Glas

Zerbrechliches aus der Erde

Könnten Sie sich ein Leben ohne Glas vorstellen? Ohne Ihre Brille, Ihre Fenster, Ihrem Geschirr, Ihrem Fernseher? Glas ist ein Produkt, das vielseitig eingesetzt werden kann. Doch was sind die Rohstoffe und Funktionen, die auf den Geo- und Montanwissenschaften beruhen?

Typisch für Glas sind dessen Durchsichtigkeit, Sprödigkeit und vor allem dessen Formbarkeit, auf der oftmals die große Palette der Glasanwendungen beruht. Ausgangsstoff für Glas ist Sand. Wenn Sie also in Ihrem Urlaub über den Sandstrand laufen, bewegen Sie sich im Prinzip über die Grundlage Ihrer Weingläser, Ihres Fernsehbildschirms oder Ihrer Autoscheiben. Hauptbestandteil von Sand ist Quarz Quarz
Quarz - Grundbaustein der Erdkruste und zugleich Grundlage moderner Technologien und Produkte, Siliziumdioxid. Wird dieser Quarz unter Zugabe von Kalk
Kalkstein - er wird überwiegend in Steinbrüchen gewonnen und ist oft reich an Fossilien in einer Soda-Schmelze eingeschmolzen und wieder abgekühlt, entsteht Glas. Glas ist praktisch eine "eingefrorene Schmelze", also ein nicht kristalliner Stoff.

Sand

Bildinfo Sand für die Glasherstellung muss besonders rein sein. Unter anderem an der Nordseeküste (Bild) gibt es solche besonders reinen und weißen Sandvorkommen, die sich über mehrere tausend Jahre abgelagert haben.

Neben normalem Fensterglas existiert eine breite Palette an Spezialgläsern, die unseren Alltag erobert haben. Zum Beispiel arbeiten die meisten Herde mittlerweile mit Kochfeldern aus Glaskeramik. Dabei wird die Funktion des Minerals Spodumen ausgenutzt, sich bei Erhitzen zusammenzuziehen, damit der Glasausdehnung entgegenzuwirken und letztlich das Kochfeld temperaturwechselbeständig zu machen.

Weiterhin macht man sich kristalline Glasbeschichtungen zu Nutze, um farbneutrales und wärmeabsorbierendes Sonnenschutzglas herzustellen. Dazu wird eine 300 Nanometer dünne Schicht des Minerals Kassiterit
Kassiterit (Zinnstein) ist einer der wichtigsten Zinnrohstoffe (Mineral aus den Staatlichen Naturhistorischen Sammlungen Dresden, Museum für Mineralogie und Geologie). (Zinnoxid), das mit Fluor Fluorit
Fluorit - ein Mineral aus Calcium und Fluor, das eines der bedeutendsten Rohstoffe für Fluor ist oder Antimon dotiert wurde, auf das Glas aufgebracht.

Um Glas einfacher reinigen zu können (vor allem für Glas an Fassaden) nutzt man die Minerale Anatas und Rutil (beides Titanoxide), die organisches Material auf dem Glas zerstören und eine gute Benetzung mit Wasser ermöglichen.

Für Fotoapparate, Ferngläser und Brillen werden spezielle Gläser gefertigt, die besonders gute optische Eigenschaften haben. Ein weiteres Feld für Spezialgläser ist die Medizin. So wird Phosphatglaskeramik beispielsweise als Zahn- und Knochenersatz verwendet.

Kalk

Bildinfo Kalk als ein wichtiger Glasrohstoff wird nahezu ausschließlich in Steinbrüchen abgebaut, wie hier im Bild in Thüringen. Für Geowissenschaftler bieten solche Steinbrüche ideale geologische Aufschlüsse, um die Erdgeschichte anhand der Gesteine nachvollziehen zu können.

Auch für Halogenlampen werden besondere Gläser benötigt (reines Siliziumdioxid-Glas, sogenanntes Kiesel- oder Quarzglas). Zudem werden die aus Glas bestehenden Leuchtstoffröhren und Fernsehbildschirme mit fluoreszierenden Kristallpulvern beschichtet, um Licht entstehen zu lassen.

In der Bauindustrie wird aufgeschäumtes Glas als isolierender und nicht brennbarer Zuschlagstoff genutzt. Ein ähnliches Material findet Anwendung als Wasserspeicher in der Gärtnerei.

Äußerst bedeutend sind Glasfasern, ohne die die weltweite Kommunikation zum Erliegen kommen würde. Eine andere Form der Glasfasern, die Glaswolle, findet als Isoliermaterial Einsatz. Und nicht zu vergessen sind Glasflaschen aller Art. Zwar wird in Deutschland schon ein hoher Prozentsatz Altglas für die Produktion neuer Glasflaschen verwendet, aber die andere Hälfte muss immer noch aus Sand- und Kalk-Rohstoffen hergestellt werden.

Und dazu ist die Erkundung von geeigneten Lagerstätten durch Geowissenschaftler und der Abbau durch Bergleute notwendig. Außerdem erforschen Geowissenschaftler wichtige Verfahren, Funktionen und Methoden, um auf Grundlage der Rohstoffe spezielle Anwendungen wie die oben genannten zu entwickeln.

Vielleicht denken Sie an uns und den Sand, wenn Sie das nächste Mal aus Ihrem Fenster schauen, sich etwas kochen, sich die Brille aufsetzen, Fernsehen gucken oder einfach nur ein Gläschen Wein trinken. Wir sind überall.

(Text aus Gesprächen mit Prof. Gerhard Heide)

Die Initiative "Wir sind überall" wird vom Netzwerk für geowissenschaftliche Öffentlichkeitsarbeit betreut und kooperiert mit