Aragonite

Aragonit ist ein Karbonatmineral und neben Calcit und Vaterit eine der drei wichtigsten natürlichen Kristallformen von Calciumcarbonat. Es entsteht sowohl durch biologische als auch durch physikalische Prozesse, wie etwa Ausfällung in marinen und Süßwasserumgebungen. Seine Kristallstruktur ist orthorhombisch und bildet typischerweise nadelartige Kristalle; durch wiederholte Zwillingsbildung können pseudohexagonale Formen entstehen. Es kann säulig oder faserig erscheinen und gelegentlich verzweigte, heliktitische Wucherungen bilden, die als Flos-ferri bekannt sind, benannt nach ihrer Assoziation mit Eisenerzen in Kärnten.

Das Mineral wurde erstmals 1754 von José Torrubia beschrieben, der große Mengen „hexagonaler“ Kristalle namens „Torrecillas“ in der Nähe des Gallo-Flusses in Molina de Aragón bemerkte. Es wurde 1797 von Abraham Gottlob Werner nach Molina de Aragón benannt, obwohl er fälschlicherweise annahm, der Fundort liege in Aragonien. An seiner Typlokalität kommt Aragonit als zyklische Zwillinge in Gips und Mergeln der triassischen Keuper-Fazies vor. Solche Vorkommen sind in Spanien häufig und auch in Frankreich zu finden. Bekannte Aragonithöhlen sind die Ochtinská Aragonitová jaskyňa in der Slowakei und die Cueva de El Soplao in Kantabrien, Spanien, die 1908 in einem ehemaligen Blei-Zink-Bergwerk entdeckt und 2005 für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurde. In den Vereinigten Staaten finden sich Aragonit-Stalaktiten und Höhlenblumen in den Carlsbad Caverns und anderen Höhlen. Für kurze Zeit im frühen 20. Jahrhundert wurde Aragonit in Aragonite, Utah, abgebaut, heute eine Geisterstadt. Auf dem Meeresboden der Bahamas gibt es massive oolitische Aragonitsandablagerungen.

Aragonit ist die Hochdruckform von Calciumcarbonat und kommt in metamorphen Gesteinen aus Subduktionszonen vor. Es bildet sich natürlicherweise in fast allen Molluskenschalen und in den kalkhaltigen Skeletten von Warm- und Kaltwasserkorallen. Einige Serpulidenwürmer haben aragonitische Röhren. Die biologische Kontrolle über die Schalenablagerung kann Kristallformen hervorbringen, die sich von anorganischem Aragonit unterscheiden. Bei manchen Mollusken besteht die gesamte Schale aus Aragonit, bei anderen kommt es nur in Teilen einer bimineralischen Schale vor. Die perlmuttartige Aragonitschicht bestimmter ausgestorbener Ammonitenfossilien ergibt ein irisierendes Material namens Ammolit. Aragonit kommt auch im Endokarp des Zürgelbaums, in den Skeletten einiger kalkhaltiger Schwämme sowie als anorganischer mariner Zement oder als freie Kristalle im Ozean vor. In Höhlen bildet es Höhlensinter, und es ist häufig in Serpentiniten anzutreffen, wo magnesiumreiche Flüssigkeiten das Calcitwachstum hemmen. Aragonit ist an der Erdoberfläche metastabil und wandelt sich in Fossilien typischerweise über zig Millionen Jahre in Calcit um; Aragonit, der älter als das Karbon ist, ist praktisch unbekannt. Es kann durch Mischen von Calciumchlorid- und Natriumcarbonatlösungen über 60 °C oder in Wasser-Ethanol-Gemischen bei Raumtemperatur synthetisiert werden.

Aragonit ist bei Drücken unter etwa 3.000 bar und jeder Temperatur thermodynamisch instabil, bildet sich aber dennoch häufig unter Umgebungsbedingungen. Schwache Van-der-Waals-Kräfte beeinflussen seine kristallografischen und elastischen Eigenschaften. Der Stabilitätsunterschied zwischen Aragonit und Calcit, gemessen an der Gibbs-Energie, ist gering, und Korngröße oder Verunreinigungen können beeinflussen, welche Form entsteht. Seine Bildung dort, wo Calcit stabil ist, könnte der Ostwaldschen Stufenregel folgen, wonach zuerst eine weniger stabile Phase erscheint. Magnesiumionen können Aragonit gegenüber Calcit begünstigen. Einmal gebildet, neigt Aragonit dazu, sich über 10 bis 100 Millionen Jahre in Calcit umzuwandeln. Eine weitere metastabile Calciumcarbonat-Phase, Vaterit, zersetzt sich noch leichter.

In Aquarien gilt Aragonit als wesentlich für die Nachbildung von Riffbedingungen, da es Materialien für Meereslebewesen liefert und hilft, einen natürlichen pH-Wert aufrechtzuerhalten, um die Auflösung von biogenem Calciumcarbonat zu verhindern. Es wurde auch erfolgreich zur Entfernung von Schadstoffen wie Zink, Kobalt und Blei aus kontaminiertem Abwasser getestet.