Aragonit – Österreichs Mineral des Jahres 2025

Auch in diesem Jahr hat Österreich mit dem Aragonit sein eigenes „Mineral des Jahres“. Aragonit ist ein interessantes Mineral, das mit seinen oft filigranen Formen Menschen fasziniert. Es spielt auch in der Umwelttechnik und der Biologie eine Rolle.

Was ist Aragonit?

Aragonit (CaCO₃) ist eine der drei natürlich vorkommenden Formen von Calciumcarbonat. Es kommt allerdings sehr viel seltener vor als Calcit und ist nur sehr selten gesteinsbildend. Aragonit ist schon etwas länger bekannt. Das Mineral wurde 1796 von Abraham Gottlob Werner nach seinem ersten Fundort, der spanischen Provinz Aragon, benannt und beschrieben.

Eigenschaften

Aragonit kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem. Es kann sowohl prismatische Kristalle bilden als auch in dendritischer Form oder kugelig, oolithisch, nadelig oder faserig vorkommen. Die Kristallflächen zeigen einen Glasglanz, die Spalt- und Bruchflächen hingegen können auch einen Fettglanz aufweisen.

Die Mohshärte liegt zwischen 3,5 und 4, die Dichte beträgt 2,95.

Reines Aragonit ist farblos und durchsichtig. Beimengungen können jedoch zu einer breiten Vielfalt an Farben von Grau über Gelb, Rot, Grün bis Blau führen. Dabei nimmt meist die Transparenz ab.

Das Mineral unterscheidet sich von dem häufigeren Calcit und dem selteneren Vaterit durch seine Kristallstruktur. Es kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem. Seine Dichte ist mit 2,95 etwas höher als die von Calcit. Aufgrund seiner dichteren Struktur ist Aragonit bei gegebener Temperatur die druckbegünstigte Variante des Calciumcarbonats und kommt entsprechend auch in der Hochdruckmetamorphose vor.

Damit könnte die Geschichte eigentlich zu Ende sein. Doch so einfach ist die Sache mit dem Aragonit nicht. Denn unter den auf der Erdoberfläche üblichen Bedingungen und Temperaturen ist Aragonit nur metastabil. Das bedeutet, dass schon geringfügige Einflüsse ausreichen, damit sich Aragonit in Calcit umwandelt. Auslöser können zum Beispiel Lösungsmittel sein, aber auch eine längere Bearbeitung in einem Mörser. Diese Umwandlung ist irreversibel. Unter Umständen können Fremdionen wie Strontium hilfreich sein, da sie die Aragonitstruktur stabilisieren.

Wo kommt Aragonit vor?

Man würde jetzt sicherlich vermuten, dass Aragonit nur selten in hochdruckmetamorphen Gesteinen unter besonderen Umständen vorkommt. Denn eigentlich ist das Mineral nur bei einer Hochdruck-Niedrigtemperaturmetamorphose richtig stabil.

Perlmutt

Wie bereits angedeutet, können andere Elemente das Gleichgewicht von Calcit hin zu Aragonit verschieben. Neben Strontium ist dies auch bei Magnesium der Fall. Das führt uns auch gleich zu einem der Hauptbereiche, in denen Aragonit zu finden ist. Viele Mollusken und Steinkorallen bilden ihre Hartschalen aus Aragonit. Aragonit ist auch Bestandteil von Perlmutt.

Im marinen Milieu kommt Aragonit vergleichsweise häufig vor. Das hängt mit dem erhöhten Magnesiumgehalt im Meerwasser zusammen. Da viele Lebewesen dem Meerwasser Calcium entziehen, um es in ihre Skelette einzubauen, hat sich das Verhältnis von Calcium zu Magnesium immer mehr zugunsten des Magnesiums verschoben. Aragonit ist somit durchaus charakteristisch für marine Bedingungen.

Hydrothermale Bildung

Auch bei Temperaturen über 50 °C kommt Aragonit vor. Daher kommt das Mineral häufig in hydrothermalen Sintern und heißen Quellen vor. Der Kesselstein in unseren Wasserkesseln besteht hauptsächlich aus Aragonit.

Entstehung von Aragonit, z. B. im Sinter

Auch bei der Verwitterung Ca-haltiger Gesteine und bei der Sinterbildung in wärmeren Klimaten oder unter Beteiligung von Dolomit können aragonitische Sinter entstehen, wie etwa in den Höhlen Frankens.

Aber wie kann das sein? Hatte ich nicht eben gesagt, dass unter den Bedingungen der Erdoberfläche die Bildung von Calcit gegenüber Aragonit bevorzugt ist? Wir erinnern uns: Auch die Anwesenheit von Magnesium und anderen Elementen kann die Entstehung von Aragonit begünstigen. Doch wie genau läuft dieser Prozess ab?

Normalerweise ist die Bildung von Calcit in Höhlensintern begünstigt. Da Calcit jedoch das gleiche Kristallgitter wie Magnesit (das übrigens Österreichs Mineral des Jahres 2024 ist) hat, kann Magnesium relativ einfach eingebaut werden. Jede Calcium-Position kann also zumindest theoretisch auch von Magnesium eingenommen werden. Das sollte bei einer Lösung, in der sowohl Calcium- als auch Magnesiumionen unterwegs sind, doch ganz gut passen, möchte man meinen. Da gibt es jedoch ein Problem. Die Ionen, also auch die Calcium- und Magnesiumionen, sind nicht allein unterwegs, sondern von einer Hydrathülle aus Wassermolekülen umgeben. Um unser Ion in das Kristallgitter eines entstehenden, wasserfreien Kristalls einzubauen, muss diese Hülle erst entfernt werden.

Dabei erfordert die Entfernung der Hydrathülle um ein Magnesiumion erheblich mehr Energie als um ein Calciumion. Daher steigt bei zunehmendem Gehalt an Mg²⁺ der Energieaufwand schnell an. Bei geringer Konzentration wird zunächst nur die Kristallisation von Calcit verzögert. Wenn die Konzentration aber steigt, wird irgendwann ein Punkt erreicht, an dem es energetisch günstiger wird, in Form von Aragonit zu kristallisieren. In dessen Gitter passt Magnesium nicht mehr hinein, da das Mg²⁺ deutlich kleiner ist als das Ca²⁺.

Dabei spielen die Bildungstemperaturen dann keine größere Rolle mehr. So wurde die Aragonitbildung beispielsweise in den fränkischen Höhlen selbst bei Temperaturen zwischen 6 und 10 °C nachgewiesen. Erst bei deutlich niedrigeren Temperaturen entsteht statt Aragonit ein wasserhaltiges Monohydrocalzit. Hier ist der Energieaufwand für das Entfernen der Hydrathülle so hoch, dass diese gleich mit eingebaut wird.

Wofür wird Aragonit verwendet?

Die Verwendung von Aragonit ist relativ begrenzt. Seine Verwendung als Schmuckstein ist aufgrund seiner geringen Härte und Empfindlichkeit gegenüber Säuren eingeschränkt. Dagegen kann Aragonit im Bereich des Umweltschutzes durchaus verwendet werden, beispielsweise bei der Renaturierung von Riffen. Es kann auch dabei helfen, die Versauerung der Meere zu verringern [1].

Darüber hinaus kann Aragonit dazu dienen, schädliche Schwermetalle wie Blei, Cobalt oder Zink aus Abwässern zu entfernen.

Insgesamt ist Aragonit ein sehr interessantes Mineral. Seine weite Verbreitung in der belebten Natur macht es zu einem würdigen „Mineral des Jahres“.

References

• [1] Orr, J. C.; Fabry, V. J.; Aumont, O.; Bopp, L.; Doney, S. C.; Feely, R. A.; Gnanadesikan, A.; Gruber, N.; Ishida, A.; Joos, F.; Key, R. M.; Lindsay, K.; Maier-Reimer, E.; Matear, R.; Monfray, P.; Mouchet, A.; Najjar, R. G.; Plattner, G.-K.; Rodgers, K. B.; Sabine, C. L.; Sarmiento, J. L.; Schlitzer, R.; Slater, R. D.; Totterdell, I. J.; Weirig, M.-F.; Yamanaka, Y. and Yool, A. (2005). Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organisms, Nature 437 : 681-686.
• [2] Köhler, S. J.; Cubillas, P.; Rodríguez-Blanco, J. D.; Bauer, C. and Prieto, M. (2007). Removal of Cadmium from Wastewaters by Aragonite Shells and the Influence of Other Divalent Cations, Environmental Science & Technology 41 : 112-118.