„Vom Liparischen Steine“: Bimsstein und Obsidian Dennis Dietz
Die vulkanische Insel Lipari ist Teil der Liparischen Inseln und gehört zur italienischen Region Sizilien. Die Schülerinnen und Schüler meines Chemieleistungskurses erkunden im Nordosten dieser wunderschönen Insel ein verlassenes Industriegelände, auf dem einst Bimsstein abgebaut wurde. Lange Zeit war Bimsstein eine bedeutsame Einnahmequelle für die Inselbewohner. Mit Bimsstein, oder kurz Bims, können Leichtbetonsteine hergestellt, Böden aufgewertet, Wasser aufbereitet oder Materialien unterschiedlichster Art geschliffen werden[1]. Früher gehörte Bimsstein in jede wohlsortierte Hausapotheke. Damit konnte man Hornhaut abschleifen oder auch hartnäckigen Schmutz entfernen, wie z. B. Tintenflecken von Kinderfingern. Und mit Bimsstein konnte man in der Badewanne herrlich spielen – zum Beispiel wunderte man sich als Kind darüber, wieso ein Stein überhaupt schwimmen kann! Bild 1: Ein stillgelegtes Industriegelände im Nordosten von Lipari
Zwischen dem schneeweißen Bimsstein finden die Schülerinnen und Schüler immer wieder kleinere, glasartige schwarze Steine, die sie in Anlehnung an eine berühmte Fernsehserie als Drachenglas bezeichnen. Schnell kommt die Frage auf: Handelt es sich um verschiedene Gesteinsarten oder entstehen Obsidian und Bimsstein einfach nur unter unterschiedlichen Bedingungen aus demselben Ausgangsmaterial? Bild 2: Obsidian zwischen Bimsstein – ein Bild das Fragen aufwirft
Bild 3: Bimsstein schwimmt auf der Wasseroberfläche, am Grund des Becherglases befindet sich Obsidian
Tabelle 1. Originäre Darstellung von Forschungsergebnissen aus dem Jahr 1875 [3, S.254]. Heute wissen wir, dass hier einige Indizes fehlen (markiert mit einem Sternchen). Das liegt an Dalton: Er formulierte als leitendes Prinzip die Einfachheit der Verbindungsverhältnisse. Wasser beispielsweise war für ihn also HO statt H2O [4, S.17f.]. Außerdem würden wir die Zahlenangaben heutzutage wohl mit einem Prozentzeichen versehen. Zusätzlich zur ähnlichen Zusammensetzung stellte man fest, dass Obsidian und Bimsstein an zahlreichen Vulkanen dieser Welt gemeinsam vorkommen und in seltenen Fällen auch in Schichten zu finden sind, in welchen Übergänge zwischen Obsidian und Bimsstein beobachtet werden können. Daraus leitete man ab, dass „Bimsstein und Obsidian durch Schmelzung nassgebildeter Silicate, vorzüglich der Trachyte, entstanden sind“[3, S.257]. Zurück zur Frage, ob sich nun Obsidian oder Bimsstein bildet, präzisierte Alexander von Humboldt: „Die Bedingungen, unter denen ein solcher Process grossartiger gelingt, sind vielleicht minder in der Stoffverschiedenheit des Materials, als in der Graduation der Wärme, des durch die Tiefe bestimmten Druckes, der Dünnflüssigkeit und der Dauer der Erstarrung gegründet“ [2, S. 212]. Bimsstein bildet sich, wenn in der Schmelze ein hoher Anteil an Wasser oder anderer flüchtiger Stoffe, wie Kohlenstoffdioxid, vorliegt, die das Gestein aufblähen. Sind diese flüchtigen Komponenten nicht enthalten und wird die Lava sehr schnell abgekühlt, dann bildet sich dagegen der Obsidian. Es bleibt die Frage zu klären, ob man Obsidian nachträglich in Bimsstein umwandeln kann. Theophrast berichtete bereits 225 v. Chr. in einer seiner Abhandlungen „vom Liparischen Steine“ dazu: „er [der Obsidian] wird im Feuer durch eine dem Verbrennen ähnliche Zersetzung in einen wahren Bimsstein verwandelt [...] “ [5, S. 18] Es sollte also möglich sein, Obsidian durch Einwirkung von Hitze in Bimsstein zu verwandeln. Probieren wir es also aus.
Die Ausbildung der schaumigen Struktur kann man gut mit Hilfe eines Binokulars oder einer Lupe beobachten. Die Beschreibung von Theophrast lässt sich also gut reproduzieren: Obsidian kann unter Hitzeeinwirkung in Bimsstein umgewandelt werden.
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