Horace-Bénédict de Saussure als Geologe

Horace-Bénédict de Saussure  war ein Schweizer Professor der Philosophie, Mediziner und Naturkundler.

 Zu einer Zeit wo die meisten Naturkundler in Schreibstuben studierten, schlug Saussure vor, dass man empirische Daten im Feld sammeln sollte. In 1787 bestieg er den 4.810 Meter hohen Mont Blanc, gerade mal ein Jahr nach der Erstbesteigung, um dort meteorologische und geologische Forschungen durchzuführen. Er ist der Erste, der den Granit des Mont Blanc beschreibt.

Rekonstruktion einer alpinen Kluft aus dem Granit des Zentralmassiv des Mont Blanc, mit Rauchquarz, seltener Fluorit, Chlorit breitet sich am Boden der Kluft aus. 

Zur damaligen Zeit befasste sich die „Naturphilosophe“ mit drei großen Themenbereiche, die Zoologie sammelte und studierte Tiere, Botanik sammelte und studierte Pflanzen und die Mineralogie sammelte und studierte Mineralien und Gesteine. Eine Wissenschaft der Erde im heutigen Sinn war gerade dabei sich zu entwickeln als ein Landsmann von de Saussure, Jean-Andre de Luc, um 1778 vorschlug die Erforschung der Erde als Geologie zu bezeichnen.

De Saussure fasste seine Erkundung der Tiere, Pflanzen und Landschaften der Alpen in seinem Werk Voyages dans les Alpes (1779-96) zusammen. 

Das abenteuerliche Leben des Déodat de Dolomieu

„Jedes Jahr eilte ich zu einer Bergkette, stieg auf ihre Gipfel, um jene tiefen Eindrücke zu empfinden, die aus der Betrachtung des weiten Horizonts entstehen. Da oben dachte ich nach über die Entstehung der Erdkugel, die Umwälzungen, die sie erfahren hat, die Vorgänge, die ihre Formen verändert und den heutigen Zustand bewirkt haben…Wie ich so nach und nach höher stieg und meinen Gedanken immer weiteren Raum gab, verstärkte sich auch mein Weltbild: Mein Horizont stieß auf immer weniger Grenzen.“
Diedonnè-Silvain-Guy-Tancrede de Gvalet de Dolomieu

 

Diedonnè-Silvain-Guy-Tancrede wurde am 23. Juni 1750 in der Pfarrei von Dolomieu (Provinz von Dauphinè, Frankreich) geboren. Er war Sohn einer noblen, wenn auch verarmten, Familie. Er erhielt daher, ungewöhnlich für seine Zeit und seinen Stand, keinen privaten Unterricht, sondern brachte sich das Lesen selbst bei und erforschte selbständig die Natur in seiner näheren Umgebung. Mit erst 12 Jahren trat in den Militärdienst ein. Bei einen Duell tötete er seinen Gegener und nur politische Beziehungen retteten ihn vor lebenslanger Haft. Nach einem Jahr im Gefängnis wurde er entlassen und es wurde ihm nahegelegt, er solle doch sein Glück anderswo versuchen um weiteren Problemen aus dem Wege zu gehen. Im Jahre 1771 kam er nach Paris, wo er zum ersten Mal mit gleichgesinnten Intellektuellen zusammentraf. Dort lernte er auch den Naturkundler und Mineralogen Horace-Benedict de Saussure kennen. Trotz seines Interesses an der Geologie, er verzichtete sogar mehrmals auf Posten, um sich weiter den Studium zu widmen, ging es mit seiner militärischen Karriere voran. Im Zuge seiner militärischen Verpflichtungen und auch aus Interesse reiste er viel. Er besuchte mehrmals Spanien, Italien und Malta und plante auch eine Reise in die deutschen Bergbaugebiete. Dolomieu war ein unruhiger Geist und unterstützte auch liberale politische Ansichten, was ihm einige Feinde einbrachte. Einer seiner frühen Unterstützer, der Mineraloge Alexandre Duc de La Rochefoucauls, wurde vor seinen Augen umgebracht. Er unterstützte zunächst die französische Revolution, aber nach den Verlust seines Erbe und knapp der Guillotine entkommen, wendete er sich gegen das Terrorregime. In 1796 wurde er von der neuen, revolutionären Regierung unter Napoleon Bonaparte zum Mineningenieur, Professor und Mitglied des Institut National in Paris befördert und lehrte an der bergmännischen Schule in Paris. Später nahm er mit Napoleon am Feldzug nach Ägypten teil und erforschte den Nil. Bei der Rückreise, nach den gescheiterten Feldzug, wurde er im Königreich Sizilien gefangen genommen und als Kriegsgefangener verurteilt,
Seine früheren politischen Streitereien holten ihn nun ein. Auf Druck der Erzherzogin Maria Karolina von Österreich wurde er in Messina eingekerkert. Aus den Ruß der Kerzen, die seinen dunklen Kerker erleuchteten, fertigte er Tinte an und verfasste am Rand der wenigen Bücher die er herein-geschmuggelt hatte seine „Mineralogische Philosophie.“ Angeblich nutzte Alexandre Dumas de Dolomieus Gefangenschaft als Inspiration für die Figur eines verschrobenen, aber genialen, Aristokraten in seinen Roman „Der Graf von Montechristo“, der den titelgebenden gefangenen "Graf" unterrichtet.

Durch den Sieg bei Marengo (Italien) konnte Napoleon die Herausgabe des Gefangenen nach 3 Jahren Kerkerhaft erzwingen. Dolomieus Rückkehr nach Paris wurde gebührend gefeiert und zunächst nahm er auch seine Lehrtätigkeit wieder auf, zog sich aber bald darauf nach Châteauneuf in das Massif Central zurück, wo eine seiner Schwestern lebte. Seine geologische Sammlung lag noch in Malta, wobei die dortigen Behörden die Sammlung Italien vermachen wollten, während Dolomieu eher an Frankreich oder Schweiz, ja sogar den jungen Vereinigten Staaten, dachte. Heute kann seine umfangreiche mineralogische Sammlung in Paris bewundert werden. Am 26. November 1801 stirbt Dolomieu, gerade mal 51 Jahre alt, an den gesundheitlichen Nachwirkungen seiner langen Kerkerhaft.

1791 hatte Dolomieu einen kurzen Bericht "über eine Art von Kalkgestein, welches nur schwach mit Säure reagiert und Phosphoreszenz beim Anschlagen zeigt" veröffentlicht. Das Gestein, das er in den Tiroler Bergen angetroffen hatte (Stubaier Alpen und bei Bozen), fand er später auch verbaut in eine römische Ruine. 

Leopold von Buch´s Karte "Esquisse d´une carte geologique de la parte meridionale du Trentino" (1822) zeigt die Verteilung von Karbonatgesteinen in Tirol - hellblau Kalkgestein, dunkelblau Dolomitgestein. Dolomieu sammelte die ersten Proben von Dolomit wahrscheinlich im Bereich des Brenners oder entlang der Etsch, nicht in den heutigen Dolomiten, die damals noch weit abseits der bekannten Reiserouten lagen.

Das Gestein war auch verwitterungsresistenter und bildete, so Dolomieu, "die oberste Bedeckung in den Alpen aus." Bei Bozen fand er auch Kristalle der neuen Mineralart, die er zunächst als „Perlen-Spat“ bezeichnete. Die kleinen, rhombenförmigen Kristalle wiesen eine gekrümmte Kristallfläche auf und, wie das Gestein, lösten sie sich nur langsam in Säure auf. 

Die ersten chemischen Analysen des neuen Minerals durch Nicolas-Theodore de Saussure (Sohn von Horace-Benedict de Saussure) wiesen zunächst hohe Werte von Silizium und Aluminium auf (zur damaligen Zeit, da Aluminium als Metall noch unbekannt war, als Tongehalt angegeben). 1792 publizierte er seine Analysen in einem Artikel mit dem Titel “Analyse de la Dolomie”, wo er vorschlug, zu Ehren Dolomieu das neue Mineral als Dolomit zu bezeichnen. Erst der Chemiker Smithson Tennant (1761-1815) erkannte um 1799 den Fehler und bestimmte Magnesium und Calcium als Hauptkomponenten des Dolomit.
Saussure wiederholte seine Analysen und bestätigte die neue Formel. In 1808 erkannte der Chemiker Martin Heinrich Klaproth (1743-1817) das Perlen-Spat und Dolomit-Gestein ein und dasselbe sind, es sich um ein Salz von Magnesium und Kalzium mit der Kohlensäure handelt, und bestätigte Dolomit als ein eigenständiges Mineral. Aber noch 40 Jahre lang geisterten die falschen chemischen Werte in der Fachliteratur herum.

„So viele Dolomitenzinken ich in Venetien und Tirol gesehen habe: den Geislerspitzen kommt an Jähe und Zerissenheit nichts gleich von all dem, was da aufstarrt.“ Reiseschriftsteller Heinrich August Noë (1835-1896).

„Sie schienen so wenig Teil der grünen Hänge zu sein, auf denen sie standen, dass sich in uns die Vorstellung entwickelte, es handelte sich um Eisberge aus Stein, die wieder davontreiben und das Land spurlos verlassen konnten.“ So schreiben in 1864 die beiden englischen Reiseschriftsteller Josiah Gilbert und George Cheetham Churchill in ihrem Buch “The Dolomite Mountains”. Ab 1876 setzte sich dann der Namen Dolomiten für die Bleichen Berge durch. Übrigens der einzige Fall in dem das Mineral einer Gegend den Namen gab und nicht umgekehrt. 

Literatur:

ZENGER et al. (1994): Dolomieu and the first description of dolomite. Spec. Pubis Int. Ass. Sediment  21: 21-28

Geologie und das Unglück am Djatlov-Pass

Im Januar 1959 machte sich eine Gruppe von zehn jungen Leuten, zwei Frauen, die jüngste war gerade mal 20 Jahre, und acht Männer, der älteste war 37, auf eine schwierige Skitour zum Berg Otorten, in der Wildnis des nördlichen Ural-Gebirges, auf. Die Gruppe führte ein Tagebuch und Fotokameras mit sich und so ist der Verlauf der Dyatlov-Expedition bis zum ersten Februar relativ gut nachvollziehbar. Dann geschah etwas, was zum Tod von neun Mitgliedern führte.

Die Manpupunjor-Felsen in der Gegend des Djatlov-Passes. Die seltsamen Türme sind die erodierten Reste einer ehemaligen Schicht aus Glimmerschiefer.

Die Gruppe aus Studenten und einen Kriegsveteranen, der 37-jährige Semyon Zolotaryov, wurde von Igor Dyatlov (23 Jahre) angeführt. Dyatlov hatte bereits im Jahr zuvor eine ähnliche Expedition durchgeführt, die in der ehemalige Sowjetunion nötig war, um ein Sportzertifikat zu erhalten. Nach einer längeren Reise mittels Zug und Bus erreichte die Gruppe am 25. Januar die Ortschaft Vizhay. Von dort nahm sie ein Lastwagen bis zu einer Holzfällersiedlung – Lager 41 – mit. Am 27. Jänner erreichten sie die letzten Außenposten der Zivilisation, das aufgelassenes Lager Nord-2, einen ehemaligen Stützpunkt für die geologische Prospektion der Gegend. In der Nacht verschlimmerten sich die Schmerzen bei einem der Teilnehmer. Yuri Yudin war Student der Ökonomie, und hatte seinem Institut an der Staatlichen Technischen Universität des Uralgebiets in Jekaterinburg  - einer Stadt die auch vom Bergbau im Ural lebte -  versprochen, einige Gesteinsproben aus dieser Gegend zurückzubringen. Er verbrachte den 28. Januar damit, Gesteinsproben zu sammeln, konnte aber rund um das Lager nur Quarz und Katzengold (Pyrit) finden. Als die Schmerzen nicht besser wurden, beschloss er die Expedition abzubrechen. Ab hier war nämlich nur noch Übernachtung im Zelt möglich, und die Strecke, die im Wald und an Berghängen entlanglief, war nur noch zu Fuß oder mittels Schi machbar. In seinem Zustand eine Zumutung die auch die ganze Gruppe behindert hätte. Ironischerweise rettete seine angeschlagene Gesundheit an jenen Tag sein Leben.

Schweren Herzens beschloss er mit einem lokalen Führer, der die Gruppe bis hierher begleitet hatte, zurückzukehren. Die Gruppe bestand nun aus neun Mitgliedern, die den Lauf des Flusses Auspiya in die Berge folgten. Wetterbedingungen waren relativ schlecht, das bewaldete Gelände schwierig, die Gruppe kam daher nur langsam voran. 

Am 31. Januar 1959, an der Waldgrenze angelangt, musste man einen Gebirgspass an der Höhe 1079 queren. Höhe 1079 war der damalige Name des Berges Kholat Syakhl, was in der Sprache der lokalen Nomaden des Mansen-Volkes der Tote-Berg bedeuted, da dort kaum Bewuchs und Nahrung für die Rentierherden gefunden werden konnte. Die Gruppe scheint aber zu weit westlich des eigentlichen Passes angelangt zu sein. Am Morgen des 1. Februars besserte sich das Wetter. Ein provisorisches Lager wurde eingerichtet, wo man einige Dinge, die man auf den letzten Teil der geplanten Strecke nicht brauchte, verstaut wurden, wie auch Brennholz das im Wald gesammelt worden war. Schließlich machte sich die Gruppe gegen Mittags auf, um den Grat des Berges zu queren. Während des Aufstiegs kam aber ein Sturm auf. Aufgrund der fortgeschrittenen Zeit, beschloss man am Berghang, unterhalb des Gipfels des Kholat Syakhl zu übernachten, auch war das eigentliche Ziel der Expedition, der Berg Otorton, in Sichtweite. Gegen 5 Uhr Nachmittags war das Zelt am leicht geneigten Hang aufgebaut, gerade rechtzeitige, da schon die Sonne unterging. Gegen Abend nehmen die erschöpften Wanderer etwas zu Essen ein und legen sich schlafen.

Blick vom Djatlov-Pass auf den Berg Otorten im Februar 1959, das Ziel der Djatlov-Gruppe. Der Ural ist ein Gebirgszug, der durch den Zusammenstoß der Sibirischen Platte mit Pangaea vor 300 Millionen Jahre (variszische Orogenese) aufgefaltet wurde.

Was dann genau passierte, ist noch heute ein Rätsel. Irgendwann in der Nacht vom 1. zum 2. Februar muss die Gruppe in Panik verfallen sein. Sie schlitzten die Seite des Zeltes teilweise auf und fliehen hinein in die Nacht, teilweise nur mit einem leichten Nachtanzug bekleidet. Kaum einer hatte Stiefeln oder Mützen an. Eine Rückkehr zum Zelt war nicht möglich oder die Gruppe fand den Weg dahin nicht zurück. Die erhaltenen Spuren im Schnee zeigten, das alle neun Mitglieder sich hinunter zur Waldgrenze, in das Tal der Lozva, begaben, ungefähr eine Strecke von anderthalb Kilometern in der Richtung die am nächsten Tag eingeplant gewesen war.

Das Suchteam rastet im Windschatten einer seltsamen Felsformation am Abhang des
Kholat Syakhl.

Beinahe einen Monat später wurden, während der Suche nach der vermissten Gruppe, unter einer großen Zeder, die Reste eines Lagerfeuers gefunden. Dort fand man Yuri Krivonischenko und Yuri Doroshenko, beide nur in Nachthemd bekleidet. Später wurde festgestellt, das beide durch Erschöpfung und an der Kälte gestorben waren. Einige Zeit danach wurden noch die Leichen von Igor Dyatlov, Zinaida Kolmogorova und Rustem Slobodin gefunden, anscheinend zusammengebrochen während des Versuchs, zurück zum Zelt, auf den Berghang, zu gelangen. Lyudmila Dubinina, Semyon Zolotaryov, Alexander Kolevatov und Nikolai Thibeaux-Brignolles wurden erst während der Schneeschmelze im Mai gefunden. Die Körper lagen ungefähr 70 Meter tief im Wald, teilweise in einem Bachbett liegend. Anscheinend hatten sie versucht, sich ein Lager herzurichten. Sie hatten teilweise fremde Kleider an, vielleicht ein Versuch, sich gegen die Kälte zu schützen, indem sie die Bekleidung ihrer bereits verstorbenen Freunde anzogen. Auffällig waren die schweren Verletzungen die die Körper aufwiesen, darunter mehrere Rippenbrüche. Die damaligen Untersuchungen der Behörden wurden ergebnislos abgeschlossen. Da Fremdverschulden ausgeschlossen werden konnte, es wurden keine fremden Spuren im Gelände gefunden, war letztendliche das Urteil, dass alle Gruppenmitglieder an einer „Elementargewalt“ starben.

Zwei große Fragen bleiben offen. Wie und warum starben alle Gruppenmitglieder?

Während der Tod der einen Hälfte der Gruppe durch Erschöpfung und Kälte plausibel scheint, Temperaturen um die -30° herrschten dort in jener Nacht und die Expeditionsmitglieder hatten beinahe nichts an um sich vor dieser Kälte zu schützen, ist unklar, was die schweren Verletzungen in der anderen Hälfte der Gruppe verursachte. Der Gerichtsmediziner, der die Körper untersuchte, vermutete einen Sturz in das Bachbett hinein und auch Zersetzung, da die Körper lange Zeit der Witterung ausgesetzt waren. Möglich auch das die kleinere Gruppe sich eine Höhle in den Schnee gegraben hatte. Als diese aber zusammenstürzte, erdrückte die 3-4m mächtige Schneemasse alle vier Personen. 

Die wichtigere Frage, was erschreckte die Gruppe so sehr, dass sie überhaupt das sichere Zelt verließen?  

Vorgeschlagen wurde eine Lawine. Jedoch ist der Hang sehr gering geneigt, und weist eine hohe Rauigkeit auf, ungünstige Bedingungen für den Abgang einer Lawine. Die Gruppe muss dies auch so gesehen haben. Die erfahrenen Wanderer hätten wohl kaum in einen aktiven Lawinenhang ihr Nachtlager aufgeschlagen.
Eine eher unwahrscheinliche Erklärung sieht einen Zusammenhang zwischen dem Unglück am Dyatlov-Pass und seltsame Leuchterscheinungen, die angeblich am Himmel über der Gegend von einigen Geologen beobachtet worden waren. Handelte es sich dabei um Erdbebenlichter? Tatsächlich sind die Gesteine rund um den Dyatlov-Pass sehr quarzreich, und Quarz – so vermuten manche Wissenschaftler – spielt eine Rolle bei der Entstehung der mysteriösen Erdbebenlichter. Führte eine unheimliche Feuerkugel, die auf das Zelt zu fallen schien, zur Panik? Da die Existenz von Erdbebenlichter aber selber nicht geklärt ist, führt diese Erklärung nicht wirklich weiter.

Verschüttete doch ein Schneebrett teilweise das Zelt, aber in der Dunkelheit befürchtete die Gruppe den Abgang einer größeren Lawine? Wieso aber, nachdem sie das Zelt verlassen hatten, nicht wenigstens noch einige Kleider retten? Den vermuteten Tod durch Lawine war der sichere Tod durch Erfrieren vielleicht vorzuziehen.

Der Fall bleibt noch 59 Jahre nach jener Nacht ungeklärt.

Der Travertin von Karlsbad

Travertin und Sinterproben von Karlsbad, Baden-Württemberg, Sammlung angelegt um 1910. Bereits um 1800 verkaufte der Edelsteinschleifer Joseph Müller (1727-1817) den Kurgästen von Karlsbad  (damals Böhmen, heute Tschechien) eine „Sprudelstein“-Sammlung als Souvenirartikel. Karlsbad ist berühmt für seine warmen Quellen und Mineralgewässer, die sogar auf Briefmarken verewigt wurden. Aus den Mineralwasser fällt Kalziumkarbonat aus, das sich in Becken und Leitungen ablagert. Aus der Not (schließlich müssen die Leitungen sauber gehalten werden) wurde ein Geschäft für den Tourismus.

In 1807 verfasste Dichter und Naturforscher von Goethe eine Abhandlung mit dem Titel „Sammlung zur Kenntniß der Gebirge vor und um Karlsbad“, die dieser Sammlungen gewissermaßen als Zertifikat beigefügt wurde und worin die Umgebung von Karlsbad zum ersten Mal geologisch beschrieben wurde. Der Granit bei Karlsbad („Erzgebirge-Granit“) stellt auch die Typuslokalität für die „Karlsbader Zwillinge“ dar, eine spezielle gesetzmäßige Verwachsung zweier Kristalle. Diese Bezeichnung wurde ebenfalls von Goethe geprägt, und ist bis heute namensgebend für diese charakteristische Zwillingsbildung bei Feldspäten.

Star Trek und die Geologie: Leben, Jim. Aber nicht wie wir es kennen

„Der Weltraum, unendliche Weiten. Wir schreiben das Jahr 2200. Dies sind die Abenteuer des Raumschiffs Enterprise, das mit seiner 400 Mann starken Besatzung 5 Jahre unterwegs ist, um fremde Galaxien zu erforschen, neues Leben und neue Zivilisationen. Viele Lichtjahre von der Erde entfernt dringt die Enterprise in Galaxien vor, die nie ein Mensch zuvor gesehen hat.“

In der Folge "Horta rettet ihre Kinder" (1967) landet die Crew der Enterprise auf den Planeten Janus VI wo die Sternenflotte eine Bergbaukolonie betreibt. Janus VI ist laut der Klassifikation im Star Trek Universum ein Typ E-Stein-Eisen-Planet, reich an Metallen wie Gold, Uran, Platin, Cer und Pergium, ein fiktives Element. Eine relativ junge Welt, um die 1,3 Milliarden Jahre alt, ohne sichtbare Atmosphäre und anscheinend ohne einheimische Lebensformen. Allerdings werden die Bergleute, nachdem sie tief in das Planeteninnere eingedrungen sind, plötzlich von einem grauenhaftem Monster angegriffen. Spock, der wohl sein geologisches Einfühlungsvermögen anwendet, vermutet schon bald, dass es sich bei dem Wesen um eine Lebensform handeln könnte, die auf Silizium basiert.

"Das Leben wie wir es kennen, basiert gewöhnlich auf den verschiedensten Kombination von Kohlenstoffverbindungen. Aber es könnte auch etwas existieren mit ganz anderen Elementen. Mit der Grundlage Silizium.“

 

Auf der Erde beruht das Leben, so wie wir es kennen, auf Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff mit Spuren von Kalium, Calcium, Magnesium, Eisen, Phosphor und Schwefel.
Kohlenstoff ist auf der Erde ein idealer Ausgangsstoff für Leben da er unter  terrestrischen Temperaturbedingungen stabile und komplexe Moleküle bilden kann. Verbindungen zwischen Kohlenstoff-Kohlenstoff, Kohlenstoff-Sauerstoff und Kohlenstoff-Wasserstoff sind außerordentlich stark, die Moleküle sind aber gleichzeitig gut in Wasser löslich. Moleküle die in einer Flüssigkeit frei beweglich sind, sind eine wichtige Voraussetzung für einen funktionierenden Stoffwechsel.

Silizium ist sehr häufig auf der Erde wird aber kaum von terrestrischen Lebensformen genutzt. Mikroorganismen wie Kieselalgen und Strahlentierchen nutzen Silaffine (kurze Peptide die zur Stabilisierung verwendet werden) und amorphe Silizium-Hydrogele um ihre filigranen Schalen aufzubauen. Unter höheren Organismen sind nur Kieselschwämme in der Lage Silizium zu verwenden. Allerdings nutzen diese Organismen Silizium nur für Schalen und Stützelemente, es spielt keine  Rolle in ihrem Stoffwechsel.
Theoretisch könnte Silizium aber auch für Gewebe, Organe und sogar einen alternativen Stoffwechsel verwendet werden.  Das Element findet sich im Periodensystem neben Kohlenstoff und weist einige chemische Ähnlichkeiten auf.  Silizium bildet wie Kohlenstoff stabile Bindungen mit sich selbst und Elementen wie Kohlenstoff, Germanium, Stickstoff, Phosphor, Sauerstoff und Schwefel.

„Eine Siliziumknolle, davon gibt´s Millionen da Unten, leider sind sie wertlos."
„Immerhin ist es eine geologische Kuriosität! Pures Silizium!“
„Einige Spurenelemente, aber hören sie, sie sind doch nicht hergekommen um Steine zu suchen."

Solche Silane können große Moleküle bilden, Ketten, Röhren und Schichten, die in einem hypothetischen Organismus verwendet werden könnten um einen Zellkörper aufzubauen.

Allerdings sind diese Verbindungen unter terrestrischen Bedingungen den Kohlenstoff-Molekülen unterlegen. Silizium ist sehr reaktionsfreudig und verbindet sich gern mit Sauerstoff. Eine hypothetische Silizium-Lebensform würde Probleme mit der Atmosphäre der Erde haben, die bis zu 21% aus Sauerstoff besteht. Der Körper der Silizium-Lebensform würde langsam von den Gasen und Wasser in unserer Atmosphäre zersetzt werden. In der Star Trek Folge wird erwähnt das die fremde Lebensform, die sich selbst Horta nennt, aus einer Sauerstofffreien Umgebung, tief im Inneren des Planeten verborgen, stammt. Tatsächlich könnten Silizium-Moleküle in einer reduzierenden und trockenen Atmosphäre funktionieren. 

Ein weiteres Problem für Silizium ist Wasser. Während reines Silizium mit Wasser reagiert, sind Wasserstoff-Silizium Verbindungen schwer löslich. Ein Stoffwechsel kann so nicht funktionieren, es braucht daher eine geeignete Alternative. Als ein solches alternatives Lösungsmittel könnte flüssiges Methan und Ethan verwendet werden. Aber gibt es Planeten auf (oder in) denen Kreaturen wie die Horta überhaupt existieren könnten? Wir müssen nicht weit reisen um eine solche Umgebung tatsächlich zu finden. Die Oberfläche des Saturnmonds Titan ist so kalt, um die -200°C, das sich das auf der Erde gasförmige Methan verflüssigt und Seen und Flüsse bildet. Silizium-Moleküle sind relativ kälteunempfindlich, theoretisch könnte ein solcher Stoffwechsel in einer solchen Umwelt tatsächlich funktionieren.

Ob allerdings tatsächlich eine auf Silizium basierende Lebensform irgendwo da draußen exisitiert, das steht in den Sternen...
 

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.

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.

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.

Ein Geologe im Land der Bestie

Im Jahre 1751 besuchte der Mediziner Jean-Etienne Guettard die französische Auvergne, bekannt für ihre kegelförmigen Berge die einfach nur die Puys genannt werden und der Sage um eine menschenfressende Bestie.

Guettard hatte in seiner Jugend seinen Großvater, ein Apotheker, bei der Suche nach Heilkräutern geholfen. Er hatte dabei beobachtet das gewisse Pflanzen nur auf Böden mit einer bestimmten mineralogischen Zusammensetzung vorkommen, eine Beobachtung die sein Interesse an der Geologie weckte. Später diente er als Naturforscher dem Grafen von Orléans und so verschlug es ihn in dieser wilden Gegend.

Die Auvergne und umliegende Provinzen sind durch einsamen Moore und Sümpfe, aus denen einsame, kegelförmige Hügel aufsteigen, und steilen Klippen mit seltsamen, säulenförmigen Gesteinsformationen gekennzeichnet. Manche hielten diese seltsamen sechseckigen Säulen für versteinerte Bambus-Wälder oder riesige Kristallformationen. Die regelmäßigen Säulen wurden von den einheimischen einfach „Roche Tuiliére“ genannt, Dachziegel-Steine, da sie abgebaut wurden um die Dächer abzudecken oder Mauern zu errichten.
 

Im Sommer 1764 tauchte im Gévedaun, das an der südlichen Grenze der Auvergne anschließt, eine menschenfressende Bestie auf, der kein Jäger gewachsen schien. Im schwierigen, sumpfigen Gelände waren Treibjagden beinahe unmöglich und die Bestie von Gévedaun, wie sie nur genannt wurde, versteckte sich anscheinend gerne in den engen Schluchten die im harten Gestein eingeschnitten waren. Zwischen 1764 bis 1767 terrorisierte die Bestie die gesamte Gegend und tötete mindestens 116 Kinder und Frauen.  Erst als 1767 im Wald von Teynazére ein großer Wolf geschossen wurde hörte das Töten auf.

Aber zurück zu Guettard, der seine Reise unbeschadet überlebte und auch noch die damalige Geologie gehörig auf den Kopf stellen sollte. Seine Aufmerksamkeit wurde bei Vichy von einem dieser seltsamen Steine -  den „Roche Tuiliére“ - angezogen. Er erkannte das das dunkle Gestein eine überraschende Ähnlichkeit zu einer Gesteinsprobe des Ätna, die er im Naturalienkabinett des Grafen gesehen hatte, aufwies. Guettard erfragte bald das das Gestein bei Volvic (ein Name der sich vom römischen „volcani vicus“, Dorf am Vulkan!, ableitet) abgebaut wurde. Er reiste dorthin und erkannte den Steinbruch als alten, fossilen Lavafluss aus Basalt. Mehr noch, er konnte den Fluss bis zu einem Vulkankrater aus Asche und Schlacke zurückverfolgen. Nach der Rückkehr nach Clermont-Ferrand, der Hauptstadt der Auvergne mit ihrer schwarzen Kathedrale, und mit Hilfe eines einheimischen Führers bestieg er den mehr als 500m hohen Puy de Dome. 

Sie waren umgeben von kegelförmigen Bergen die aber alle einen Krater am Gipfel aufwiesen – Guettard war sicher das es sich dabei um eine Kette von nun erloschenen Vulkane handelte, die aber in der Vergangenheit mehrmals ausgebrochen waren. In 1752 publizierte er seine Beobachtungen und um 1771 fertigte ein anderer Amateurforscher, Nicholas Desmarest, eine detaillierte Karte an, in der er die Vulkane und Lavaflüsse der Auvergne kartierte.
Die angeblichen Bambus-Fossilien waren Basaltsäulen, die entstehen wenn sich die Lava abkühlt und Schrumpfungsrisse das Gestein in regelmäßige Sechsecke zerbrechen lässt. Interessanterweise nahm Guettard selbst an, das es verschiedene Arten von Basalt gibt, so gibt er für die Basaltsäulen noch einen sedimentären Ursprung an – möglicherweise verwirrten ihn die verschiedenen Farben und Verwitterungsalterationen die alte Basaltablagerungen annehmen können. Erst Desmarest erkennt ihre wahre Natur, auch wenn es noch bis in die Anfänge des 19. Jahrhunderts dauern wird bis die vulkanische Entstehung von Basalt allgemein von den Geologen akzeptiert wird.

Karte von Desmarest mit der Topographie der Auvergne, gut erkennbar die Vulkankegel, vor allem mit der Bergkette der Puys am oberen rechten Rand, und die zungenförmigen Lavaflüsse.

Die damaligen Naturforscher überraschte diese Karte mit zwei wichtigen Erkenntnissen. Erstens waren vulkanische Phänomene viel weiter verbreitet als damals angenommen. Da im damaligen Europa nur die aktiven Vulkane in Süditalien gut bekannt waren, war angenommen worden das vulkanische Kräfte bei der Gestaltung der Erdoberfläche nur eine untergeordnete Rolle spielten. Jetzt aber erkannte man das ganze Gebirge (die Kette der Puys zum Beispiel) und Landschaften durch Vulkane gestaltet werden konnten. Weiters waren diese Vulkane in einer geologischen Vergangenheit aktiv und von der Mächtigkeit der Ablagerungen zu schließen auch wiederholt – Vulkane waren also sehr alte geologische Kräfte, die unablässig die Erde gestalteten.

Goldfieber – Die psychologischen und gesellschaftlichen Auswirkungen von Gold

"Nach Golde drängt,
Am Golde hängt
Doch alles. Ach wir Armen!"
Goethe´s Faust - Eine Tragödie (1808)

Es beginnt meist mit einem zufälligen Fund – im Kalifornien des 19. Jahrhunderts fielen einem Arbeiter die gelbliche Mineralflitter in der Wasserrinne einer Mühle auf - im Yukon (Alaska) gibt es unermeßliche Vorkommen davon titelten die Zeitungen - in Dioumouuon in Burkina Faso nimmt ein Goldgräber einen verdächtigen Brocken mit um ihn genauer zu untersuchen – und tatsächliche, in allen Fällen handelte es sich um Gold. 

Gold, ewig ist sein sonnengelber Schimmer und ewig ist die Gier nach ihm. Reines Gold in Quarzgang aus dem Monte Rosa gebiet in den westlichen Alpen.

Die Entdeckung lässt sich kaum verheimlichen und spricht sich rasend schnell herum. Zahllose Glücksritter reisen an, zumeist professionelle Goldgräber die ihre ehemaligen Berufe aufgegeben haben und von Goldrausch zu Goldrausch reisen. Im Nu wächst eine Goldgräberstadt heran, sei es in Alaska oder in Afrika. In Sanmatenga (Goldland), wie die neu gegründete Goldgräberstadt in Burkina Faso bald heißt, herrscht am Anfang das Faustrecht wie im Wilden Westen. Claims werden besetzt und notfalls verteidigt, Banditen nehmen den ersten Goldgräbern ihre Fund ab. In der Goldgräberstadt wird nicht nach Namen, sozialer Staus und Vergangenheit gefragt und neben einfachen Bauern fühlt sich auch Gesindel von diesem Ort angezogen. Die Hoffnung in kurzer Zeit an Wohlstand zu gelangen hält alles am Laufen… und theoretisch hat jeder Bewohner der Goldgräberstadt die gleichen Chancen, verkrustetet gesellschaftliche Zwänge werden aufgebrochen. In der afrikanischen Goldgräberstadt können sich sogar Frauen freier bewegen als in den Dörfern wo streng auf die Sitten geachtet werden.

Das Goldgewinnen benötigt jedoch eine relativ sichere soziale Ordnung– die Goldgräber die das erzhaltige Gestein gewinnen, Goldwäscher die mit den nötigen Chemikalien hantieren können um das Gold aus dem Gesteinsmehl herauszulösen, Goldhändler die das Gold in Tausch gegen geltende Währung annehmen, Händler die die Goldsucher mit allem nötigen versorgen. All diese Personen müssen irgendwie zusammen klarkommen und sind voneinander abhängig. Es bilden sich ungeschrieben Gesetze aus, soziale Strukturen bilden sich, Einzelkämpfer haben hier keine Chance. Reicherer Goldgrubenbesitzer bezahlen nicht nur ihre Arbeiter, sondern stellen ihnen auch medizinische Hilfe zur Verfügung – der Goldgrubenbesitzer erkaufen sich sozusagen die Loyalität der Arbeiter, ohne denen sie die Fundstelle nicht ausbeuten könnten. Neben dieser Herr-Arbeiter Beziehung  bilden sich aber auch (oberflächlich betrachtet) demokratische Strukturen aus. Die Goldgräber wählen einen der Ihren aus um mit Behörden und dem Staat zu verhandeln – die meisten nun abgesteckten Claims sind nämlich bürokratische betrachtet völlig illegal, aber der schwache Staat kann kaum durchgreifen und tausende von Menschen aus ihrer Stadt vertreiben. Es ist günstiger für beide Seiten einen Kompromiss zu finden. Natürlich hilft es dem „gewählten Verwalter“ wenn er auf sein Kontakte und auch wenn nötig Gewalt zurückgreifen kann. Anderseits führt er Regeln ein und sorgt für ihre Durchsetzung, wie geregelte Arbeitszeiten  und sogar Ruhetage. 

  
Ironischerweise geben die meisten Goldgräber das hart gewonnen Gold mit vollen Händen aus. Luxusartikel sind in Sanmatenga leicht zu bekommen. Drogen , Sex und Alkohol sind ebenfalls reichlich vorhanden und machen die harte Arbeit des Goldgrabens erträglich. Einfache Waren kosten dagegen ein Vermögen. Beim Goldrausch in Klondike waren frische Früchte fast unerschwinglich, trotz des ganzen Gold das in der Einöde von Alaska gewonnen wurde waren Hunger und Skorbut unter den Goldgräbern weit verbreitet. Reich wurden in den Goldgräberstädten am Klondike zumeist die Händler, da diese auf eine rege Nachfrage hoffen konnten und aufgrund fehlender Alternativen auch Wucherpreise für ihre Waren verlangen konnten. In Sanmatenga verkaufen örtliche Händler ihre Waren lieber in den Goldgräberstädten, da sie dort höhere Gewinne machen können, während es in der Umgebung zu Engpässen kommt.

Aberglauben ist unter Bergleute stark verbreitet. Das Gold wird als eigentlicher Besitz der Erdgeister gesehen, die mit Gebeten und Opfergaben bei Laune gehalten werden müsse. Diese Geister können nicht nur den Bergsegen verweigern, sondern auch zum Einsturz der Bergstollen – und damit Tod – führen. Es ist kein Wunder das unter dem dauernden Stress den Bergleute ausgesetzt sind, die Gefahren im Berg sind zahlreich, von Wassereinbrüchen bis zum Steinschlag, sich die Idee von übernatürlichen Helfern und Beschützern ausbildet. In den Geschichten der Alpenbewohner waren es Zwerge und noch heute gilt im christlichen Europa die Heilige Barbara als Schutzpatronin der Grubenarbeitern und Mineure.

So schnell wie der Spuk begonnen hat ist er auch wieder vorbei. Im Yukon herrschte das Goldfieber nur einige Jahre, bis die Ressourcen an Gold erschöpft waren. In Burkina Faso kommt es zu einem schweren Grubenunglück mit zahlreiche Tote. Die Goldgräber sind überzeugt das es sich um eine Strafe der Berggeister handelt. Es kommt zu einer Abwanderung und immer mehr Menschen verlieren das Interesse. Das restliche Gold verbleibt im Berg und im Besitz der Erdgeister.

Literatur:

JACOB, K. (2010): Der Goldbaron von Sanmatenga. Bild der Wissenschaft, Bd.7: 98-102
WERTHMANN, K. (2009): Bitteres Gold – Bergbau, Land und Geld in Westafrika. Mainzer Beiträge zur Afrikaforschung Bd. 21: 260

Das (geologische) Ende Der Welt

Das Ende der Welt ist unausweichlich. Die Erde wird von der sterbenden Sonne mit in den Abgrund gerissen werden – allerdings erst in 6,5 Milliarden Jahren, wenn sich unsere gelbe Sonne zum roten Riesen aufblähen wird. Die Verdoppelung der Leuchtkraft der Sonne bis dahin wird aber lange vorher dem Leben den Garaus gemacht haben. 

Auch endogene Prozesse werden es den letzten Überlebenden wahrscheinlich nicht leicht machen. In geschätzte 200 Millionen Jahre werden sich die derzeitigen Kontinente wieder in einem Superkontinent vereinigen. Superkontinente weisen ein extremen Klima auf, Klimamodelle sprechen von Durchschnittstemperaturen von bis zu  44°C am Äquator und heiße Sommer und kalte Winter in mittleren Breiten. Es bilden sich große Wüsten im Inneren des Kontinents und zugleich ein starker Monsun mit viel Dauerregen entlang den Küsten aufgrund der hoher Temperaturdifferenz zwischen Land und Meer. Große Kontinente fördern auch starken Vulkanismus, da sie zu einem "Wärmestau" im Erdmantel führen können, dieser schmilzt auf und es kommt zu gewaltigen Eruptionen die Massenaussterben verursachen können.

Die Sonne, ihr Wasserstoff-Vorrat schließlich verbraucht, beginnt schwerere Elemente zu verschmelzen und bläht sich dabei auf, wobei Leuchtkraft und Temperatur zunehmen. Die Poleiskappen schmelzen und es kommt zu einem weltweiten Meeresspiegelanstieg. Die Zunahme der Verdunstung führt zu intensiveren Regen und Verwitterung, wobei Kohlendioxid - ein wichtiges Treibhausgas - aus der Atmosphäre in Sedimente abgeführt wird. Dieser Prozess wird die Zunahme der Leuchtkraft der Sonne für einen gewissen Zeitraum noch ausgleichen können und die Temperaturen auf der Oberfläche der Erde bleiben noch relativ stabil. Allerdings sterben in 1 Milliarde Jahre die Pflanzen aus, da nicht mehr genug Kohlendioxid in der Atmosphäre vorhanden ist.

Die Drift der Kontinente wird durch die Mittelozanischen Rücken und Subduktionszonen erst möglich. In den Subduktionszonen der Erde werden große Mengen an Wasser zusammen mit den Sedimenten in die Tiefe subduziert, laut Schätzungen des Geologen Shigenori Maruyama um die 900 Millionen Tonnen im Jahr. Innerhalb einer Milliarde Jahre würde so die Erde all ihr Oberflächenwasser verlieren, das in den Erdmantel eingeschlossen wird. Das fehlende Wasser, das zurzeit als Schmiermittel für die Plattenbewegung dient, würde wahrscheinlich die Plattentektonik zum erliegen bringen. Plattentektonik ist aber wichtig für die Stabilisierung des Treibhausgase-Gehalts der Atmosphäre. Durch Verwitterung werden diese kontinuierlich der Atmosphäre entzogen, durch Vulkanismus aber wieder zugeführt. Der erliegende Vulkanismus  führt zu einem Mangel an wichtige Treibhausgase wie Kohlendioxid, das teilweise als Puffer für die Strahlungsbilanz der Erde diente. Es kommt zu extremen klimatischen Schwankungen und am Ende zu einer Abkühlung der Erdoberfläche von bis auf 70°C unter dem Gefrierpunkt.

Die gesamte Erde kühlt sich ab, was zu einer Verfestigung des Inneren führt . Der innere Erdkern kristallisiert auf Kosten des äußeren Erdkerns langsam aus, schätzungsweise um ein-drittel Millimeter im Jahr. In sieben Milliarden wäre damit der gesamte Erdkern fest. Das Magnetfeld, angetrieben durch Strömungen im Erdkern, würde kollabieren und eventuelles Leben auf der Erde schutzlos der Weltraumstrahlung ausgesetzt.
Die Verfestigung führt auch zu einer Schrumpfung der Erde. Beim Merkur führte die Abnahme des Radius um 7km zum Zerbrechen der Planetenkruste und zur Bildung von bis zu 100km langen, 1-3km hohen Geländeklippen.

Wie sich das Innere der Erde abkühlt so heizt sich die Oberfläche allerdings kontinuierlich auf während sich die Sonne zum roten Riesen entwickelt. Bei zunehmenden Temperaturen verdampft in 1 Milliarde Jahre die Atmosphäre und in 2 Milliarden Jahren das verbleibende Wasser und es bildet sich zeitweise eine dichte Dampf-/Wolkendecke aus, nicht unähnlich den Wolken die heute Venus verhüllen. Das Wasser und andere leichte Elemente werden sich in den Weltraum verflüchtigen, schließlich wird sich eine verbleibende dünne Wolkendecke in einige 100km Höhe bilden. Der schwere Sauerstoff wird sich länger nahe an der Erdoberfläche halten können. In der dichteren Atmosphäre führen seltene, aber sehr heftige Niederschläge zu gewaltigen Schlammströme die die letzten Gebirgsketten, es bilden sich keine Neuen weil die Plattentektonik zum Stillstand gekommen ist,  abtragen. Der Sauerstoff reagiert mit dem Eisen in den Gesteinen zu Rost und die gesamte Erde wird sich rot wie heute der Mars verfärben. Schließlich wird es so heiß werden das Gips und andere Evaporite der einstigen Meer ebenfalls verdampfen, zusammen mit der Restfeuchte in der Atmosphäre werden sie einen leichten Schwefelsäure-Regen bilden der die Erdoberfläche verätzt. In 2,5 Milliarden Jahre verbleibt kein Kohlendioxid mehr in der Atmosphäre und kein Gestein wird mehr verwittern. Schließlich wird überhaupt kein Regen je wieder die Planetenoberfläche erreichen und sich die verbleibende Atmosphäre immer mehr ins Weltall verflüchtigen.

Die Erde hat  in der Zwischenzeit aufgehört sich um die eigen Achse zu drehen, abgebremst durch die Schwerkraft der näher-kommenden Sonne, und eine Seite wird nun stets der Sonne zugewandt sein. Die Temperatur wird hier auf über 2.200°C steigen, die Kruste der Erde schmilzt bereits ab 1.200°C und ein Magma-Ozean bildet sich. Es ist inzwischen so heiß das der Ozean aus flüssigen Gestein beginnt zu verdampfen.
 
Auf der Sonnenabgewandten Seite werden die Temperaturen dagegen auf -240°C fallen. Bei -196°C regnet es Stickstoff aus der Atmosphäre, danach Sauerstoff, der in der Kälte gefriert. Auf einer Gesteinsunterlage könnten noch einzelne Wassertaschen vorkommen, versteckt unter eine Panzer aus Wasser-, Stickstoff- und Sauerstoffeis. In der Dämmerzone zwischen dem Magma-Ozean und der Eiswüste wird ein seltsamer Schnee aus Feldspat-Kristallen und Magnesium-Silikaten niederprasseln und Eisberge aus Gestein driften von der eisigen Küste hinaus in den glühenden Magma-Ozean.

Abb.1. Querschnitt der sterbenden Erde, während eine Seite bis in große Tiefen geschmolzen ist ist die Schattenseite vollständig vereist. Eisen kristallisiert im Inneren aus und der Erdkern wächst auf Kosten des Mantels. An den Ufern des Magma-Ozeans formen sich Kontinente aus Feldspat und leichten Silikaten, die teilweise auf der Gesteinsschmelze schwimmen.

Wird es dann noch Leben geben? Schon einmal durchlitt die Erde ein ähnliches Szenario – während das Hadäan oder Höllenzeitalter vor 4,56 bis 3,8 Milliarden Jahre. Zwischen 4,56- 4,51 Milliarden Jahre war die Erde von einem weltweiten Magma-Ozean bedeckt, teilweise aufgrund der ständigen Treffer von Asteroiden, teilweise aufgrund des gravitativen Absinkens von schweren Elementen zum Erdzentrum, wobei Wärme frei wurde. Erst vor 4,4 Milliarden Jahre gibt es erste Hinweise für Festgestein, in der Form von Zirkonen aus Sedimentgesteinen. Diese gelten auch als Hinweis von Wasser und Temperaturen unter 100°C auf der Erde – extremophile Organismen können bei Temperaturen von 80 bis 115°C noch existieren, eventuell in tieferen Erdschichten wo sie auch geschützt vom immer noch stattfindenden Asteroidenregen gewesen wären. Die ältesten derzeit bekannten Lebensspuren sind um die 3,85 Milliarden Jahre alt. Auf der zukünftigen Erde könnten allerletzte Mikroorganismen noch in einzelne Wassertaschen unter dem Eisschild der Schattenseite ein kümmerliches Dasein fristen.

Während die Erde verglüht wird es dem Mond nicht besser ergehen. Er entfernt sich zunächst (wie er es heute langsam tut) schneller von der Erde, wird jedoch vom Partikelstrom der von der Sonne ausgeht abgebremst werden. Wahrscheinlich wird er schließlich von der instabilen Gravitationskraft der Sonne zerrissen werden.

Schließlich wird der gesamte Magma-Ozean und Erdmantel der Erde verdampft sein, unmöglich das irgendetwas der -jemand das noch miterlebt, und der verbleibende Eisenkern der Erde wird im Angesichts eines roten Riesen vor sich hin-rösten.

Wenn die Phase des roten Riesen schließlich abgeschlossen ist wird die Sonne ihre äußeren Hüllen abstoßen und zum weißen Zwerg kollabieren. Aufgrund des Massen- und Schwerkraftverlust der sterbenden Sonne wird sich die Erdumlaufbahn vergrößern und möglicherweise die verbrannte Erde nicht von der Sonne verschluckt werden. Diese Erde wird aber nur noch ein Schatten ihrer selbst sein, ein toter Körper verloren für immer in der Kälte des Weltraums.

Kunst & Geologie: Die Kunst im Bergbau

Darstellungen von Bergbau sind selten im frühen Mittelalter und die wenigen Überlieferungen oft mit ungenauen Details versehen. Vielleicht aus religiösen Gründen, Bergbau wird in der Bibel relativ selten erwähnt und fällt daher für viele Künstler (und Auftraggeber) zunächst als interessantes Thema weg. 

Abb.1. Suche nach Mineralien, Miniatur in einer mittelalterlichen Ausgabe "Die Natugeschichte des Cajus Plinius Secundus".

Erst mit der Blüte des Bergbauwesen ab dem 15. Jahrhundert ändert sich dies. Religiöse Darstellungen an Altären mit Heilige, zuständig für den Bergbau wie die Heilige Barbara, kommen im 16. Jahrhundert auf. Die ältesten Skulpturen von Bergleute finden sich dann auch in der Kapelle am Welfesholz bei Mansfeld. Handsteine waren Erzstufen die mit christlichen Symbolen verziert wurden.

Als Höhepunkte der Bergbau-Kunst werden unter anderem Werke wie „De Re Metallica“ des Georgius Agricola und das „Schwazer Bergbuch“ (beide um 1556) angesehene. Beide Werke folgen der Tradition der Volksbücher, Bücher die mit zahlreichen Abbildungen versehen waren, stellen sie aber auch technische Werke dar, die die richtigen Arbeitsabläufe in einem erfolgreichen Bergwerk darstellen. Georgius Agricola veröffentlichte sein Werk in Eigenregie, das Schwazer Bergbaubuch wurde dagegen in Auftrag gegeben in Anlehnung an ähnliche Werke die Festungsbau und Architektur behandelten.

Abb.2. Silber-Bergwerk am Schneeberg, Schwazer Bergbaubuch um 1556.

Die ersten Grubenkarten waren einfache Zeichnungen auf denen der Verlauf der Stollen eingetragen wurden. Später kommen Karten auf die die Verhältnisse in der Grube oder auf der Oberfläche festhalten nebst separater Beschreibung.

 

Abb.3. Grubenplan aus der Vogelperspektive des Prettauer Kupfererzgruben aus dem Jahre 1584, mit Stolleneingängen, Zugangswegen und Bergbaugebäuden - eine typische Darstellung für die damalige Zeit durch den Kartographen Johannes Isidor Prixner. Man beachte auch den Grubenkompass am linken Kartenrand. Die Abbildungen der Mundlöcher des Stollens geben auch Hinweiße auf die Auszimmerungsart und Charakter des anliegenden Terrains.

Manche Bergbaukarten und Grubenkarten wurden oft mit künstlerisch wertvollen Miniaturen verschönert, z.B. beim Bergbaumaßstab oder freier Platz wurde mit allegorische Darstellungen des Bergbaus ausgefüllt. Beliebt waren Gebäude des Bergbaus, Personen oder Arbeitsschritte und -werkzeuge. Der Kompass für die Orientierung der Karte war beliebtes Ziel der Verschönerung, meist wurden verkreuzte Gegenstände (z.B. Keilhaue und Schaufel) dargestellt. Dargestellt wurden neben Werkzeuge des eigentlichen Bergbaus auch Zeichengeräte die für die Herstellung der Karten und Grubenpläne verwendet wurden.
Sonne und Mond waren Symbole für Gold und Silber wie oft die astrologischen Symbole für die in der Grube gewonnen Metalle verwendet wurden. Sehr selten sind Darstellungen von mythologischen oder Märchenwesen. Tiere wie Hunde, Hasen und Vögel treten ebenfalls selten auf.

Abb.4. Putto mit Kompass, aus einem Minenplan von A.Rupprecht, um 1770

Im Laufe der Zeit wurde immer größerer Wert auf die Übersichtlichkeit und Vollständigkeit der dargestellten Informationen gesetzt und die verschönernden Elementen verschwanden von den Karten. Teilweise ein Verlust, erzählen uns die Bilder doch von Bergbaufolklore, vom Leben der Knappen und der damaligen Bergbautechnik, eine reiche Quelle für den Geschichtswissenschaftler.