Mysteriöser Fund in der Wüste

16. Juli 1945: Erster Atombombentest Trinity erzeugte neuartige Kristalle

Forscher haben die Überreste des ersten Atombombentests vom 16. Juli 1945 erneut analysiert. Was sie entdeckten, ist sensationell. Eine bisher unbekannte, radioaktive Substanz – Clathrat.

Von Markus Brauer

Am 16. Juli 1945 wurde auf der White Sands Missile Range, rund 100 Kilometer von der Stadt Alamogordo im US-Bundesstaat New Mexico entfernt, der erste Atombombentest durchgeführt.

Durch die Explosion der Plutonium-Implosionsbombe im Rahmen des Trinity-Tests entstand in der Wüste ein drei Meter tiefer und 330 Meter breiter Krater. Die Hitze ließ den Sand zu einer Art Glas – das sogenannte Trinitit – schmelzen, wie Geologen im Jahre 2021 herausfanden.

Wie neue Materie unter extremem Druck entstanden ist

In diesen Überresten haben Forscher jetzt einen sensationelle Entdeckung gemacht: Eine vollkommen neue chemische Gitterstruktur, die unter extremen physikalischen Bedingungen entstand.

Das Trinitit wurde durch geschmolzenen Sand und verdampfte Kupferkabel zu einem olivgrünen, glasartigen Mineraloid geformt, das radioaktive Rückstände enthält. Es liefert neue Erkenntnisse über Materie unter extremem Druck.

Dieses sogenannte Clathrat ist ein käfigartiges Gitter aus Silizium-Atomen, in dem andere Elemente wie Kalzium, Kupfer oder Eisen eingeschlossen sind. „Es handelt sich um eine völlig neue Art von Clathrat-Kristall. Weder in der Natur noch in den Produkten einer nuklearen Explosion wurde es jemals zuvor gesehen“, sagt Luca Bindi, Geologe an der Universität Florenz und Mitautor der Studie, die im Fachjournal „PNAS“ erschienen ist. Bindi hatte bereits im Mai 2021 die Substanz Trinitit entdeckt.

From Trinity 1945, America’s first plutonium implosion test: A newly discovered clathrate crystal, a sample of red trinitite, desert sand blasted into glass https://t.co/1zvyDPB73u — Turing-Galaxis (@TuringGalaxis) May 11, 2026

Wüstensand transformiert zu gitterförmigem Kristall

Das Material entstand Bindi zufolge durch die gewaltigen Kräfte während der nuklearen Explosion, bei der Temperaturen von über 1500 Grad Celsius und Druck von mehreren Gigapascal herrschten. Diese Bedingungen transformierten gewöhnlichen Wüstensand innerhalb von Sekunden in neue komplexe Materialien.

Unter normalen Bedingungen, ist Clathrat nicht stabil, wie der „Spiegel“ berichtet. Es würde einfach auseinanderfallen. Doch unter den extremen Bedingungen des Atombombentests habe es sich zu einer stabilen Verbindung transformiert.

„All dies geschah innerhalb von Sekunden, sodass die Atome keine Zeit hatten, sich zu stabilen Strukturen anzuordnen. Auf diese Weise entstehen ungewöhnliche Nichtgleichgewichtsmaterialien wie dieses“, erklärt Bindi.

Signifikante Entdeckung innerhalb der Materialforschung

Die neu entdeckten Strukturen bestehen aus 12- und 14-seitigen Körpern, in denen Metallatome gefangen sind. Diese Formationen bilden eine seltene Ergänzung zu allen bekannten Materialklassen.

„Die kurzzeitigen extremen Bedingungen während des Trinity-Tests haben die Bildung metastabiler Phasen begünstigt, wie man sie in Laborexperimenten möglicherweise nicht nachstellen kann“, erläutert Nelson Eby, Geowissenschaftler an der University of Massachusetts Lowell. Er beschreibt den Fund als signifikante Entdeckung innerhalb der Materialforschung.

Im Labor noch nicht reproduziert

Neben dem Clathrat wurde bereits im Jahr 2021 in derselben Substanz ein Quasi-Kristall entdeckt, der eine geordnete, aber nicht periodische Atomstruktur aufweist. Beide Formationen entstanden laut den Forschern vermutlich simultan je nach lokaler Verfügbarkeit von Kupfer.

„Der im selben Material gefundene Quasi-Kristall ist besonders faszinierend, da er unter denselben extremen Bedingungen entstanden ist und im Labore noch nicht reproduziert werden konnte. Damit ist er ein seltenes Beispiel für eine Struktur, welche die Natur geschaffen hat, die wir aber noch nicht vollständig nachbilden können“, konstatiert Bindi.

„Diese Arbeit unterstreicht, wie seltene, äußerst energiereiche Ereignisse wie nukleare Detonationen, Blitz- und Meteoriteneinschläge als natürliche Laboratorien für die Erzeugung unerwarteter kristalliner Materie dienen“, schreiben die Autoren.

Wenige Wochen nach dem Atombombentest kam es zu den ersten und bislang einzigen Atombombenabwürfen in einem Krieg: Durch die von US-Streitkräften ausgelösten Atomkatastrophen von Hiroshima und Nagasaki am 6. und 9. August 1945 starben unmittelbar rund 100.000 Menschen. Weitere rund 130.000 Menschen starben bis Ende 1945 an den Folgen.