durch ihre Ritzbeständigkeit ermittelt. Angegeben wird sie in der Mineralogie durch ihren Wert auf der Mohs-Skala, die von eins (sehr weich, Beispiel Talk) bis zehn (sehr hart, Beispiel Diamant) reicht.
- die Spaltbarkeit: Sie beschreibt Kristallebenen, zwischen denen nur schwache Kräfte bestehen und an denen daher der Kristall gespalten werden kann. Beispielsweise hat Kalzit drei Spaltebenen und ist so sehr vollkommen spaltbar. Quarz besitzt dagegen gar keine Spaltebene.
- das Bruchverhalten: Bricht ein Mineral nicht entlang seiner Spaltebenen, treten oft charakteristische Bruchstrukturen auf. Beispiele sind der muschelige Bruch von Dolomit und der faserige Bruch von Kyanit.
- die Lumineszenz: Sie ist ein Sammelbegriff für die verschiedenen Arten des Aufleuchtens einer Substanz unter Einwirkung irgendeiner Strahlung mit Ausnahme der reinen Wärmestrahlung (z. B. Fluoreszenz, Phosphoreszenz).
- der Magnetismus: Das magnetische Verhalten von Mineralen ist verschieden: Es gibt selbst anziehende Minerale (z. B. Magnetit), von Magneten angezogene Minerale (z. B. Magnetkies) und magnetisch neutrale Minerale. Bestimmt wird diese Eigenschaft mittels einer Kompassnadel.
- die Zähigkeit: Fachsprachlich auch Tenazität genannt versteht man darunter bei Mineralen die Sprödigkeit, Dehnbarkeit und Elastizität. Für einzelne Minerale kann die Zähigkeit ein Bestimungsmerkmal sein, ist jedoch meist dem Spezialisten vorbehalten.
- die Flammenfärbung: Einige Elemente verfärben eine Flamme. Diese Eigenschaft wird in der Flammenprobe verwendet, um auf die chemische Zusammensetzung eines Minerals zu schließen. Gasbrenner sind in abgedunkelten Räumen dazu am Besten geeignet.
- die Radioaktivität: Dies ist die Eigenschaft, hochenergetische Strahlung ohne Energiezufuhr auszusenden. Man unterscheidet traditionell drei Arten von Strahlen: Alpha-, Beta- und Gammastrahlen. Die Strahlenmessung erfolgt mit einem so genannten Geigerzähler. Radioaktivität ist auch in niedrigen Dosen potentiell gesundheitsschädlich.
- der Pleochroismus: Bei einigen durchsichtigen Mineralen sind die Farben und Farbtiefen in verschiedenen Richtungen unterschiedlich. Erscheinen zwei Farben nennt man dies Dichroismus, bei drei Farben Trichroismus bzw. Pleochroismus. Die Bezeichnung wird auch als Sammelbezeichnung für beide Arten der Mehrfarbigkeit verwendet.
- die Schmelzbarkeit: Sie beschreibt das Verhalten vor dem Lötrohr, d.h. die Schmelzreaktion.

Gesteinsbildende Minerale

Die meisten Gesteine setzen sich zum Großteil aus einer nur relativ kleinen Anzahl von Mineralen zusammen, den etwa dreißig Gesteinsbildnern, enthalten daneben aber noch kleinere Mengen an selteneren Bestandteilen. So werden mehr als neunzig Prozent der Erdoberfläche von Silikatmineralen wie Olivin, Pyroxen, Amphibol, Feldspat oder Quarz gebildet. Sie finden sich in magmatischen, metamorphen und auch in tonreichen Sedimentgesteinen. Weitere bedeutende Mineralgruppen sind die Karbonate, die ebenfalls in wichtigen Sedimentgesteinen wie beispielsweise Kalkstein enthalten sind und die Oxide, darunter z. B. Hämatit.

Erzlagerstätten

Mineralablagerungen, die zur Metallgewinnung wirtschaftlich abgebaut werden können, bezeichnet man als Erze. Der Begriff ist somit ökonomisch, nicht wissenschaftlich geprägt: Ob eine gegebene Lagerstätte kommerziell ausgebeutet werden kann, hängt von den Abbaukosten und dem Marktwert des enthaltenen Metalls ab - während der Eisenanteil von Mineralablagerungen bei bis zu 50 % liegen muss, um einen finanziellen Gewinn zu erzielen, reichte im Jahr 2003 bei dem wesentlich wertvolleren Platin bereits ein Anteil von 0,00001 % dazu aus. Erzlagerstätten können auf sehr verschiedene Weise entstehen:
- Riesige Ablagerungen von Eisenerz, die so genannten gebänderten Eisenerzformationen, wurden vor 3650 bis 1800 Millionen Jahren in der Zeit des Archaikums und frühen Proterozoikums vermutlich durch den Einfluss von Bakterien als Sedimente abgelagert.
- Durch Verwitterungsprozesse können Minerale aus ihrem ursprünglichen Entstehungsgebiet verbracht werden und sich konzentriert als Sedimente (Seifen) am Grund von Flüssen, Seen oder flacher Meere absetzen. Ein Beispiel sind Ablagerungen von so genanntem Seifengold, das traditionell durch Waschen aus Flusssand gewonnen wird.
- Wenn heißes Grundwasser, das sich in der Tiefe beim Kontakt mit magmatischer Schmelze mit Mineralen angereichert hat, durch Risse und Spalten zur Oberfläche vordringt, lagern sich mit sinkender Temperatur und sich veränderndem pH-Wert im umgebenden Gestein nacheinander verschiedene Mineralformationen ab, die auf diese Weise die so genannten Hydrothermaladern bilden.
- Auf ähnliche Weise, nur oberirdisch, entstehen Erze, wenn das mineralreiche Wasser an Thermalquellen zu Tage tritt.

Verwendung

Minerale als Schmuck

pH-Wert Seltene Minerale, die aufgrund ihrer Härte, Färbung oder ihres Glanzes als schön empfunden werden und deshalb als Schmuck dienen, sind als Schmucksteine, umgangssprachlich auch als Halbedelsteine bekannt. Mit ihnen befasst sich wissenschaftlich die Gemmologie. Die wertvollsten Schmucksteine wie zum Beispiel Diamant, Rubin, Smaragd oder Saphir heißen auch Edelsteine. (Unter diesen Begriff fallen allerdings auch Nicht-Minerale wie Bernstein.) Aufgrund ihres hohen Preises werden Edelsteine heute teilweise synthetisch hergestellt. Um die durch Farbe und Glanz beeinflusste Schönheit eines Schmucksteins zur Geltung zu bringen, muss er geschliffen und poliert werden. Dazu existieren zahlreiche verschiedene Schliffformen: Durchsichtige oder durchscheinende Varietäten werden in der Regel mit Facettenschliffen versehen, bei denen meist in festen Winkelbeziehungen zueinanderstehende Flächen, die so genannten Facetten, die Lichtreflexion maximieren. Undurchsichtige Minerale erhalten hingegen glatte, einflächige Schliffe. Der Asterismuseffekt eines Sternsaphirs beispielsweise lässt sich nur durch den so genannten Cabochonschliff erzielen. Das Feuer eines im Brillantschliff geschliffenen Diamanten hängt in der Hauptsache von der Einhaltung bestimmter Winkelverhältnisse der einzelnen Facetten sowie von seinen Proportionen ab.

Minerale als Reinigungsmittel

Das gemahlene Tonmineral Lavaerde aus dem marokkanischen Atlasgebirge wird bereits seit der Antike als Körper- und Haarreinigungsmittel verwendet.

Minerale als Reaktionspartner und Reaktionsprodukte

Die Mineralogie hat entscheidend zum besseren Verständnis von Reaktionsabläufen beigetragen. Dies gilt vor allem für die chemischen und mikrobiellen Reaktionen im Wasserkreislauf, bei der Trinkwasseraufbereitung und bei der Korrosion. Im Wasserkreislauf kommt das Wasser mit zahlreichen Mineralen in Kontakt. Als Reaktionspartner spielen vor allem Kalzit, Pyrit und Tonminerale eine größere Rolle: Ersteres ist Reaktionspartner bei der Neutralisation von Säuren einschließlich Kohlensäure unter Bildung von Wasserhärte, zweiteres wirkt als Reduktionsmittel bei der Elimination von Nitrat (Denitrifikation), während Tonminerale Neutralisationsreaktionen bei niedrigen pH-Werten und Ionenaustauschreaktionen bewirken können. Bei der Trinkwasseraufbereitung entstehen als Reaktionsprodukt bei der Elimination von Eisen(II)- und Manganionen Goethit und δ-MnO2, Kalzit kann bei Enthärtungsreaktionen (Entkarbonisierung) gebildet werden. Bei der Abwasserbehandlung können bei ausreichend hohen Phosphatkonzentrationen in den Abwasserbehandlungsanlagen wasserklare Kristalle von Struvit, einem Ammonium-Magnesiumphosphat, entstehen. Diese können den Querschnitt von Leitungen verengen. Bei der Korrosion von Stahl und Gusseisen im Kontakt mit Wasser können je nach Wasserbeschaffenheit Goethit, Magnetit und Lepidokrokit, bei höherer Karbonathärte auch Siderit, in phosphathaltigen Wässern Vivianit, in sulfathaltigen WässernTroilit und in schwefelwasserstoffhaltigen Wässern Greigit gebildet werden. Aus Kupfer kann sich dagegen Cuprit, Malachit oder Azurit bilden, während aus Blei hauptsächlich Hydrocerussit entsteht.

Biomineralisation

Mineralbildungen spielen auch in der belebten Natur eine wichtige Rolle. Weil die entstehenden Produkte manchmal sehr gut, oft aber nur schlecht oder gar nicht kristallisiert sind, werden einige anorganische Komponenten mit ihrer chemischen Bezeichnung aufgeführt; der Mineralname ist gegebenenfalls in Klammern hinzugefügt.
- Calciumcarbonat ist in Form von Kalzit oder Aragonit in der belebten Natur ein Vielzweck-Werkstoff und dient als mineralische Komponente von Eier- oder Muschelschalen. Auch einige Mikroorganismen wie die Kammerlinge (Foraminifera) bilden kalkhaltige Schalen.
- Calciumfluorid (Fluorit) ist Hauptkomponente des Zahnschmelzes von Säugetieren.
- Calciumphosphat (Hydroxylapatit) ist die anorganische Komponente von Knochen.
- Magnetit dient Lebewesen als Kompass zur Orientierung im Erdmagnetfeld. Dies hat man zunächst bei magnetotaktischen Bakterien festgestellt. Auch bei Insekten, Weichtieren, Vögeln und Fischen hat man jedoch inzwischen Magnetit nachgewiesen.
- Siliziumdioxid wird in amorpher Form als Gerüstsubstanz in Pflanzen eingebaut; Kieselalgen bauen aus dieser Substanz ihr Kieselskelett.

Minerale in der Esoterik

Vielen Mineralen wird in der Esoterik eine Bedeutung als Heilstein zugesprochen.

Systematik der Minerale

Minerale können beispielsweise nach ihrer chemischen Zusammensetzung klassifiziert werden: Gediegene Elemente: Gediegene Elemente sind Minerale, die nur aus einem einzigen chemischen Element gebildet werden. Hierzu zählen etwa zwanzig Minerale, davon zehn geologisch signifikant.
- Beispiele: Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au), Eisen (Fe), Schwefel (S), Graphit (C), Diamant (C) Sulfide: Sulfide bestehen aus einer Verbindung von Schwefel mit Metallen oder Halbmetallen. Zu den Sulfiden zählen etwa 600 Mineralien. Mineralogisch rechnet man auch die selenhaltigen Selenide und die tellurhaltigen Telluride zu dieser Gruppe.
- Beispiele: Bleiglanz (PbS), Pyrit (FeS2), Zinkblende (ZnS), Zinnober (HgS) Halogenide: Die etwa 140 Halogenide bestehen aus einer Verbindung von Fluor, Chlor, Brom oder Iod mit Kationen wie Natrium oder Kalzium.
- Beispiele: Fluorit (CaF2), Steinsalz (NaCl) Oxide und Hydroxide: Aus der Verbindung von Metallen oder Nichtmetallen mit Sauerstoff oder Hydroxylgruppen (OH- -Gruppen) entstehen die etwa 400 Oxide bzw. Hydroxide (auch Oxyde genannt).
- Beispiele: Spinell (MgAl2O4), Hämatit (Fe2O3), Magnetit (Fe3O4), Korund (Al2O3), Pechblende (UO2), Goethit (FeO(OH)) Karbonate: Die mehr als 200 Karbonate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ CO3]2-.
- Beispiele: Dolomit (CaMg(CO3)2), Kalzit (CaCO3), Malachit (Cu2CO3(OH)2) Phosphate, Arsenate, Vanadate: Phosphate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ PO4]3-. Hier werden meist auch Arsenate und Vanadate [VO4]3- eingeordnet. Die Gruppe umfasst etwa 400 Mineralien.
- Beispiele: Apatit (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)), Türkis (CuAl6(PO4)4(OH)8 · 5H2O), Carnotit (K2(UO2)2(VO4)2 · 3H2·) Nitrate: Nitrate sind leicht lösliche Salze mit dem Anionenkomplex [ NO3]-, der meist mit Natrium oder Kalium verbunden ist. Sulfate: Die etwa 300 Sulfate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ SO4]2-. Hierher sortiert man auch die Chromate.
- Beispiele: Anhydrit (CaSO4), Gips (CaSO4 · H2O) Molybdate und Wolframate: Die eng verwandten Molybdate und Wolframate sind Verbindungen eines Metalls mit dem Anionenkomplex [MoO4]2- bzw. [WO4]2-.
- Beispiele: Wulfenit (PbMoO4), Wolframit ((Fe,Mn)WO4) Borate: Zu den etwa 125 Boraten zählen jene Minerale, die den Boratkomplex [BO3]3- enthalten.
- Beispiel: Borax (Na2B4O5(OH)4 · 8 H2O), Sassolin (H3BO3) Silikate: Die Silikate sind etwa 500 Verbindungen, in denen der [ SiO4]4--Tetraeder einen wesentlichen Baustein darstellt.
- Beispiele: Olivin ((Mg, Fe)2SiO4), Zirkon (ZrSiO4), Andalusit (Al2SiO5), Topas (Al2SiO4(OH,F)2), Beryll (Be3Al2Si6O18), Quarz (SiO2) Organische Minerale: Hierzu zählen Salze der Mellithsäure und der Oxalsäure.
- Beispiele: Bernstein, Honigstein, Kleesalz Eine Übersicht über alle Mineralartikel findet sich in der Liste von Mineralen; die verwandte Liste der Gesteine deckt Artikel zu individuellen Gesteinen ab.

Literatur


- Deer, W.A., Howie, R.A., und Zussman, J.: Orthosilicates, Band 1 aus: Rock-forming minerals. Longman, London, 2. Ausgabe, 1982.
- Rösler, H. J.: Lehrbuch der Mineralogie, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1991 ISBN 3342002883
- Kleber, W.: Einführung in die Kristallographie, Oldenbourg, 18. bearb. Aufl. 1998, ISBN 3486273191
- Edition Dörfler: Mineralien Enzyklopädie, Nebel Verlag, ISBN 3-89555-076-0

Weblinks


- [http://www.mineralienatlas.de Deutscher Mineralienatlas]
- [http://www.petrefaktum.de/ PETREFAKTUM] - Erdgeschichte Fossilien Mineralien -
- [http://www.minlex.de Mineralienlexikon]
- [http://web2.donzampano.com MinMax Mineralien-Information-System]
- [http://home.arcor.de/geologie-mineralogie/mineralogie-einf.htm#spalt Mineralogie&Geologie]
- [http://www.mindat.org mindat.org - The Mineral Database] - nur englisch, riesige Datenbank mit viel Input der Benutzer
- [http://www.mineralien-sammeln.de/ Datenbank mit Kenndaten der 380 häufigsten Mineralien]
- [http://www.johnbetts-fineminerals.com/jhbnyc/bestgall.htm John Betts Fine Minerals (englisch) - Mineraliengalerie] Kategorie:Mineralogie Kategorie:Bergbau ja:鉱物 simple:Mineral th:แร่

Härte

Härte ist der mechanische Widerstand, den ein Körper dem Eindringen eines anderen, härteren Körpers entgegensetzt. Die Härte eines Körpers lässt Rückschlüsse auf vielerlei Eigenschaften zu, wobei sich diese nach der Art des Körpers richten. Ein Beispiel ist das Verschleißverhalten. Harte Brillengläser verkratzen weniger, harte Zahnräder nutzen langsamer ab. Bei der Auswahl von Werkzeugschneiden wie Fräskopf oder Drehmeißel ist die Härte von besonderer Bedeutung, denn harte Schneiden bleiben länger scharf. Eine Anwendung und je nach fachlichem Schwerpunkt andere Akzentsetzung findet der Begriff der Härte in der Festkörperphysik, der Materialwissenschaft bei der Analyse von Werkstoffen und in den Geowissenschaften bei der Charakterisierung von Gesteinen und Mineralen. Beide überschneiden sich diesbezüglich jedoch auch mit den Ingenieurswissenschaften, wobei die Härte vor allem in der Ingenieurgeologie eine größere Rolle spielt.

Härte und Festigkeit

Die Härte eines Werkstoffs ist eine Oberflächeneigenschaft und hat daher nur bedingt etwas mit der Festigkeit des Werkstoffs zu tun, auch wenn diese die Prüfverfahren zur Härtemessung, die auf der Eindringtiefe verschiedener Prüfkörper beruhen, beeinflusst. Der Einfluss der Festigkeit kann durch die Messung auf dünnen Filmen zwar reduziert, aber nicht völlig vermieden werden. In bestimmten Fällen steht die Härte eines Werkstoffs allerdings in einem umwertbaren Zusammenhang zur Werkstoff-Festigkeit. Dann kann durch die verhältnismäßig preiswerte Härteprüfung eine meist viel aufwendigere Zugprüfung ersetzt werden. Von praktischer Bedeutung ist die Möglichkeit, eine Umwertung der Brinell- oder Vickershärte auf die Zugfestigkeit von Baustählen vorzunehmen. Bei Prüfungen an Stahlkonstruktionen ermöglicht es dies, eventuelle Materialverwechslungen nachzuweisen.

Härteprüfung und Härteskalen

Die Härte lässt sich nur durch den Vergleich von mehreren Werkstoffen oder Werkstoffzuständen ermitteln.

Härteprüfung nach Mohs

Harte Werkstoffe ritzen weiche. Diese Einsicht ist Grundlage der Härteprüfung nach Friedrich Mohs. Mohs, ein Geologe, ritzte verschiedene Minerale gegeneinander und ordnete sie so nach ihrer Härte an. Durch das exemplarische Zuordnen von Zahlenwerten für ausgewählte Minerale entstand eine relative Härteskala, die Mohs-Skala, die in der Mineralogie in weitem Gebrauch ist. Angaben zur Härte von Mineralen beziehen sich immer auf die Mohs-Skala, falls nichts anderes angegeben ist. Zum Vergleich aufgeführt ist die auch als absolute Härte bezeichnete Schleifhärte nach Rosiwal, die den Schleifaufwand des jeweiligen Stoffes charakterisiert und einen besseren Eindruck von den tatsächlichen Härteverhältnissen gibt. Beide Härteskalen sind einheitslos. Außerdem ist in der Tabelle die Härte nach dem Vickersverfahren angegeben. Sie gibt den besten Bezug auf die heute gängigen Härtemessverfahren wieder. In der Werkstoffkunde werden vor allem Prüfverfahren eingesetzt, welche die Eindringhärte messen. Dabei werden jeweils genormte Prüfkörper unter festgelegten Bedingungen in das Werkstück gedrückt. Im Anschluss wird die Oberfläche oder Tiefe des bleibenden Eindruckes gemessen.

Härteprüfung nach Brinell

Die vom schwedischen Ingenieur Johan August Brinell im Jahre 1900 entwickelte Härteprüfung kommt bei weichen bis mittelharten Metallen (DIN EN ISO 6506) wie zum Beispiel unlegiertem Baustahl oder Aluminiumlegierungen, bei Holz (ISO 3350) und bei Werkstoffen mit ungleichmäßigem Gefüge wie etwa Gusseisen zur Anwendung. Dabei wird eine Stahlkugel oder eine Hartmetallkugel mit einer festgelegten Prüfkraft in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes gedrückt. Nach dem letzten Stand der Normung ist eine Stahlkugel allerdings nicht mehr zulässig. Nach einer Belastungszeit von mindestens 10 Sekunden wird der Durchmesser des bleibenden Eindrucks im Werkstück gemessen und daraus die Oberfläche des Eindrucks bestimmt. Das Verhältnis von Prüfkraft zur Eindruckoberfläche multipliziert mit dem Zahlenwert 0,102 bezeichnet man als die Brinellhärte. Bei Einsatz einer Hartmetallkugel wird der Härtewert mit HBW, bei einer Stahlkugel wurde er mit HBS gekennzeichnet. Eine Abwandlung der klassischen Brinellprüfung ist die Prüfung mit dem Poldihammer. Hierbei wird der Eindruck der Kugel durch einen undefinierten Hammerschlag von Hand erzeugt, wobei die Kugel rückseitig auch in einen Metallstab mit definierter Härte eindringt. Aus dem Verhältnis der beiden Eindruckdurchmesser wird dann die Härte des Prüflings ausgerechnet. Diese Methode hat den Vorteil, dass mit ihr beliebig gelagerte Prüflinge und verbaute Bauteile vor Ort geprüft werden können. Die auf diese Weise ermittelten Härtewerte stimmen zwar nicht exakt mit den statisch ermittelten Härtewerten überein, für die in der Industrie gestellten Ansprüche sind sie jedoch in den meisten Fällen ausreichend. Die Bezeichnung „Poldi“ stammt vom gleichnamigen Stahlwerk im tschechischen Kladno, wo diese Prüfmethode entwickelt wurde. Bei un- und niedriglegierten Stählen kann aus der Brinellhärte mit gewisser Toleranz die Zugfestigkeit des Werkstoffes abgeleitet werden.

Härteprüfung nach Vickers

Der Brinellprüfung sehr ähnlich ist die im Jahr 1925 von Smith und Sandland entwickelte und nach der britischen Flugzeugbaufirma Vickers benannte Härteprüfung, die zur Prüfung harter und gleichmäßig aufgebauter Werkstoffe dient, aber auch zur Härteprüfung an dünnwandigen oder oberflächengehärteten Werkstücken und Randzonen eingesetzt wird. Sie ist in der Norm nach DIN EN ISO 6507 geregelt. Im Gegensatz zur Rockwellprüfung wird eine gleichseitige Diamantpyramide mit einem Öffnungswinkel von 136° unter einer festgelegten Prüfkraft in das Werkstück eingedrückt. Aus der mittels eines Messmikroskops festgestellten Länge der Diagonalen des bleibenden Eindrucks wird die Eindruckoberfläche errechnet. Das Verhältnis von Prüfkraft in der Einheit Newton zur Eindruckoberfläche ergibt mit dem Faktor 0,1891 multipliziert die Vickershärte (HV). Die Festigkeitsklassen 14H, 22H, 33H und 45H erhält man durch Division durch 10, sie entsprechen also Vickershärten HV (min.) von 140, 220, 330 und 450. Für Prüfungen vor Ort sind tragbare Geräte erhältlich, die magnetisch oder mechanisch auf dem Prüfstück befestigt werden. Anwendung findet die Vickershärte beispielsweise in der Angabe „45H“ bei Gewindestiften mit Innensechskant oder „14H“ und „22H“ bei Gewindestiften mit Schlitz.

Härteprüfung nach Knoop

Eine Sonderform der Vickers-Härteprüfung ist die nach dem amerikanischen Physiker und Ingenieur Frederick Knoop benannte Härteprüfung (DIN EN ISO 4545 - Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach Knoop). Die in der Vickers-Prüfung gleichseitige Diamantspitze hat in der Knoop-Prüfung eine rhombische Form. Die Spitzenwinkel betragen 172,5° für die lange und 130° für die kurze Seite. Es wird nur die lange Diagonale des Eindrucks ausgemessen. Die Knoop-Prüfung findet häufig Anwendung bei spröden Materialien wie zum Beispiel Keramik oder Sinterwerkstoffen, bei der Härtemessung an Schichtsystemen stellt sie die genaueste Messmethode dar.

Härteprüfung nach Rockwell

Es existieren mehrere von dem amerikanischen Ingenieur und Firmengründer Stanley Rockwell im Jahre 1920 entwickelte Härteprüfverfahren, die für bestimmte Einsatzbereiche spezialisiert sind. Die unterschiedlichen Verfahren werden mit HR und einer anschließenden Kennung gekennzeichnet; Beispiele für eine Rockwellbezeichnung sind HRA, HRB, HRC oder HR15N. Die Rockwellhärte HRC eines Werkstoffes ergibt sich etwa nach der Norm DIN EN ISO 6508 aus der Eindringtiefe eines kegelförmigen Prüfkörpers aus Diamant. Mit einer festgelegten Prüfkraft wird dieser Kegel mit 120° Spitzenwinkel in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes vorbelastet. Die eingedrungene Tiefe des Eindringkörpers dient als Bezugsebene. Danach wird der Eindringkörper mit der Hauptlast belastet und diese maximal sechs Sekunden gehalten. Anschließend wird die Hauptlast wieder entfernt, so dass nur noch die Vorlast wirksam ist. Die Differenz der Tiefen vor und nach Auflegen der Hauptlast ist das Maß für die Rockwellhärte des Werkstoffes. Die Eindringtiefe des Diamantkegels wird direkt mit einer Messuhr, die mit dem Prüfspitze verbunden ist, festgestellt. Auf der Skala der Uhr kann man die Härtewerte in Rockwelleinheiten (HRC) unmittelbar ablesen. Dieses Prüfverfahren kommt vor allem bei sehr harten Werkstoffen zum Einsatz. Als weitere Rockwelleindringköper werden Hartmetallkugeln mit einem Durchmesser von 1,5875 Millimetern (HRB, HRF, HRG) oder 3,175 Millimetern (HRE, HRH und HRK) verwendet. Die Rockwellprüfung ist sehr schnell, stellt aber hohe Ansprüche auf die Einspannung des Prüflings im Prüfgerät. Sie ist ungeeignet für Prüflinge, die im Prüfgerät elastisch nachgeben, zum Beispiel Rohre.

Härteprüfung nach Shore

Die Shore-Härte, benannt nach Albret Shore, ist ein Werkstoffkennwert für Elastomere und Kunststoffe und ist in den Normen DIN 53505 und DIN 7868 festgelegt. Der Shore-Härte-Prüfer für Gummi und ähnliche Werkstoffe besteht aus einem federbelasteten Stift, dessen Elastizität beim Eindringen in die Probe ein Maß für die entsprechende Shore-Härte des Materials ist, die auf einer Skala von 0 Shore (2,5 Millimeter Eindringtiefe) bis 100 Shore (0 Millimeter Eindringtiefe) gemessen wird. Eine hohe Zahl bedeutet eine große Härte. Bei einem Shore-Härteprüfgerät ist eine Zusatzeinrichtung notwendig, die die zu messende Probe mit einer Kraft von 12,5 Newton bei Shore-A bzw 50 Newton bei Shore-D auf den Messtisch andrückt. Bei der Bestimmung der Shore-Härte spielt die Temperatur eine höhere Rolle als bei der Härtebestimmung metallischer Werkstoffe. Deshalb wird hier die Solltemperatur von 23 °C auf das Temperaturintervall von ± 2 °C beschränkt. Die Materialdicke sollte im Bereich von 0 bis 50 Shore mindestens 9 Millimeter, bei härteren Substanzen mindestens 6 Millimeter betragen.
- Shore-A wird angegeben bei Weichelastomeren nach Messung mit einer Nadel mit abgestumpfter Spitze. Die Stirnfläche des Kegelstumpf hat einen Durchmesser von 0,79 Millimetern, der Öffnungswinkel beträgt 35°.
- Shore-D wird angegeben bei Zähelastomeren nach Messung mit einer Nadel, die mit einem 30° Winkel zuläuft und nicht abgestumpft ist. Siehe auch: Kohäsion

Die Martens-Härte

Das Martens-Härteverfahren ist nach dem deutschen Physiker Adolf Martens benannt worden und wird auch instrumentierter Eindringversuch genannt. Im Jahre 2003 wurde die Universalhärte in Martenshärte umbenannt. Das Verfahren ist in der DIN EN ISO 14577 (Metallische Werkstoffe - Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter) genormt. Bei diesem Verfahren wird während der Belastung- und Entlastungsphase kontinuierlich die Kraft und die Eindringtiefe gemessen. Die Martenshärte (HM) wird definiert als das Verhältnis der Maximalkraft zu der dazugehörigen Kontaktfläche und wird in der Einheit Newton pro Quadratmillimeter angegeben. Anders als bei den Vickers- oder dem Brinellverfahren wird nicht nur das plastische Verhalten des Werkstoffes bestimmt, sondern es können aus der gewonnenen Messkurve auch weitere Werkstoffparameter wie zum Beispiel der Eindringmodul, das Eindringkriechen sowie plastische und elastische Verformungsarbeiten bestimmt werden. Als Eindringkörper sind folgende Formen am gebräuchlichsten: die Vickerspyramide (siehe Vickersverfahren), eine Hartmetallkugel, ein kugeliger Diamant-Eindringkörper und der Berkovich-Eindringkörper. Der Berkovich-Eindringkörper ist eine Diamantpyramide mit einer gleichseitigen dreieckigen Grundfläche. Der Öffnungswinkel der Pyramide beträgt 65°. Die Umrechnung der Eindringtiefe zur Kontaktoberfläche muss für jede Eindringkörperform bestimmt werden. Die Kontaktfläche wird für die Vickers- und Berkovich-Pyramide durch das Produkt aus dem Quadrat der Eindringtiefe und der Konstanten 26,43 errechnet.

Spezielle Härteprüfverfahren

Daneben sind einige spezielle Härteprüfverfahren üblich:
- die Universalhärteprüfung ist im Jahre 2003 in Martenshärte umbenannt worden und in der Norm DIN EN ISO 14577 (Metallische Werkstoffe - Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter) genormt
- der Kugeleindruckversuch für Kunststoffe

Maßeinheiten

Die Mohssche Härte und die absolute Härte sind einheitenlose Größen. Die Härtewerte der Verfahren nach Vickers, Knoop und Brinell werden dagegen in Einheiten des Drucks angegeben; sie beziehen sich eigentlich auf die Einheit kp/mm². Mit Rücksicht auf Staaten, denen die Umstellung auf das Dezimalsystem und die Verwendung metrischer Einheiten wie N/mm² schwer fällt, behielt man nach der Streichung der Einheit Kilopond (kp) die Formeln für die Härtewerte in kp/mm², ließ jedoch fortan die Einheit weg, um weltweit vergleichbare Zahlenwerte zu erhalten.

Härten

Die Härte von Stählen kann während der Fertigung beeinflusst werden - siehe auch Härten. Oberhalb einer Härte von ungefähr 55 (Rockwellhärte HRC) entsprechend 600 (Vickershärte HV) enden in aller Regel die Möglichkeiten zur spanenden Bearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide von Oberflächen, also durch Drehen, Bohren oder Fräsen. Härtere Oberflächen müssen geschliffen werden, man spricht daher von Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide.

Weblinks


- [http://www.hegewald-peschke.de/06_info/leitfaden.htm Vollständiger Leitfaden zur Härteprüfung (Rockwell, Vickers, Brinell, Shore und Knoop)]
- [http://archiv.christoph-hoffmann.de/Uni/WK/Haertepruefung.pdf Zusammenfassung zu den wichtigsten Härteprüfverfahren]
- [http://www.rz.fh-ulm.de/labore/wplabor/Ausstattung/Poldihammer/poldihammer.htm Poldihammer] Kategorie:Werkstoffeigenschaft Kategorie:Mineralogie ja:硬さ

Vanadium

Vanadium, auch: Vanadin (v.altnord.: Vanadis [Name der germanischen Göttin der Schönheit Freya; nach dem farbenprächtigen Aussehen mancher V-Verbindungen]) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol V und der Ordnungszahl 23. Es ist ein seltenes, weiches und zähes Element.

Eigenschaften

Vanadium ist ein nichtmagnetisches, zähes, schmiedbares und silbrigglänzendes Übergangsmetall. Es weist eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. In Alkalien, Schwefel- und Salzsäure ist es gut beständig. Bei Temperaturen ab 933 K (660 °C) oxidiert es zu Vanadiumpentoxid V2O5.
Vanadium besitzt eine hohe mechanische Festigkeit. In Verbindungen liegt Vanadin meist in der Oxidationsstufe +5 vor. Aber auch die Stufen +2, +3, +4 kommen häufig vor, neigen aber zum Übergang nach Stufe +5. Vanadium(II)- und Vanadium(III)-Oxid reagieren basisch, Vanadium(IV)-Oxid amphoter und Vanadium(V)-Oxid sauer. Ein beliebtes Experiment zur farblichen Darstellung dieser 4 Oxidationsstufen ist die Reduktion von farblosem Ammoniumvanadat (NH4VO3) mit metallischem Zink. Nacheinander bildet sich eine blaue V(IV)-, eine grüne V(III)- und eine blassviolette V(II)- Salzlösung. Die niedrigeren Vanadiumwertigkeiten werden durch Luft wieder zum Vanadium(V)- oxidiert. Wegen dieser leichten Änderbarkeit der Wertigkeit wird Vanadium auch als Katalysator verwandt. Die Oxidationsstufe +1 tritt selten auf. Aber auch die Stufen 0, -1 und -3 sind möglich.

Anwendungen

Ungefähr 80 % des produzierten Vanadins wird in Form von Ferrovanadin in den Handel gebracht oder als Legierungszusatz in der Stahlherstellung verbraucht. Harte- und zähe Vanadiumstähle enthalten allerdings selten mehr als 1 % Vanadium.
- Sonderedelstähle für die Herstellung von Medizinischen Instrumenten und die Werkzeugherstellung
  - rostbeständige Schnellarbeitsstähle (Werkzeugstähle)
  - mit Aluminium als Legierungszusatz in Titanlegierungen in fliegenden Gasturbinen und Hochgeschwindigkeitsflugzeugen
- vanadinhaltige Stähle finden Anwendung als Wellen, Kurbelwellen, Zahnräder im Getriebbau, und anderen kritischen Bauteilen
- Karbidbildner in der Stahlherstellung.
- Vanadiumfolien als Pufferschicht beim Plattieren von Titan auf Stahl.
- Bänder aus Vanadin-Gallium zur Herstellung von supraleitenden Magneten mit einer Flussdichte von 175000 Gauss
- Vanadinverbindungen dienen als Katalysator bei der Herstellung von Maleinsäureanhydrid und Schwefelsäure
- Vanadiumpentoxid (V2O5) wird in der Keramikherstellung und als Katalysator verwendet
- Vanadiumlegierungen könnten in Zukunft auch in Fusionskraftwerken zum Einsatz kommen (Fusionskraftwerk).

Geschichte

Vanadium wurde zuerst von Andrés Manuel del Río, einem spanischen Mineralogen 1801 in Mexiko-Stadt in einem Bleierz, dem Vanadinit (Bleivanadat), entdeckt, das er "brown lead" nannte. Wegen der chromähnlichen Farben der Elementverbindungen nannte er das neue Element Panchrom. Später änderte del Rio den Namen in Erythronium (griech. rot) weil es sich beim Erwärmen meist rot färbte. Französische Chemiker konnten del Rio davon überzeugen, dass "brown lead" ein basisches Bleichromat, Erythronium daher nur ein verunreinigtes Chrom sei. Del Rio ließ sich überzeugen und seine Entdeckung geriet in Vergessenheit. 1831 entdeckte der Schwede Nils Gabriel Sefström beim Experimentieren mit Eisenerzen Vanadium neu. Im gleichen Jahr bestätigte Friedrich Wöhler del Rios frühere Arbeiten. Metallisches Vanadium wurde 1867 von Henry Enfield Roscoe durch Reduktion von Vanadin(III)-chlorid mit Wasserstoff hergestellt. Vanadinverbindungen zeigen eine große und schöne Farbenvielfalt. Deshalb benannte es Sefström nach Freya, der nordischen Göttin der Schönheit, die den Beinamen Vanadis trug.

Physiologie

In biologischen Systemen ist Vanadium essentieller Bestandteil einiger Enzyme. Vanadium Nitrogenase? nutzen einige stickstofffixierende Mikroorganismen. Ratten und Hühner benötigen ebenfalls Vanadium in sehr geringen Mengen. Vanadiummangel führt bei ihnen zu reduziertem Wachstum und verringerter Fortpflanzung. Vanadationen VO43- zeigen eine ähnliche Wirkung wie Insulin. Allerdings sind die notwendigen Dosen toxisch. Das weit weniger giftige Vanadylion VO2+ wird vom Körper aber nicht in ausreichender Menge aufgenommen. Vielversprechend sind organische Vanadylkomplexe. Vanadium wird heute außerdem als Appetitdämpfungsmittel eingesetzt, welches hilft sich schneller satt zu fühlen.

Vorkommen

Vanadium kommt natürlich nur gebunden vor. Zur Zeit sind etwa 65 Mineralien bekannt.
- Patronite VS4
- Vanadinit [Pb5(VO4)3Cl]
- Carnotit [K2(UO2)2(VO4)2.3H2O]
- als Verunreinigung in Magnetit, einem Eisenerz das bis zu 1-2 % Vanadium enthalten kann. Ebenso enthalten Bauxit und fossile Energieträger wie Rohöl, Kohle, Ölschiefer und Teersand beträchtliche Mengen an Vanadium. Spektralanalytisch kann Vanadium im Licht der Sonne und einiger Sterne nachgewiesen werden. Die größten Vorkommen gibt es in Südafrika, Russland, Australien, USA und Finnland.

Herstellung

Metallisches Vanadium wird meist durch Reduktion von Vanadiumpentoxid V2O5 mit Kalzium unter Überdruck durchgeführt. Gewöhnlich fällt Vanadium als Co- beziehungsweise Kuppelprodukt (Beispiele? Erdölverarbeitung?, Uranerzgewinnung? usw.?) an.

Verbindungen

Vanadiumpentoxid (V2O5) wird als NH3-SCR-Katalysator in Müllverbrennungsanlagen (TiO2-WO3-V2O5) und als Färbemittel eingesetzt.

Vorsichtsmaßnahmen

Vanadiumstaub ist leicht entzündlich. Vanadiumverbindungen sind hochtoxisch. Eingeatmeter vanadiumhaltiger Staub kann Lungenkrebs verursachen.

Weblinks


- [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/V/index.html WebElements.com - Vanadium]
- [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/V.html EnvironmentalChemistry.com - Vanadium]
- [http://www.amm.com/ref/vanad.HTM AMM.com Vanadium Profile]
- [http://www.mii.org/Minerals/photovan.html Mineral Information Institute - Vanadium]
- [http://www.atsdr.cdc.gov/tfacts58.html ATSDR - ToxFAQs: Vanadium]
- [http://www.pniok.de/v.htm Abbildung in der Elementansammlung von Pniok.de] Kategorie:Chemisches Element Kategorie:Gruppe-5-Element Kategorie:Periode-4-Element Kategorie:Übergangsmetall Kategorie:Schwermetall ja:バナジウム nb:Vanadium

Pegmatit

Pegmatit ist die Bezeichnung für die grobkörnige Varietät eines magmatischen Gesteins; die typische Korngröße liegt bei mehr als einem Zentimeter, doch sind auch Minerale mit Größen von weit über einem Meter keine Seltenheit. Die weitaus meisten Pegmatite sind granitischer Zusammensetzung und bestehen hauptsächlich aus den Mineralen Quarz, Feldspäten wie Orthoklas, Mikroklin oder natriumreichen Plagioklas und Glimmern wie Biotit, Muskovit oder Lepidolith. Mengenmäßig untergeordnet, jedoch zum Teil wirtschaftlich sehr bedeutend, sind mafische und syenitische Pegmatite. Pegmatite bilden typischerweise gang- oder linsenförmige Gesteinskörper mit Mächtigkeiten in der Größenordnung einiger Dezimeter bis einiger Zehnermeter. Die Gänge können intern zoniert sein, das heißt bestimmte Minerale treten eher am Rand, andere im Kern des Pegmatits auf. Schmelzen, die zur Pegmatitbildung führen, entstehen, wenn sich während der Kristallisation eines Plutons inkompatible Elemente wie Lithium, Seltene Erden, Thorium oder Uran, also allgemein nicht in die Kristallstruktur der gängigen gesteinsbildenden Minerale passende Bestandteile und zugleich leichtflüchtige Substanzen wie Wasser, Phosphor, Bor oder Fluor in der Restschmelze anreichern. Durch die Gegenwart der leichtflüchtigen Bestandteile wird einerseits der Schmelzpunkt erheblich erniedrigt, so dass die Schmelze erst bei einer Temperatur von ungefähr 450 °C erstarrt, andererseits wird sie leichtflüssiger, die Viskosität ist also deutlich erniedrigt. Beides ist wichtig, damit sich die Schmelze entlang von Klüften im Gestein vom Entstehungsort fortbewegen kann, oft sogar viele Kilometer. Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung, des Mineralinhalts und ihrer Entstehungsumgebung (metamorphe Fazies) lassen sich Pegmatite in verschiedene Klassen unterteilen.

Verwendung

Aus Pegmatiten werden industriell bedeutsame Minerale und seltene Elemente wie Bor, Beryllium und Lithium gewonnen. Zuweilen befinden sich darin auch Schmucksteine wie Topas, Rauchquarz, Turmalin oder Beryll. Aufgrund ihres gangförmigen Auftretens, der ungleichmäßig verteilten Mineralisation und des zumeist geringen Volumens spielen Pegmatite im weltweiten Vergleich als Lagerstätte nur eine kleinere Rolle. Mineraliensammler schätzen Pegmatite aufgrund ihrer gelegentlich sehr seltenen und/oder außergewöhnlich großen Minerale. Siehe auch: Liste der Gesteine

Literatur


- Černý, Petr (1992), Geochemical and petrogenetic features of mineralization in rare-element granitic pegmatites in the light of current research. Applied Geochemistry 7, 393-416.
- London, David (2005), Granitic pegmatites: an assassment of current concepts and directions for the future. Lithos 80, 281-303. Kategorie:Gestein

Granit

Granite (von lat. granum: „Korn“) sind massige, grobkristalline Tiefengesteine, die aus etwa gleichen Teilen Quarz, Alkalifeldspat und Plagioklas bestehen. Daneben enthalten sie etwa 20–40 % mafische Minerale (Biotit, Muskovit, seltener Amphibole). Als Akzessorien führen sie Zirkon, Apatit, Titanit, auch Magnetit, Rutil, Ilmenit. Der Merksatz „Feldspat, Quarz und Glimmer, die vergess' ich nimmer“ gibt die Zusammensetzung von Granit etwas vereinfacht wieder. Granite gehören zu den häufigsten Gesteinen innerhalb der kontinentalen Erdkruste. Sie entstehen primär an Subduktionszonen: die abtauchende (ozeanische) Platte erwärmt sich, der hohe Wassergehalt lässt Sedimente aufschmelzen, dabei entsteht saures, granitisches Magma. Bei orogenen (gebirgsbildenden) Prozessen entsteht ebenfalls Granit. Granite sind meist schwach radioaktiv, da sie Spuren von Uran, Rubidium und anderen radioaktiven Elementen enthalten. Ein weiterer Träger der Radioaktivität ist das in den Feldspäten und Glimmern enthaltene Kalium. Im Allgemeinen ist Granit mittel- bis grobkörnig. Frischer Granit ist hart und widerstandsfähig, außerdem hat er eine schwach angedeutete Klüftigkeit. Durch die so genannte Wollsack-Verwitterung bilden sich, von den Klüften ausgehend, matratzenförmige Gesteinsblöcke.

Farbe

Die Farbe des Granits wird vom Charakter der gröberen Feldspatkörner bestimmt. Granit ist meist von hellgrauer, gelblicher oder rötlicher, seltener von bläulicher Farbe.

Granittypen

Man unterscheidet vier verschiedene Typen von Graniten:
- I-Typ Granite sind Restdifferentiate von Mantelschmelzen.
- S-Typ Granite sind das Ergebnis einer Auffschmelzung von Sedimentgesteinen.
- A-Typ Granite treten oft bei beginnendem Aufreißen kontinentaler Kruste in Erscheinung (z. B. auch im Oberrheingraben).
- M-Typ Granite entstehen an ozeanischen Inselbögen.

Bedeutung im Bauwesen

ozeanischen Inselbögen Granite haben wegen ihrer hohen Widerstandskraft, Härte und Wetterfestigkeit und wegen ihrer guten Schleifbarkeit und Polierbarkeit eine wirtschaftliche Bedeutung im Bauwesen. Sie finden sich:
- im Straßenbau als Pflasterstein, Bordstein, Schotter,
- im Bahnbau als Schotter,
- im Hochbau als Außenwandverkleidung, Bodenbelag,
- im Innenausbau als Wandverkleidung, Treppenbelag, Innenverkleidung, Tischplatte,
- im Gartenbau als Pflasterstein, Rabattenstein, Brunnen,

Vorkommen von Granit

Brunnen
- Fichtelgebirge
- Oberpfälzer Wald
- Bayerischer Wald
- Schwarzwald
- Odenwald
- Lausitz
- Zentralalpen
- Waldviertel, Böhmische Masse, Österreich
- Mühlviertel, Böhmische Masse, Österreich

Europäische Granit-Landschaften

Die größten von Graniten geprägten Landschaften des deutschen Sprachraums oder seiner Ränder sind unter anderem (in alphabetischer Reihenfolge): Bayerischer Wald, Böhmerwald und Böhmische Masse, Engadin, Erzgebirge, Fichtelgebirge, Hohe Tauern, Lausitz, Mühlviertel, Oberpfälzer Wald, Odenwald, Ränder des Oberrheingrabens, Schwarzwald, Waldviertel, Zentralalpen (Bergell), Adamello und große Teile der Westalpen (Zentraler Aaregranit, Innertkirchner-Lauterbrunner Kristallin, Rotondo-Gruppe, Mont-Blanc-Granit).

Granite als geologischer Überbegriff

Häufiger wird das Wort aber als Überbegriff jener vielen Gesteine verwendet, die in Struktur, Körnung und Entstehung Ähnlichkeiten mit „dem Granit“ haben. Granit schlechthin gibt es allerdings nicht, sondern nur in verschiedenen Ausprägungen, Alter, Festigkeiten und Farben. Letztere können praktisch alle gedämpften Farbtöne der Natur annehmen, aber auch fast schwarz bis fast weiß. Die diversen Granite haben außer sehr unterschiedlicher Färbung und chemischer Zusammensetzung auch wechselnden Wassergehalt (meist einige Prozent). Als weitest verbreitete Gesteinsfamilie der oberen Erdkruste finden wir sie in praktisch allen Ländern, teilweise aber auch durch die Eiszeit als Findlinge in „fremde“ Landschaften transportiert, wo sie als frei liegende Blöcke die Landschaften um einen geheimnisvollen Charakter bereichern. Besonderheiten sind auch die „polsterartige“ Verwitterung und die damit zusammenhängende moosüberwachsene Struktur, der bodenbildende Gries, die Entstehung von Blockheiden und Hochmooren, die touristische Vermarktung von granitischen Landschaften in „mystischen Projekten“ und Seminaren, frühere Hexengeschichten und viele Wackelsteine, an denen man seine Kräfte messen kann. Im Folgenden wird anhand einiger „alter“ Gebirge die Vielfalt dieser Gesteinsgruppe dargelegt.
Als Musterbeispiele dienen vor allem zwei Regionen Mitteleuropas, die neben dem Fremdenverkehr auch für Bergbau und Industrie wichtig sind: der alte Gebirgszug vom Erzgebirge zum fränkischen Fichtelgebirge im Norden Bayerns und der zentraleuropäische Rumpf der uralten „Böhmischen Masse“ in Tschechien und dem nordöstlichen Österreich.
Bild:Granite azul noce.jpg|
Azul Noce (Spanien)
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Giallo Veneziano (Brasilien)
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Gran Violet (Brasilien)
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Lavanda Blue (Brasilien)

Tiefengestein in wechselnder Zusammensetzung

Das Wort Granit kommt von (lat.) granum für Körnung oder Korn. Das Gestein bildet große Teile des Erdinneren und dringt seit vielen Jahrmillionen periodisch an die Erdoberfläche – sei es durch Vulkanismus, bei Phasen der Gebirgsbildung oder auch als Deckengestein. Granite sind grob-, aber auch feinkristalline Tiefengesteine, die im wesentlichen aus Feldspaten bestehen, durchmischt mit Quarz (SiO2) und etwas weniger Glimmer, (heller Muskovit, dunkler Biotit). Auch andere Gesteine mischen sich bei – etwa Amphibole – was ebenfalls zur Vielfalt der Erscheinungsformen beiträgt. Spurenminerale wie Magnetit, Titanit, Gesteine mit Gehalt an Zirkon oder Ilmenit machen ihre große wirtschaftliche Bedeutung in manchen Regionen und für den Bergbau aus. Siehe auch: Liste der Gesteine

Weblinks


- [http://www.graniteland.de Granit-Datenbank mit Bildern]
- [http://www.steine-portal.de/ Verschiedene Granite im Bild] Kategorie:Gestein ja:花崗岩 ko:화강암

Metamorphes Gestein

]] Metamorphe Gesteine entstehen aus älteren Gesteinen beliebigen Typs durch Metamorphose, das heißt durch Umwandlung unter hohem Druck, hoher Temperatur und gegebenenfalls durch chemischen Stoffaustausch im festen Zustand. Bei der Umwandlung ändert sich die Mineralzusammensetzung des Gesteins, weil neue Minerale und Mineralaggregate gebildet werden, die unter den gegebenen neuen Druck- und Temperaturbedingungen stabil sind; daneben wird auch das Gesteinsgefüge transformiert. Beispielsweise entsteht aus Quarzsanden durch Rekristallation und die Ausbildung eines feinen Zements zwischen den Kristallkörnern das metamorphe Gestein Quarzit. Aus einem (reinen) Kalkstein entsteht durch Rekristallisation bei Beibehaltung des chemischen Stoffbestandes ein grobkörniger Marmor. Die unter unteschiedlichen Bedingungen entstandenen metamorphen Gesteine werden metamorphen Fazies zugeordnet. Ein teilweise aufgeschmolzenes Gestein (Anatexis) wird als Migmatit bezeichnet und stellt bereits den Übergang zu einem magmatischen Gestein dar. Weiträumige Metamorphose von Gesteinen findet meist in großer Tiefe statt, lokale Transformationen können aber auch nahe der Erdoberfläche auftreten, zum Beispiel an Stellen, wo sich hohe Spannungen aufgebaut haben.
- Dynamischer Metamorphismus wird durch hohen Druck hervorgerufen. Er kann zum Beispiel lokal an Verwerfungen auftreten, auch bei der Faltung von Gesteinen durch Kompression und Rekristallisation kommt es zu dynamischem Metamorphismus. Ein Beispiel ist die Umwandlung von tonigen Sedimenten in Schiefer.
- Thermischer Metamorphismus bezeichnet die Gesteinsumwandlung durch Wärmeeinwirkung aus dem umgebenden Gestein heraus, entweder in lokalem Maßstab durch Aufheizen des Gesteins um kleinere unterirdische Magmakammern herum bis hin zu riesigen Transformationszonen, so genannten Aureolen, die sich um große, tiefsitzende plutonische Intrusionen herum bilden, wie sie zum Beispiel bei der Entstehung von Granit vorkommen.
- Durch großräumige Wärme- und Druckeinwirkung kommt es zu regionalem Metamorphismus, der in unterschiedliche Grade eingeteilt wird. Schiefer zeugt von regionalem Metamorphismus niedrigen Grades, Gneis ist dagegen ein Produkt hochgradiger Metamorphose.

Beispiele


- Gneis
- Eklogit
- Fruchtschiefer
- Glimmerschiefer
- Tonschiefer
- Phyllit

Weblinks


- Liste der Gesteine
- Liste der Gesteine nach Genese Kategorie:Gestein Kategorie:Petrologie ja:変成岩 th:หินแปร

Gneis

Der Gneis (alte sächsische Bergmannsbezeichnung) ist ein metamorphes Gestein (Metamorphit) mit hohem Umwandlungsgrad. Die Mineralzusammensetzung besteht hauptsächlich aus Feldspat (>20%), Quarz sowie Hell- und Dunkelglimmer. Zur Zusammensetzung gibt es im Bergmännischen den Merksatz: "Feldspat, Quarz und Glimmer: Das vergess ich nimmer!" Das Gefüge ist mittel- bis grobkörnig, bei gut sichtbarer Einregelung der Glimmer. Das Gestein ist lagig-flaserig bis grobschieferig, und oft sichtbar gebändert. Gneise lassen sich aufgrund ihrer mineralischen Zusammensetzung, nach ihrer Genese oder aber nach dem Gefüge gliedern:
- Mineralogisch unterscheiden sich die Gneise nach Art der vorhandenen Minerale.
  - Unterschieden nach verschiedenen Glimmern kennt man zum Beispiel Biotitgneis, Muskowitgneis oder Zweiglimmergneis.
  - Bei hohen Anteilen von Cordierit oder Hornblende spricht man entsprechend von Cordieritgneis oder Hornblendegneis.
- Nach der Genese unterscheidet man den aus magmatischen Gesteinen entstandenen Orthogneis von dem aus Sedimentgestein hervorgegangenen Paragneis.
- Unabhängig davon kann man Gneise auch auf Grund ihres Gefüges gliedern; so kennt man hier etwa Augengneise, wenn im Gefüge große Einzelminerale erkennbar sind, oder Flasergneis, wenn das Gefüge sehr linienhaft entwickelt ist. Diese Definitionen sind nicht immer eindeutig, viele Gneise passen in mehrere Kategorien. Gneise sind weltweit verbreitet und finden sich häufig in den alten Kernen der Kontinente. Kategorie:Gestein Kategorie:Wortexport ja:片麻岩

Kolumbien

Kolumbien (spanisch Colombia) ist ein Staat im nördlichen Teil von Südamerika und grenzt an Brasilien, Peru, Ecuador, Venezuela und Panama. Kolumbien liegt am Pazifischen Ozean und an der Karibik.

Geografie

Kolumbien liegt im Nordwesten Südamerikas und grenzt sowohl an den atlantischen (1.600 km Grenzlinie), als auch an den pazifischen Ozean (1.300 km Grenzlinie). Im Südwesten liegen Ecuador und Peru, im Nordosten Venezuela und im Südosten Brasilien. Die westliche Hälfte Kolumbiens wird von den Anden dominiert, die in drei große Bergketten geteilt sind: die westliche, die zentrale und die östliche Kordillere. Zwischen den Bergketten fließen die großen, teilweise befahrbaren Flüsse Cauca und Magdalena in den atlantischen Ozean. Die Hochgebirge beherbergen die zum Teil aktiven Vulkane Galeras, Huila, Nevado del Ruiz, Purace, Tolima und Doña Juana. Die höchsten Gipfel sind der Pico Cristóbal Colón sowie der Pico Simón Bolívar, beide jeweils 5.775 m hoch und in der Sierra Nevada de Santa Marta gelegen. Die östliche Hälfte ist durch dicht bewaldetes Flachland charakterisiert, durch das die Flüsse Putumayo, Yapura, Meta und Guaviare fließen, die entweder im Orinoco oder im Amazonas münden. Kolumbien hat Küsten sowohl am atlantischen wie am pazifischen Ozean. Die bekanntesten Inseln im Atlantik sind der Archipel von San Andrés und Providencia (770 km nordöstlich von Kolumbien), mit den Inseln San Andrés, Providencia und Santa Catalina. Der karibischen Küste vorgelagert ist die Insel Fuerte und die Archipele von San Bernardo und del Rosario. Im Pazifik liegen die Inseln Malpelo und Gorgona und Gorgonilla. Je nach Meereshöhe unterscheidet man vier Klimazonen. In den Flachländern (Llanos) herrscht tropisches Klima über 24° C, zwischen 1.000 und 2.000 m gemäßigtes Klima (17-24° C), zwischen 2.000 und 3.000 m kaltes (12-17° C) und in den Bergregionen (Páramos) ab 3.000 m Höhe hochalpines Gletscherklima (unter 12° C). Kolumbiens größte Städte sind die Hauptstadt Santa Fé de Bogotá, Medellín, Cali, Cartagena de Indias, Barranquilla, Ibagué, Manizales, Pasto, Cúcuta und Bucaramanga. Siehe auch: Städte in Kolumbien

Umwelt

Kolumbiens Lage mit unterschiedlichen Höhenstufen und Klimazonen, die den Übergang und Kontakt zwischen Amazonas und Anden einschliessen, heterogene Bodenbedingungen bedingen eine große Biodiversität mit einer hohen Anzahl endemischer Arten. Kolumbien ist eines der Länder mit der größten Artenvielfalt pro Gebietseinheit weltweit: Mit nur 0,7 % Anteil an der weltweiten Festlandsmasse vereinigt das Land 10% aller Tier- und Pflanzenarten des Planeten auf seinem Staatsgebiet. Obwohl Kolumbien den Schutz seiner natürlichen Ressourcen bereits seit den 70er Jahren vorantreibt, haben neben natürlichen Umweltkatastrophen (häufig entweder bedingt durch extreme Trocken- oder Regenzeiten) vor allem das dynamische soziale und wirtschaftliche Wachstum und die bürgerkriegsartigen Auseinandersetzungen in den letzten Jahrzehnten erhebliche Umweltschäden mit sich gebracht. Mit der Verfassung von 1991 hat sich das Land nun explizit der Erreichung einer nachhaltigen Entwicklung verschrieben; etwa 60 Verfassungsartikel beziehen sich direkt oder indirekt auf die Umwelt. Den normativen Rahmen für die Ausgestaltung dieser Vorgaben bildet das Gesetz 99 von 1993, durch das ein Umweltministerium als Bestandteil des Nationalen Umweltsystems (Sistema Nacional Ambiental, kurz SINA) geschaffen wurde. Zum SINA gehören nebem dem Ministerium unter anderem die Regionalentwicklungsbehörden, die mit dem Management der natürlichen Ressourcen und ihrer nachhaltigen Entwicklung beauftragt sind, städtische Umweltplanungsbehörden und -systeme wie das DAMA in Bogotá und der Ecofondo, der Zusammenschluss aller Umwelt-NGOs. Staatliche Umweltpläne sollen zur Erreichung der ehrgeizigen Ziele beitragen. Allerdings werden den Regionalentwicklungsbehörden unter anderem überhöhte Betriebskosten, fehlende Investitionen in Umweltprogramme und die Aufgabe wieder aufgeforsteter Gebiete vorgeworfen. Diese und andere Mängel sollen deshalb mittels einer weitgreifenden Umweltsektorreform beseitigt werden. Dazu wurde bereits im März 2003 ein Gesetzesvorschlag vorgelegt; darüber hinaus wurde das Umweltministerium im April 2003 zum Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarollo Territorial fusioniert. Derzeit gibt es Bestrebungen, die bereits seit Jahrzehnten bestehende Nationalparkverwaltung (UAESPNN - Unidad Administrativa Especial del Sistema de Parques) umzustrukturieren. Insgesamt wird die bisherige Umweltpolitik von Präsident Uribe oft als ein Rückschritt hinter bereits erzielte Erfolge bezeichnet, insbesondere, da die Umwelt- und Naturzerstörung als Folge des bewaffneten Konflikts von Jahr zu Jahr steigt.

Klima

Da der Äquator durch Kolumbien läuft, liegt das Land in der tropischen Klimazone. Der Norden, also die Karibikküste, liegt in der subtropischen Zone. In Gebieten unterhalb 550m werden Durchschnittstemperaturen von 25°C bis 30°C gemessen (tropischer Bereich), zwischen 550m und 2300m Jahresmittel von bis zu minimal 18°C (gemäßigter Bereich) erreicht. Zwischen 2300m und 3000m beträgt die Temperatur nur noch 10 - 17°C. Bogotá, welches in einer Höhe von 2550m über dem Meeresspiegel liegt, hat eine Jahresdurchschnitttempereatur von 13°C. Über 3000m liegt die kaltgemäßigte bis kalte Klimazone mit Temperaturen zwischen - 17,8°C bis +12,8°C. Jährlich gibt es zwei Regenzeiten (April und Oktober) und zwei Trockenzeiten, die aber nicht extrem ausfallen. An der Westküste der Anden fällt die größte Menge an Niederschlag. Im südlichen Teil des Landes werden ca. 3000mm Niederschlag pro Jahr und m² gemessen, im Norden bis zu 10.000mm. Einige Orte mit einem Niederschagsvolumen von bis zu 16.000mm im Jahr gehören zu den regenreichsten Gebieten der Erde. Die östlichen Gebiete werden weniger stark beregnet. Durch den Passatwind sind diese Teile der Karibikküste sehr regenarm (unter 400mm Niederschlagsmenge pro Jahr und m²). Weiterhin ist die Niederschlagsmenge in den Hochtälern und Hochbecken durch die Regenschattenseite nur bei 1000mm angesiedelt.

Bevölkerung

Kolumbien mit einer Bevölkerungszahl von ca. 42,31 Mio. hat auf Grund seiner Geschichte eine sehr diversifizierte Bevölkerungsstruktur. Auf jedem Quadratkilometer leben durchschnittlich 31 Einwohner. 72% der Gesamtbevölkerung leben in den Ballungsgebieten und Städten, hauptsächlich in den Tälern des Río Magdalena und des Río Cauca sowie an der Küste des karibischen Meeres. Allein in Bogota, die Hauptstadt und das Zentrum der Industrie, lebt ca. 1/7 der Bevölkerung. Die Bevölkerung setzt sich aus drei sehr unterschiedlichen Gruppen zusammen: den indigenen Indios, den europäischen, zumeist aus Spanien stammenden Kolonisten und den importierten Sklaven aus afrikanischer Herkunft. Die heutige Demografie des Landes besteht aus einer Mischung dieser Gruppen. Demografie Verbindungen zwischen diesen Gruppen waren und sind sehr weit verbreitet. Den größten Anteil an der Bevölkerung stellen mit 60 % die Mestizen, deren Vorfahren Europäer und Indigene waren. Zur hellhäutigen Bevölkerung gehören die Kreolen, Nachfahren der europäischen Kolonisten, die somit die größte Minderheit mit 20 % darstellen. Weiter sind mit 16 % die Mulatten in der kolumbianischen Gesellschaft vertreten, Nachkommen von Europäern und afrikanischen Sklaven. Rein afrikanische Vorfahren haben 4 % der Bevölkerung, 3 % zählen zu den Zambos, die von afrikanischen Sklaven und indigenen Indios abstammen. Im Dorf Palenque de San Basilio existiert die einzige spanischbasierte Kreolsprache in Lateinamerika. Die Menschen dort sind zum größten Teil Nachfahren entlaufener Sklaven und sprechen Palenquero. Heutzutage werden nur noch 1 % als Indigene klassifiziert, unter anderem durch ihre Kultur und Sprache. Dominant ist die römisch-katholische Glaubensrichtung (ca. 90 % der Bevölkerung). Völkerbewegungen vom Land in die Stadt sind massiv. Stadtbevölkerung ist von einem Anteil von 57 % der Gesamtbevölkerung im Jahre 1951 auf 74 % 1994 gestiegen. Dreißig Städte haben mehr als 100.000 Einwohner. Die östlichen Llanos Kolumbiens, die aus 9 Departamentos bestehen und 54 % der Fläche ausmachen, beherbergen nur 3 % der Bevölkerung und damit eine Dichte von einer Person pro Quadratkilometer. Siehe auch: Afrokolumbianer

Geschichte

Nach der Entdeckung Mittelamerikas durch spanische Seefahrer entstanden mit Santa Marta (gegr. 1527) und Cartagena de Indias (gegr.1533) die ersten kolonialen Stützpunkte an der kolumbianischen Karibikküste. Als im Jahr 1537 die ersten spanischen Entdecker unter Gonzalo Jiménez de Quesada in das Andengebiet vordrangen, wurden die Chibcha unterjocht. Die Spanier erbauten einige Siedlungen, die die ehemaligen indianischen Handelszentren ersetzten, so zum Beispiel Santa Fé de Bogotá und Tunja (gegr. beide 1539). Wenig später erfolgte die Gründung einer Provinz, aus der sich das Vizekönigreich Neugranada entwickelte. Kolumbien ist einer der Staaten, die durch den Zerfall Großkolumbiens im Jahr 1830 entstand (andere sind Ecuador und Venezuela). Bis zum Jahre 1903 gehörte Panama zu Kolumbien. Kolumbien gehört zu der 1969 gegründeten Andengemeinschaft, die seit 1995 eine Freihandelszone zwischen den Mitgliedsstaaten aufgebaut hat. Seit Jahrzehnten dauert nun schon der Bürgerkrieg in Kolumbien an. Nach einer Welle von Gewalt und Terror verhängt Präsident Álvaro Uribe Vélez am 12. August 2002 für 90 Tage den Ausnahmezustand. Der im Jahre 2003 von Präsident Álvaro Uribe begonnene Friedensprozess mit den Paramilitärs droht zu scheitern. Ein Grund dafür ist das spurlose Verschwinden des Gründers der Paramilitärs, Carlos Castaño, ein anderer die Forderung der Paramilitärs, für ihre Taten, einschließlich des Drogenhandels, nicht bestraft und an die USA ausgeliefert zu werden. Siehe auch: Liste der Präsidenten Kolumbiens

Verwaltungsgliederung

Kolumbien ist in 32 Provinzen untergliedert (Hauptstädte in Klammern): right #Amazonas (Leticia) #Antioquia (Medellín) #Arauca (Arauca) #Atlántico (Barranquilla) #Bolívar (Cartagena de Indias) #Boyacá (Tunja) #Caldas (Manizales) #Caquetá (Florencia) #Casanare (Yopal) #Cauca (Popayán) #Cesar (Valledupar) #Chocó (Quibdo) #Córdoba (Monteria) #Cundinamarca (Bogotá) #Guainía (Puerto Inirida) #Guaviare (San José del Guaviare) #Huila (Neiva) #La Guajira (Riohacha) #Magdalena (Santa Marta) #Meta (Villavicencio) #Nariño (Pasto) #Norte de Santander (Cúcuta) #Putumayo (Mocoa) #Quindío (Armenia) #Risaralda (Pereira) #San Andrés und Providencia (San Andrés) #Santander (Bucaramanga) #Sucre (Sincelejo) #Tolima (Ibagué) #Valle del Cauca (Cali) #Vaupés (Mitú) #Vichada (Puerto Carreño) Zusätzlich: Bogotá - Distrito Capital

Wirtschaft

Kolumbien ist der größte Produzent zahlreicher Schnittblumenarten. Bei der Produktion von Nelken steht es weltweit an erster, bei Schnittblumen insgesamt an zweiter Stelle. Mit 3.500 verschiedenen Orchideen-Arten hat Kolumbien die größte Vielfalt der Welt. Ebenfalls an erster Stelle steht Kolumbien bei der Produktion von Smaragden und Guadua-Holz. Es ist außerdem der zweitgrößte Kaffee-Produzent der Welt und steht bei der Produktion von Bananen weltweit an dritter Stelle. Bei der Produktion von Kartoffeln ist Kolumbien in Lateinamerika führend. Das Land ist der zweitgrößte Exporteur landwirtschaftlicher Produkte in die USA. Darüber hinaus ist Kolumbien weltweit der viertgrößte Produzent von Kohle und Nickel und hat außerdem eine sichere Erdölreserve von zwischen 1,54 bis 1,84 Milliarden Barrel. Ein Teil der kolumbianischen Wirtschaft wird direkt oder indirekt vom Anbau und der Produktion von illegalen Drogen beeinflusst. So bauen Bauern insbesondere Koka, aber auch Schlafmohn an, da sie sich so ein besseres Einkommen versprechen als bei der Produktion von Nahrungsmitteln oder Kaffee; und der Druck der Drogenkartelle ermöglicht es den Kokabauern oft auch nicht, auf legale Waren umzuschwingen. Hauptexportgüter Kolumbiens sind Kaffee, Bananen, Schnittblumen, Smaragde, exotische Früchte, Textilien, Lederwaren, Lebensmittel, Erdöl und Erdölderivate, Kohle und Kohlederivate, Gold und Zucker.

Politik

Als Präsidialrepublik ist Kolumbien in die Exekutive, Legislative und Judikative aufgeteilt. Das Parlament besteht aus zwei Kammern, dem Kongress (congreso) und dem Senat (senado). Die geltende Verfassung wurde am 5. Juli 1991 nach einem Volksentscheid verabschiedet. Fast alle Ämter, vom Präsidenten bis zum Abgeordneten, werden direkt vom Volk gewählt. Als volljährig gilt jeder ab dem 18. Lebensjahr und nur Mitglieder der Armee und Strafgefangene dürfen nicht wählen. Der Präsident und die Senats- und Kongressabgeordneten werden zu einer Amtszeit von vier Jahren gewählt. Kolumbien ist Mitglied in der Südamerikanische Staatengemeinschaft, Organisation Amerikanischer Staaten und den Vereinten Nationen. Beitrittsverhandlungen zu Mercosur werden geführt.

Parteien


- Partido Liberal (liberale)
- Partido Conservador Colombiano (konservative)
- Movimiento de Salvación Nacional (konservative)
- Alianza Democrática M-19 (ehemalige M-19 Guerillagruppe)
- Polo Democrático Independiente
- Unión Democrática
- Unión Patriótica (komunistische)
- Partido Comunista de Colombia (komunistische)
- Movimiento Obrero Independiente y Revolucionario
- Partido para Defensa del Folklore Nacional.
- Oxígeno verde

Bildungswesen

In Kolumbien wird die Bildung in vier Stufen aufgeteilt, Vorschule (preescolar), Schule (educación básica), Gymnasium (educación media) und Universität (nivel universitario). Verantwortlich für die Bildung ist das Ministerium de Educación Nacional. Im Durchschnitt sind die staatlichen Bildungseinrichtungen für die Familien günstiger als die in privater Hand. Außerdem werden auch nicht staatlich anerkannte Titel, meist von privaten technischen Schulen, angeboten, die oft die Selbständigkeit des Auszubildenden zum Ziel haben. Im Vorschulalter werden den Eltern, fast ausschließlich aus dem privaten Sektor, Kindergärten angeboten. Die letzten zwei Jahre vor der Grundschule werden Kinder (4-5 Jahre) und transición (Übergang) (5-6 Jahre) genannt. Von einem Kind in der transición Altersgruppe wird erwartet, dass es schon mit dem Lesen- und Schreibenlernen angefangen hat. Die Schulzeit eines Kindes begrenzt sich auf neun Jahre, fünf davon in der Grundschule (básica) und vier im Gymnasium (secundaria). Meist nur für Familien, die die nötigen finanziellen Mittel haben, bieten Schulen zwei weitere Jahre der Educación Media, auch Bachillerato genannt, an. Schüler die das Bachillerato machen haben meist zum Ziel die Universität zu besuchen. Universitäten werden sowohl vom Staat als auch privat betrieben. Technische Abschlüsse werden nach drei Jahren, Graduierte (vergleichbar mit Bachelor) nach vier und Diplome nach fünf Jahren vergeben. Ergänzend werden Master- und Doktortitel, letztere nur durch staatlich anerkannte Institutionen, angeboten. Die bekannteste Universität Kolumbiens ist die Universidad Nacional de Colombia mit Hauptsitz in Bogotá.

Kultur

Siehe auch: Liste berühmter Kolumbianer

Kunst

Kolumbien rühmt eine lange Geschichte der Künste, die bis in die präkolumbischen Zeiten zurückgeht. Bekannt sind aus diesen Zeiten Goldfiguren, Schmuck und Tonarbeiten. In der Hauptstadt Bogotá sind im Goldmuseum viele dieser Stücke zu bewundern. Ein Großteil der Kunststücke ist aber seit der Entdeckung, erst durch die Entdecker und dann durch Grabräuber, verschwunden. Die diversen Volksgruppen stellen weiterhin unterschiedlichste Arten von Kunst her, unter anderem die handgewebten Handtaschen (Mochilas) und Hängematten der Guajiros. Zu den bekanntesten kolumbianischen Künstlern des 20. Jahrhunderts zählen Enrique Grau, Fernando Botero und Alejandro Obregón. Bekanntester kolumbianischer Schriftsteller ist der Literaturnobelpreisträger Gabriel García Márquez.

Musik

Die traditionelle kolumbianische Musik ist sehr vielfältig. Die Musik der Karibikküste, wo viele Afro-Kolumbianer leben, ist stark von afrikanischen Rhythmen geprägt, wie man es in Stilen wie der Cumbia und dem verwandten, aber melodischeren Vallenato hören kann. Eine neue in dieser Region Kolumbiens entstandene Musikrichtung ist der ebenfalls stark von afrikanischen und karibischen Einflüssen geprägte Champeta. Völlig anders ist dagegen die traditionelle Musik der Andenregion um Bogotá, die eine Mischung spanischer und vorkolumbischer Stilelemente ist und damit der Folkloremusik des Hochlandes von Peru und Ecuador ähnelt. Im Rest des Landes ist die traditionelle Musik vor allem von spanischen und italienischen Einflüssen geprägt. Salsa ist in Kolumbien, wie auch im Rest Südamerikas ebenfalls sehr beliebt. Berühmte kolumbianische Salsa-Interpreten sind die Grupo Niche, Fruko y sus Tesos und Joe Arroyo. Eine der populärsten Salsa-Tänzerinnen ist Maria del Pilar, die inzwischen zusammen mit ihrem Guitarriero Nico Berdugo auch in Europa bei zahlreichen Auftritten gefeiert wird. Die bekannteste Musikerin Kolumbiens ist die Sängerin Shakira. Mittlerweile haben es auch der Pop-Sänger Juanes und der Vallenato-Interpret Carlos Vives zu internationaler Berühmtheit gebracht. In den kolumbianischen Großstädten gibt es seit den 90er Jahren eine ständig wachsende moderne Musikkultur. Trotzdem wächst die Szene weiter. Im Jahr 1994 fand zum ersten Mal das Festival „Rock al parque“ statt, dass mittlerweile das größte kostenlose Rockfestival Lateinamerikas ist.

Sport

Kolumbien ist besonders für Fußball und Radsport international bekannt und seit einigen Jahren durch Juan Pablo Montoya in der Formel 1 vertreten. Bekannteste Tennisspielerin ist Fabiola Zuluaga. 2005 hat die Golfspielerin María Isabel Baena erstmalig einen Titel für Kolumbien bei dem in New Jersey, USA ausgetragenen Match Play-Meisterschaft gewonnen. Clara Juliana Guerrero ist die weltbeste Kegelspielerin, eine Sportart in der auch u.a. die Geschwister Paola Rocío Gómez Ardila und Jaime Andrés Gómez Ardila das Land vertreten. Berühmte Boxer sind der legendäre Antonio Cervantes "Kid Pambelé", der vier Jahre lang Weltmeister in der Gewichtsklasse 140 Pfund Juniorgewicht der (WBA) war und Miguel "Happy" Lora, der zwischen 1985 und 1989 den Weltmeistertitel in der Gewichtsklasse 118 Pfund Bantamgewicht der (WBC) hielt.

Fußball

Eine Fußballliga wurde 1924 angedacht und durch den Beitritt 1936 zu der Confederación Sudamericana de Fútbol (CONMEBOL) besiegelt. Die Nationalelf spielte zum ersten mal 1962 in Chile bei der Weltmeisterschaft mit. Aus drei Spielen erhielt sie aber nur einen Punkt, spielte aber mit einem 4:4 gegen die UdSSR eine historische Partie. 1964 wurde die Bundesliga „Federación de Fútbol de Colombia (Fedebol)” mit Unterstützung der FIFA gegründet. Kolumbien wurde 1974 von der FIFA die Austragung der 1986 zu spielenden Weltmeisterschaft zugesprochen, die aber letztlich wegen Uneinigkeiten zwischen Privat- und Staatsfinanzierungen 1981 an Mexiko ging. Der bisher größte Erfolg der Fußball-Nationalmannschaft ist der im Jahre 2001 errungene Titel der Copa América, welcher zudem in Kolumbien ausgetragen wurde. Weitere Höhepunkte waren die jeweilige Qualifikation zu den