26. November 2016

Geologische Katastrophen und das Aussterben von Arten

Das Aussterben einer Art gehört zur Geschichte des Lebens auf der Erde. 99% aller Arten die in den letzten dreieinhalb Milliarden Jahre hier gelebt haben sind auch wieder ausgestorben. Von in prähistorischen Zeiten ausgestorbenen Arten bleiben nur Knochen und Fossilien übrig, in historischen Zeiten kommen Abbildungen und Beschreibungen und in modernen Zeiten auch Photos dazu (das erste Buch mit Tierphotographien wurde 1844 veröffentlicht). Seit 400 Jahren beobachtet man eine Zunahme der generellen Aussterberate bei Säugetiere, Reptilien und Vögel. Oft spielt dabei der Mensch eine Rolle, aber auch geologische Katastrophen können eine Art an den Rand des Aussterbens bringen … und darüber hinaus.
 

Das Aussterben des Atitlántaucher (Podilymbus gigas) am See von Atitlán (Guatemala) wurde durch die Naturforscherin Anne LaBastille (1935-2011) sehr detailliert dokumentiert. Neben anthropogenen Ursachen führte auch ein Erdbeben zum Aussterben dieser Vogelart.

Abb.1. Der Atitlántaucher, Bild aufgenommen von David G. Allen.

Die lokale Industrie und der Tourismus übernutzten den See und führten zu weitreichenden Habitatzerstörung. Vor allem der Schilfgürtel, Brutgebiet des Wasservogels, wurde zerstört. Die Population des Atitlántaucher begann daher ab 1958 stetig zurückzugehen. Im Februar 1976 gab es in Guatemala ein schweres Erdbeben. Bei diesem Beben brach das Seebett, und ein unterseeischer Abfluss sorgte dafür, dass sich der Wasserspiegel um über 6m senkte. Das letzte Reservat für den Taucher lag nun auf dem Trockenen, der Schilfgürtel vertrocknete und starb rasch ab. Versuche neue Schilfgürtel anzulegen schlugen fehl. Bis 1980 waren 60 % des Schilfgürtels am See vernichtet worden. 1983 war der Bestand der Taucher auf 32 Tiere gesunken.  1989 zählte man nur noch zwei Exemplare. Als diese beiden verbliebenen Vögel auch verschwanden, wurde der Atitlántaucher offiziell für ausgestorben erklärt.
 

Steinschlag führte fast zum Aussterben der Lord Howe Island Baumhummer (Dryococelus australis)

Abb.2. Der Baumhummer.

Wenige Exemplare überlebten rund um einen einsamen Melaleuca-Busch in der beinahe senkrechten Felswand der Pyramide von Ball, ein 562m hoher erodierter Vulkanschlot der sich 600km vor der Küste Australiens mitten im Pazifik erhebt. Der Baumhummer wurde 1920 zum letzten mal auf der Lord Howe Insel beobachtet. 44 Jahre später bemerkten einige Kletterer ein seltsames totes Insekt während eines Besteigungsversuch der Ball-Pyramide. In 2001 machten sich zwei Zoologen auf der Suche nach einem lebenden Exemplar. In 200m Höhe fanden sie den besagten Busch mit 24 Exemplare des Baumhummers. Aufgrund der kleine Population ergab sich eine langwierige Diskussion ob man einige Exemplare für die Wissenschaft und eventuelle Nachzucht sammeln könnte. Nach zwei Jahren wurde schließlich beschlossen zwei Pärchen zu entnehmen - zum Schrecken der Forscher hatte sich aber ein Felssturz in der betreffenden Felswand ereignet. Glücklicherweise hatte dieser den Myrtenheiden-Busch gerade noch verschont.
 

In der Vergangenheit lebte auf der Karibischen Insel von  Martinique eine Art von Riesenmaus - Megalomys desmarestii die im Jahre 1654 durch den französischen Naturforscher Jean-Baptiste Du Tertre beschrieben wurde, der sich dabei auch auf indigene Kochrezepte für einheimische Arten beruft. 

Abb.3. Präparat von der Karibischen Riesenmaus.

Bis 1890 war die Art generell häufig, aber Jagd, Habitatzerstörung und Konkurrenz mit eingeschleppten Arten (vor allem Jagd durch Mangusten) führte zu einer drastischen Abnahme der Population. Kleinere Gruppen überlebten an den Hängen des Berges La Pelée - einen ruhender  Vulkan. Im April 1902 erwachte der Vulkan. Am 8 Mai 1902 kam es zu einem verheerenden Ausbruch mit pyroklastische Strömen, dabei wurde die Hafenstadt St. Pierre völlig zerstörten, möglicherweise 40.000 Menschen kamen dabei um. Die Abhänge des Vulkans waren völlig verwüstet worden und kein Tier hatte dort überlebt. Spätere Expeditionen konnten keine Spuren der Riesenmaus mehr auf Martinique finden. Der Ausbruch des La Pelée hat möglicherweise das Aussterben dieser Art besiegelt.

Das 7.8M Erdbeben das am 14 November Neuseeland erschütterte forderte zwei Menschenleben und verursachte großen Schaden, darunter zahlreiche Massenbewegungen und Felsstürze. Huttons Sturmtaucher (Puffinus huttoni) oder auch kaikoura titi ist ein Vogel der entlang der Küste von Kaikoura brütet. Der Vogel gräbt Bruthöhlen in den steilen Abhängen der Kaikoura Küste und in den nahen Bergen. Die Art wird seit 1960 als gefährdet betrachtet, da verwilderte Schweine und Hermeline die Brut zerstören, und die einzigen zwei noch existierenden natürlichen Brutkolonien könnten durch das Erdbeben  stark in Mitleidenschaft gezogen worden sein. Bei einem Vorbeiflug wurde bemerkt das die größere der beiden Kolonien teilweise durch eine Rutschung verschüttet worden ist, wobei nicht nur die Bruthöhlen zerstört wurden sondern auch zahlreiche brütende Vögel getötet worden sind. 25% der Population des Sturmtauchers könnte so umgekommen sein. Auch könnten die Tiere ihre Brutkolonie auf lange Zeit hin verloren haben. Ein schwerer Schlag für diese Art die sich in den letzten Jahren relativ erholt hatte. 
Abb.4. Huttons Sturmtaucher.
 

Literatur:
 

FULLER, E. (2014): Lost Animals - Extinction and the Photographic Record. Princeton University Press: 240

10. November 2016

Der geologische Grund des Orakel von Delphi

Laut Überlieferung versetzten sich die Priesterinnen des berühmten Orakels von Delphi mit der Hilfe von Gasen, die aus einer Erdspalte ausströmten, in Trance. In diesem Zustand wisperte der Gott Apollon höchstpersönlich ihnen Zukunftsvisionen zu.

Abb.1. Die Priesterin Phytia im Orakel von Delphi, Abbildung von Heinrich Leutemann.

Es scheint das in dieser Erzählung etwas geologische Wahrheit steckt. Der Geologe Jelle de Boer und Archäologe John Hale kartierten im Gebiet um Delphi tatsächlich zwei größere Störungssysteme, die sich unter dem Tempel des Apollon kreuzen. De Boer vermutet das sich entlang der Störungen während eines Erdbebens Spalten öffnen, aus denen Gase strömen, wie Ethylen, Methan, Ethan und Kohlendioxid.  Ethylen kann in geringen Konzentrationen berauschend wirken. Alternativ können Methan und Kohlendioxid zur Atemnot und Schwindel führen. Verwirrt hätten die Priesterinnen vor sich hin gebrabbelt, das Gebrabbel wäre von weiteren Priesterinnen gedeutet wurden.
Geologe Luigi Piccardi hat auch eine Erklärung warum um 381 das Orakel von Delphi an Bedeutung verlor. Eine Serie von Erdbeben verschloss die Spalten endgültig. Da kein Gas mehr ausströmte konnten die Priesterinnen auch nicht mehr in Trance fallen und ihre Weissagungen kundtun.


5. November 2016

Gesteine Online: Ignimbrite

Ignimbrite im engeren Sinne wurden in 1932-35 von vulkanischen Ablagerungen in Neuseeland durch MARSHALL beschrieben. Es handelt sich dabei um ein Gestein bestehend aus Kristall- und Gesteinsbruchstücken, die durch die hohen Temperaturen bei ihrer Ablagerungen – aus großflächigen  pyroklastischen Strömen -  regelrecht zusammen-gesintert wurden. Ignimbrite sind gewissermaßen ein Übergang von Vulkaniten zu Sedimentgesteine, da sie aus vulkanischen Ablagerungen gebildet werden, allerdings weisen sie keine Schichtung auf.
Abb.1. Ignimbrit mit „Flammen“, die aus glasigen Schlacken bestehen, Feldspat-Kristalle und größere Bruchstücke von älteren Ignimbriten.

Im Gegensatz zu Tuffen (vulkanische Ascheablagerungen aus Eruptionswolken) zeigen Ignimbrite nicht nur keine Schichtung, sondern häufig auch säulige Absonderungen. Da Ignimbrite großflächig und auch in größerer Mächtigkeit abgelagert werden, formen sich die Säulen bei deren langsamen Abkühlung.
Abb.1. Ignimbrite mit säuliger Absonderung, "Bozner Quarzporphyr" bzw. mit modernen Namen die Auer-Formation.

Die Entstehung von echten Ignimbriten wurde rezent noch nicht beobachtet, da sie eigentlich nur bei gewaltigen Eruptionen mit sehr großen Eruptionsvolumen (der Permische "Bozner Quarzporphyr" ist bis zu 4.000 Meter mächtig) gebildet werden. In historischen Zeiten war einzig der Ausbruch des Katmai (Alaska) in 1912, wo es jedoch keine direkten Augenzeugen gab, vergleichbar. Ablagerungen von kleineren pyroklastischen Strömen, wie sie häufig bei rezenten Vulkanausbrüchen beobachtet werden, sind grobblockiger und weniger verfestigt.

29. Oktober 2016

Mineralientage München 2016 - Schweizer Kristallschätze

Gneis-Block aus dem Gotthard Basistunnel - der helle Leventina-Gneis geht im Bereich des Gotthardmassivs zum  dunkleren, stark verfalteten Lucomagno-Gneis über.

Granate aus der Val Canaria, Tessin.
Bergkristall aus einer alpinen Kluft, Cavagnoli-Gletscher.
Bergkristall mit Tessiner Habitus, Gotthardmassiv.
Quarz mit Rutilgittern, Gotthardmassiv. 
Kyanit, Pizzo Forno, Valle Leventina, Tessin.

16. Oktober 2016

Das Körnchen Wahrheit in der Argonautensage um das Goldenen Vlies

Steine vergehen. Die Gesänge bleiben.“ 
Polynesisches Sprichwort

Die Argonautensage und die mythische Suche nach dem Goldenen Vlies könnte tatsächlich auf die Ausbeutung der ältesten Goldbergwerken der Welt beruhen. Die Sage reicht wahrscheinlich bis ins 1. Jahrtausend v. Chr. Zurück, als die Griechen in die Gebiete rund um das Schwarze Meer vordrangen und von dort Gold zurückbrachten. 

Abb.1. Die Argonauten, laut einer griechischen Sage eine Expedition die sich zum Ende der Welt aufmachte, findet nach langer und gefahrvoller Reise das Goldene Vlies, ein Widderfell aus purem Gold. Abbildung aus Agricolas "De re metallica libri XII" (1556).

Noch heute ist das Gold der Skythen berühmt, zahlreiche Arbeiten aus dem edlen Metall wurden in ihren Kurgans (Grabhügel), im Mündungsgebiet des Dnepr und der krimeischen Halbinsel gelegen, aufgefunden. Ein eindeutiger Beweiß für den Goldreichtum der Gegend. Im 5. Jahrhundert v.Chr. kam es schließlich zum Kontakt zwischen Skythen und Griechen mittels griechischer Kolonien, die entlang der Küste des Schwarzen Meers entstanden.

Woher das Gold der
Skythen ursprünglich stammt ist nicht ganz klar, es gibt aber zwei Möglichkeiten - Schwemmgold aus Flüssen oder Abbau von Golderz aus den Bergen. Antike Historiker berichten das in Kolchis (heute Georgien im Kaukasus) Gold mittels Schafsfelle aus den Flüssen gewaschen wurden. Man spannte den Balg in den Fluss auf, die Goldkörnchen verfingen sich darin, anschließend verbrannte man das Feld und das Gold blieb übrig. Dies würde gut zur Sage des Goldenen Vlies passen. Das Widderfell aus purem Gold wäre eine mythologische Verklärung der Methode die tatsächlich verwendet wurde um das Gold aus den Flüssen zu gewinnen.
 
Das Gold in den Flüssen stammt aus den Bergen und dort wurde das Gold auch im Laufe der Jahrhunderte auch schon bergmännisch abgebaut. Südöstlich des heutigen Tbilisi (Georgien) liegt der Kochagiani-Hügel bei Sakdrissi. Hier reichen alte Stollen bis in 30 Meter Tiefe. Datierungen an Holzkohlereste ergaben ein Alter von 3.400-3.000 v.Chr. - die älteste bekannte Goldmine der Welt. Mittels Feuer wurde das Gestein Mürbe gemacht und anschließend mit Steinhämmern herausgeschlagen, bis zu 25cm Vortrieb ließ sich mit einmaligen Feuersetzen erzielen. Das Erz wurde zerrieben und mittels Wasser ausgewaschen. Moderne Experimente ergaben bei 30kg Erz, von 4 Arbeitern in 4 Tagen abgebaut, am Ende 1 Gramm an Goldflitter. Schätzungsweise wurden hier so in 400 Jahren so 150 kg reines Gold gewonnen.

8. Oktober 2016

Die Kleine Eiszeit in den Alpen

Im Jahre 1820 gab sich der Salzburger Kreishauptmann Graf Welsperg-Raitenau über "die Verwilderung der Alpen" besorgt. Landgerichts Verweser Joseph Ferdinand Hermann antwortete mit einem Bericht "über ein Gebiet von der Länge von 8 Fußstunden vom Hüttwinkeltauern bis zum Heiligenbluter [wo Gletscher] Tauern Weiden vernichtet haben, die vordem mit Rindvieh angekehrt waren". Der Verwalter fügt auch eine Bemerkung zu seiner "Uiberzeugung dass das Klima in Rauris seit Jahrhunderten erkaltet und daher auch die Alpen verwilderten" an. Zahlreiche Pfarrbücher und Chroniken berichten vom Unmut der damaligen Bevölkerung über das Klima. So mußte im Jahre 1644 im Montblanc-Gebiet eine Prozession zum Gletscher beim Dorf Les Bois organisiert werden, da dieser angeblich um 120m vordrang und das Dorf bedrohte. Der Bischof von Genf segnete den Les-Bois-Gletscher höchstpersönlich. Auch der Aletschgletscher im Berner Oberland begrub wertvolles Ackerland unter sich. Jesuitenpatres besprengten den Gletscher im Namen des heiligen Ignatius und auch zum Vernagtferner in den Ötztaler Alpen wurden Bittprozessionen organisiert.
In einer landwirtschaftlich geprägten Wirtschaft waren diese Gletschervorstöße und Wetterkapriolen nicht nur ein religiöses Problem, sondern auch mit erheblichen Einbußen verbunden.
Wenn der  Schnee länger liegen blieb, wurden, aufgrund der verkürzten Weidedauer, Sennalmen in Galtalmen umgewandelt. Wenn diese „Kuhgräser“ vom Gletscher überfahren wurden und selbst selbst Schafe kein Auskommen mehr fanden, mussten hoch gelegene Höfe teilweise aufgegeben wurden. In 1817 mussten die Gampenhöfe im Südtiroler Innersulden (auf 1.878m Seehöhe) geräumt werden, da der vorstoßende Suldenferner bedenklich nahe der Hofstelle kam und der Gletscherbach die Hofstelle vermurte. 

 
Abb.1. Der 1850er Moränenwall des Rotmoosfernes im unteren Bildabschnitt markiert die maximale Ausdehnung der Alpengletscher in den letzten 10.000 Jahren.

Die sogenannte kleine Eiszeit, die vom 16 Jahrhundert bis ungefähr um die Mitte des 19. Jahrhunderts dauerte, war eine Phase starker Gletschervorstöße in den Alpen, sowie gekennzeichnet durch einen starken Kontrast zwischen den Jahreszeiten, besonders den sehr kalten Wintern.
Die Ursachen für diese Kaltphase ist noch nicht ganz geklärt. Das überaus kalte Jahrzehnt um 1810 fällt mit einem Minimum der solaren Einstrahlung zusammen und mit einigen starken Vulkanausbrüchen (darunter der Tambora im Jahre 1815). Der Sommer 1816 war in den Alpen der kälteste der letzten 1.250 Jahren. Aus Eisbohrkernen lässt sich ableiten das auch um 1275-1300 und 1450 zahlreiche Vulkane ausgebrochen sind. Möglicherweise hatten vulkanische Gase und Asche in der Atmosphäre eine abschattende Wirkung, die verminderte Sonneneinstrahlung führte zu einer generellen Abkühlung.

Die kleine Eiszeit wurde vom Industriezeitalter abgelöst. Der Ausstoß von Treibhausgasen hat die mittlere Jahrestemperatur in den Zentralalpen zwischen 1850  bis 2013 um 2°C steigen lassen. Vom letzten Hochstand im 19.Jahrhundert bis 1975 haben die 5.000 Alpengletscher ein Drittel ihrer Fläche und die Hälfte ihrer Masse verloren, in den anschließenden 30 Jahren sind sie noch einmal um ein Drittel geschrumpft.

Literatur:

ZASADNI, J. (2007): The Little Ice Age in the Alps: Its record in glacial deposits and rock glacier formation. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica, Vo.XLI: 117-137

1. Oktober 2016

Der Vulkan - Zerstörer und Schöpfer

Böden rund um Vulkane gelten als besonders fruchtbar und sind daher begehrter Siedlungsraum. Kein Wunder das Vulkane als göttlich angesehen wurden, mit entsprechendem Risiko.
Abb.1. Der Beginn des Ausbruch des Bandaisan oder Bandai in Japan. Der Ausbruch am 15.Juli 1888 zerstörte zahlreiche Dörfer und tötete hunderte von Bauern die an den fruchtbaren Hängen ihre Felder bestelllten.

Tatsächlich erneuern Vulkane durch ihre Ausbrüche die umliegenden Böden. Das frische Lavagestein und Asche ist reich an Phosphor, wichtig für Pflanzenwachstum, das während der Verwitterung der Ablagerungen freigesetzt wird. 

Nach der Eruption des St. Helens im Jahr 1980 lagerte sich eine 1-2cm dicke Ache in der weiteren Umgebung ab. Was zunächst nach einer Katastrophe aussah, führte überraschenderweise zu einer Rekordernte bei Äpfeln und Weizen. 
Nach der Eruption des Katmai (auch bekannt als Novaerupta) in Alaska im Jahre 1912 lassen sich in den Baumringen drei dünnere Ringe beobachten, gefolgt von 12 Jahren mit Wachstumsringe die dicker als normal ausgebildet sind. Allerdings überwiegen die positiven Effekte von vulkanischer Asche nur bis zu einer Mächtigkeit der Ablagerungen von 20cm. Darüber hinaus erstickt die Ascheschicht jegliche Vegetation und kann auch die Wiederbesiedelung von neuen Pflanzen erheblich behindern.

Abb.2. Ascheablagerungen des 1912 Novaerupta Ausbruchs, im Bereich von Ascheablagerungen über 2m ist auch heute noch, 100 Jahre nach der Eruption, die Pflanzendecke spärlich entwickelt.

Abb.3. Baumring-Chronologie in der Umgebung des Katmai, man erkennt den deutlichen Wachstumsschub nach dem Ausbruch.