Kind in Spanien in 110 Meter tiefen Schacht gefallen

In Spanien ist ein zweijähriger Junge beim Spielen in einen 110 Meter tiefen Brunnenschacht gestürzt. Der Junge soll am Sonntagmittag bei einem Ausflug seiner Familie aufs Land in den Schacht mit einem Durchmesser von rund 25 Zentimeter gefallen sein. Mit einer Kamera sei man bis in eine Tiefe von knapp 80 Metern vorgedrungen. Weil sich Erde gelöst habe, die den Schacht verstopfe, komme man mit der Kamera nicht weiter vorwärts, hieß es. Auch Feuchtigkeit und Kälte erschwerten am Montag die Suche. Nach der Abtragung der abgelösten Erde und der Verstärkung der Innenwände des Schachtes wollte man möglichst noch am Dienstag parallel zum Schacht ein Bohrloch anlegen, um zu dem Kind zu gelangen. Zudem wurde erwogen, mit Spezialmaschinen den Schacht auszuweiten.

Der Unfall in Spanien erinnert an den italienischen Fall Alfredo „Alfredino“ Rampi. Der sechsjährige Bub war am 10. Juni 1981 bei Vermicino nahe Frascati (Latium) in einen 80 Meter tiefen artesischen Brunnen gestürzt. Der Junge blieb zunächst bei einer Tiefe von 36 Meter in den nur rund 28 Zentimeter breiten Schacht stecken. Zwei junge Höhlenforscher der Alpenrettung versuchten sich kopfüber in den Schacht abzuseilen, konnten aber nur bis zu einer Tiefe von 24 Meter vordringen. Man beschloss, einen zweiten Brunnen abzuteufen, um dann mit einem zwei Meter langen Querschlag die Stelle, wo der Junge festsaß, zu erreichen. Eine Bohrsonde wurde geliefert, wobei die Geologin Laura Bortolani warnte, dass im Boden härtere Schichten zu erwarten waren, die den Vortrieb erheblich verlangsamen würden.

Die Gegend ist durch vulkanischen Ablagerungen gekennzeichnet, darunter "Peperino", die lokale Bezechnung für verfestigten vulkanischen Tuff. Zunächst schaffte die Bohrsonde fast 2 Meter in zwei Stunden, erreichte aber dann wie befürchtet eine feste Schicht. Eine zweite Bohrsonde mit einer höheren Leistung wurde angeliefert. Diese zweite Maschine schaffte es, einen 50 Zentimeter breiten Brunnen bis in einer Tiefe von 20 Meter abzuteufen.

Laut Techniker würde es mindestens 8 bis 12 Stunden dauern, um die nötige Tiefe zu erreichen. Stunden später war aber nur ein weiterer Meter erbohrt worden. Am 12. Juni war eine Tiefe von 25 Meter erreicht, wo man eine weichere Schicht antraf, was die Bohrung merklich beschleunigte. Bei 30 Meter beschloss man den Querschlag auszuführen, man vermutete nämlich, dass Alfredino bei 32 Meter festsaß, und wollte einige Meter über oder unter den Jungen in den Brunnen vorstoßen. Da der Bohrer für den Querschlag eine technische Panne hatte, musste der Schacht mit Pickel und Schaufel gegraben werden. Der Brunnen wurde schließlich bei einer Tiefe von 34 Meter angegraben. Unglücklicherweise war Alfredino während den Arbeiten weiter abgerutscht. Einer der Höhlenforscher stieg über den Querschlag in den Brunnen ab und stellte fest, dass der Junge bis in eine Tiefe von 60 Meter abgerutscht war. Mehrere Freiwillige versuchten bis zum Jungen hinabzusteigen. Der einfache Arbeiter Angelo Licheri schaffte es schließlich, aber beim Versuch dem Jungen einen Rettungsgurt anzulegen, rutschte er weiter ab. Danach stieg der Höhlenforscher Donato Caruso hinunter, aber wieder scheiterten alle Versuche den Jungen zu sichern. Caruso stieg zweimal ab, als er merkte, dass der Junge nicht mehr zu atmen schien. Nachdem am 13. Juni der Tod des Jungen bestätigt wurde, wurde flüssiger Stickstoff in den Brunnen eingeleitet, um den Körper für die späteren Bergungsmaßnahmen zu konservieren.

Einen Monat später wurden Mineure beauftragt den kleinen Körper aus den Brunnen zu holen. Ein 80 Zentimeter breiter Schacht wurde angelegt und mittels eines 16 Meter langen Querschachts wurde eine Stelle unterhalb des Jungen angegraben. Der noch gefrorene Körper kommt schließlich am 11. Juli wieder ans Tageslicht.

Forensische Geologie im Fall der Entführung von Flug 305 - der ungelöste D.B. Cooper Case

Am 24. November 1971 entführte ein unbekannter Mann - nur bekannt unter seinem Pseudonym Dan Cooper oder D. B. Cooper (Fahndungsbild aus dem Jahre 1972) - eine Passagiermaschine auf einen Linienflug zwischen Portland und Seattle. Er verlangte ein Lösegeld von 200.000 Dollar und Ausrüstung für einen Fallschirmabsprung. Nach einer Zwischenlandung stieg das Flugzeug wieder auf und irgendwo zwischen Seattle und Reno sprang der Entführer in einer Höhe von 3.000m aus der Maschine – hinein in eine dunkle und stürmische Nacht. Eine sofort eingeleitete Suche im vermuteten Landegebiet in den Cascade-Mountains brachte keine Ergebnisse und nach 45 Jahren wurde der Fall nun als ungelöst zu den Akten gelegt. 
Dieser Kriminalfall ist besonders verwirrend durch einen seltsamen Fund neun Jahre nach der geheimnisvollen Nacht. 

Am 13. Februar 1980 fand ein Junge während eines Ausflugs drei Bündel von 20 Dollar Scheinen im Gesamtwert von 5.800 Dollar, die ohne Zweifel aus dem Lösegeld stammen. Die Scheine lagen in einer Sandbank des Columbia River. Seltsam war das die Scheine flussaufwärts zum vermuteten Landegebiet von Cooper gefunden wurden. Wie kamen sie dorthin? Entgegen der Strömung des Columbia River oder der Windrichtung in jener stürmischen Nacht. Noch seltsamer war das laut forensisch-geologischen Untersuchungen das Geld in einer Sandschicht eingebettet war, die erst nach einer Flussvertiefung in 1974 - also drei Jahre nach der Entführung - an den Ufern abgelagert worden war.

Abb.1. 1) Erster errechneter mutmaßlicher Absprungpunkt im Einzugsgebiet des Lewis River, 2) Fundort der abgerissenen Gebrauchsanleitung der Hecktreppe, 3) Fundort der Geldbündel oberhalb der Mündung des Lewis River in den Columbia River, 4) Zweiter errechneter mutmaßlicher Absprungpunkt - Quelle: Wikipedia.

Cooper-Anhänger sehen in dieser Beobachtung den Beweis das Cooper den Absprung überlebt hat und Jahre später an den Ort des Verbrechens zurückgekehrt ist und das Geld dort versteckt hat um eine falsche Fährte zu legen. Allerdings waren die Geldbündel an den Rändern stark verwittert aber relativ gut im Inneren erhalten – Hinweis das die durch Wasser transportiert und abgerollt worden waren, also wahrscheinlich nicht absichtlich vergraben wurden. Aber konnten die Geldbündel drei Jahre lang der Verwitterung getrotzt haben, vor allem da das Gummiband das die Scheine zusammenhält noch intakt war? Unwahrscheinlich, vor allem nach der Entdeckung das am Fundpunkt der Geldscheine nie der Fluss vertieft worden war - die eigentlichen Baggerarbeiten fanden 45m flussaufwärts statt. 

Abb.2. Aus dem Archiv des FBI - eine Suche am Fundpunkt der ersten Geldbündel ergab keine weiteren Hinweise.

Auch wurde später das mögliche Landegebiet von Cooper neu berechnet , dieses Mal lag es flussaufwärts. Es könnte daher durchaus sein das das Geld in jener Nacht irgendwo im Einzugsgebiet des Columbia River landete und kurze Zeit später durch die Strömung bis an die Sandbank getragen wurde, wo es einsedimentiert und vor weiterer Verwitterung geschützt war.

Aber wo ist der Rest des Lösegelds – und vor allem  D. B. Cooper selbst – verblieben? Beides – Geld und Entführer – tauchten nie wieder auf.

Geologie spielt auch noch eine kuriose Rolle am vorläufigen Ende der Geschichte. Im Mai 1980, 14 Wochen nach dem Fund eines Teils des Lösegelds, brach der St. Helens aus, der einen großen Teil des Suchgebiets verschüttete und damit möglicherweise auch für immer mögliche Hinweise zum Verbleib von Cooper.

Die Erdpyramiden von Terenten

Die Erdpyramiden von Terenten sind insofern interessant als ihre Geschichte sehr genau bekannt ist - sie gehen auf ein Unwetter (mit mehreren Toten) im Jahre 1837 zurück, als der Terner Bach den Steilhang  freilegte und so die Erosion der überkonsolidierten Moräne begann. Um 1920 sind einige zerschnittene Kämme beschrieben, um 1935 einige Erdpyramiden mit Deckstein und um 1956  bereits eine „Erdpyramidenlandschaft“.
 
In PERNA (1971) „Erdpyramiden im Trentino und in Südtirol“ lesen wir:
 
„Die unterste Lage des Gletscherschutts ist hellgrau und undeutliche geschichtet; sie enthält fast ausschließlich grobkörnige Granitmaterial und ziemlich abgerundete Steine und Felsblöcke. Die darüberliegenden Schicht ist dunkler und enthält Granit, Orthogneis und etwas Grünschiefer; sie ist deutlich geschichtet und völlig ohne größere Gesteinsbrocken. Die oberste, ein paar Meter hohe Lage besteht wieder aus hellem Material. Gegen den Berg hin herrschen Racheln und Ruinenstädte mit mächtigen Pfeilern vor […] talwärts stehen hingegen spitzkegelige und klassische Pyramiden. Interessant ist die Tatsache , daß die Erosion hier auf zwei Schuttmassen mit fast gleichen Eigenschaften eingewirkt hat: in der mit Felsblöcken kam es zur Bildung von pyramiden der klassischen Form, in der anderen, die keine Felsblöcke enthält, konnten sich nur Ruinenstädte und Racheln bilden.“

Die Ablagerungen sind im Gegensatz zu klassischen Moränen schwach geschichtet, Hinweiß das es sich um umgelagertes Moränenmaterial, wahrscheinlich durch fluviatile Prozesse vor dem sich zurückziehenden eiszeitlichen Talgletscher, handelt.
 

Kunst & Geologie: Der Hexensabbat

Laut Legende soll in der Walpurgisnacht der Hexensabbat nebst der Wilden Jagd stattfinden.

Abb.1. Francisco de Goya, Hexensabbat (1797-98).

Der Begriff der  Wilden Jagd wird zuerst in 1835 von den Gebrüdern Grimm schriftlich festgehalten und beschreibt den unheimlichen Zug von Hexen oder Untoten zu den verfluchten Treffpunkten. 

Einer dieser Treffpunkt ist der Schlern (2.563m) in den Südtiroler Dolomiten. Der Schlern ist ein ehemaliges Riff das sich über vulkanische Gesteine erhebt, der Gipfel wird von einem breiten Hochplateau eingenommen, das übrig blieb als der überdeckende Hauptdolomit abgetragen wurde. Das Hochplateau wird seit mindestens der Bronzezeit genutzt, es verwundert daher nicht das auch zahlreiche Sagen hier angesiedelt sind.

Abb.2. Der Schlern.

In den vulkanischen Gesteinen können typische Abkühlungsstrukturen gefunden werden – Basaltsäulen. Die sechseckigen Querschnitte werden in den lokalen Sagen als „Hexenstühle“ bezeichnet, da sie – so die Sage weiter – während bestimmter Nächte als Sitzgelegenheiten für Hexen und Dämonen dienen.

Abb.3. Die sogennanten Hexenstühle der Seiser Alm.

Bohnerz, das auch hier gefunden wird da es aus den überlagernden Sedimentgesteine herauswittert, wurde auch in die Sage mit eingebunden. Die eisenhaltigen Konkretionen sind die Nägel die aus den Schuhen der tanzenden Hexen herausgefallen sind.

Literatur:

HUTTON, R. (2014): The Wild Hunt and the Witches' Sabbath. Folklore 125(2):161-178

Kunst & Geologie: Leonardo da Vinci, Felsen und Erosion

Erste exakte Darstellungen von Felsformationen in Bildern findet man bei Renaissance-Künstler Giovanni Bellini (1437-1516) und Leonardo da Vinci (1452-1519), wobei bei Ersteren weniger die Wissenschaft als die Symbolik im Vordergrund stand. Für Bellini steht die Natur für Gottes Werk, eine so genaue Darstellung wie möglich sollte daher Gottes Schaffen lobpreisen. 

Abb.1. Giovanni Bellini, Ekstase des heiligen Franziskus, um 1485.

Da Vinci studierte die Natur aus Interesse an ihr und wandte einige seine Beobachtungen und Entdeckungen für seine Bilder an. Die Flüchtigkeit und das Fließen des Wasser hatte es ihm besonders angetan. Da Vinci erkannte die erodierende Kraft des Wassers „Es möchte, wenn es ihm möglich wäre, die Erde in eine vollkommen sphärische Form verwandeln“.  Wasser spielt in seiner Erd-Philosophie die Rolle des Blutes im menschlichen Körper:
 

„Wir können also sagen, die Erde habe ein triebhaftes Leben, ihr Fleisch sei das Erdreich, ihre Knochen seien die zusammenhängenden Schichten der Gestein, aus denen sich die Berge zusammensetzen: ihre Knorpel seien die Tuffsteine, ihr Blut seien die Wasseradern. Der Blutsee, der das Herz umgibt, ist gleich dem Weltmeer. Das Atmen geschieht beim Menschen durch das Anwachsen und Abnehmen des Blutes in den Adern, und ebenso bei der Erde , durch den Zufluß und Rückfluß des Meeres; die Lebenswärme der Welt kommt vom Feuer, das in der ganzen erde verbreitet ist, und der Sitz des triebhaften Lebens befindet sich in den Gluten, die an verschiedenen Stellen der Erde ausströmen, in Heilbädern und Schwefelquellen und Vulkanen, wie etwa Mongibello (Ätna) auf Sizilien und vielen Anderen Orte.“
Codex Leicester
 

Es existieren fünf Skizzen die Da Vincis Studien zu Felsklippen beinhalten. Die stark zerklüfteten Felsen sind durch Wind und Wetter, Regen und Frost aufgelockert und ein Bach hat eine tiefe Schlucht in das Massiv gegraben. 

Abb.2. Studie von Felsklippen.

In seinen fertigen Bildern stellt Da Vinci kaum nur eine Landschaft dar, allerdings tauchen geologische Beobachtungen im Hintergrund seiner Porträts auf. Hinter der Mona Lisa sieht man einen See. Dieser könnte auf seine Entdeckung beruhen das der Fluss Arno bei Florenz einst durch Felsriegel zu einem See aufgestaut war (oder auch nur inspiriert durch den See von Iseo).

 

Abb.3. Da Vinci, das Arno-Tal in Vogelperspektive.

Da Vinci stellt die erodierende Kraft des Wassers in seiner Felsengrottenmadonna dar. Das Gebirge scheint bis zum Hintergrund hin vom Wasseradern aufgelöst worden zu sein, beinahe zerfressen. Hier stellt Da Vinci seine Vorstellung vom Erdinneren dar, so schreibt er auch in seinem Codex Atlanticus "Ganz große Flüsse laufen unter der Erde." Vielleicht wurde das Gemälde auch durch die  Erforschung einer realen Höhle, wie sie Da Vinci selbst beschreibt, inspiriert:

„Gezogen von meinem gierigen Verlangen …, süchtig, die große Fülle der verschiedenen und seltsamen Gestaltungen der kunstfertigen Natur zu sehen, kam ich nach einigem Umherwandern zwischen den düsteren Felsen zum Eingang einer großen Höhle, vor dem ich eine Weile verwundert stehen blieb, weil ich nichts von ihr wusste. Mit gebeugten Rücken, die linke Hand auf das Knie stützend und mit der rechten die gesenkte, gerunzelte Stirn überschattend, streckte ich mich immer wieder nach vorn, bald hierhin und bald dorthin, um auszumachen, ob drinnen etwas zu erkennen sei.  Aber daran wurde ich durch die tiefe Dunkelheit gehindert, die dort herrschte. Nachdem ich so eine Weile dagestanden hatte, wurden zwei Gefühle in mir wach, nämlich Schauder und Begierde: Schauder vor der düster bedrohlichen Höhle und Begierde zu erforschen, ob dort im Inneren etwas Staunenswerte zu finden sei...“

Abb.4. Felsgrottenmadonna, um 1495–1508

Literatur:

SCHNEIDER, N. (2009): Geschichte der Landschaftsmalerei – Vom Spätmittelalter bis zur Romantik. Primus-Verlag: 214

Früher Bergbau in den Alpen: Der Stahl der Steinzeit

Bereits vor 9.000-9.100 Jahren wurde Silex im Bereich der Alpe Schneiderküren (1.540m SH) im Kleinwalsertal in Vorarlberg bearbeitet. Der Silex oder Feuerstein stammt von dem 15km entfernten Widderstein, wo dunkelgrüne bis graugrüne Radiolarit-Bänke anstehen und die frühen Bergmänner in Nischen entlang des Hangs das Gestein abgebaut hatten. Bei dem „Stahl der Steinzeit“ handelte es sich um Gesteinsarten die zu Werkzeugen weiterverarbeitet werden können, Feuerstein ist das bekannteste Material, aber in den Alpen wurden auch andere Gesteine verwendet:

Festgesteine:
Amphibolit/Nephrit, Serpentin, schleifbar und zäh, ideal für Beile.
Verkieselte Oolithkalke und Kalkgesteine.
Obsidian, fast optimales Gestein, allerdings sehr spröde

Quarz und Quarzkristalle: Im Zillertal wurde auf 2.800m SH in der Mittelsteinzeit (8.000-4.000 v.Chr.) Quarzkristalle aus Klüfte abgebaut. Deses Mineral ist zwar nicht so geeignet für Werkzeuge wie Silex, sicherlich aber optisch beeindruckender. Quarzkristalle wurden aus den Alpen bis zum Achensee im Norden und nach Trient im Süden exportiert.

 

Silex: unter diesen Begriff fasst man Kieselsäure-basierende Gestein mit muscheligen Bruch zusammen, zumeist biogenen Ursprungs, es werden zwei Hauptgruppen unterschieden

1. ) --Hornstein: lagiges Material, meist in Formationen des Jura
      ---Radiolarit
      ---Lidit
      ---Spiculit
      ---Diatomit
      ---Chalcedon/Opal 
2. ) --Feuerstein: knolliges Material, meist in kreidezeitlichen Formationen

Abb.1. Steingerät aus Feuerstein.

Die Qualität des Gesteins ist wichtig für die Eignung zur Bearbeitung. Der Steinzeitmensch war natürlich an einem perfekt geformten Abschlag interessiert, da dieser erste Abschlag vom Kernstein zu weiteren Steingeräten verarbeitet werden kann. Beim Schlag auf das Gestein entstehen Spannungswellen und die Reflexion und Eindringtiefe der Wellen ist abhängig von der Reinheit und Kompaktheit des Gesteins – zerrüttetes Gestein oder Gestein mit Inhomogenitäten wie Klüfte oder Sedimentationsgrenzen ist daher ungeeignet.

In den Nördlichen Kalkalpen dominieren mesozoische (Trias und Jura) Sedimente, von denen einige auch die begehrten Kieselgesteine führen. Fundpunkte mit bearbeiteten Material weisen darauf hin das dieses Gesteine auch abgebaut und von Steinzeitmenschen für die Herstellung von Steingeräte verwendet wurden.

Der Hauptdolomit ist grau bis bräunlichgrau, deutlich im Meterbereich gebankt mit oft deutlicher Rhythmik. Er erreicht bis zu 1500m Mächtigkeit. Im Landschaftsbild ist er durch raue, schroffe Wände, tiefe Runsen und meist stärkerer Schuttbildung gekennzeichnet. Nach oben hin geht er in Wechsellagerung mit dünnbankigen, mergelhaltigen und plattigen Kalken über (Plattenkalke). Die Plattenkalke verzahnen mit den Kössener Schichten - Mergel und Mergelkalke. Wegen der leichten Verwitterbarkeit bilden die Kössener Schichten meist Verebnungsflächen, die als Almhorizonte mit fruchtbaren Böden große wirtschaftliche Bedeutung haben.
Der Rhätische Riffkalk, massige weiße Kalke, kann tektonisch bedingt fehlen. In Karsttaschen des Plattenkalke können rote Kalke (auch Lias-Kalke oder Rotkalk-Gruppe genannt, die Ammergauer-Formation und Ruhpolding-Formation zusammenschließend) vorkommen. 

Über die roten Liaskalke treten rote, violettliche oder schmutzig grünliche Hornsteinschichten bzw. Radiolarite auf. Sie erreichen nur einige Meter an Mächtigkeit und zerfallen, tektonisch beansprucht, in feinen, scharfkantigen Schutt. Im Liegenden, besonders im Rofan-Gebiet, hängen mit den Radiolariten Kieselmergel und im Hangenden auch Kieseltone, Hornsteinkalke und –brekzien zusammen.
 

Abb.2.& 3. Tektonisch weniger überprägte Radiolarit-Aufschluss an einem Bachufer im Rofan-Gebiet.

Tatsächlich wurden in der Nähe zu den natürlichen Aufschlüssen der Radiolarite, einige hundert Meter entfernt, bei einer archäologische Grabung Hinweise auf eine frühe Abbautätigkeit gefunden.  Eine Radiolarit-Platte wurde hierher transportiert und auf ihre Qualität getestet, wie auch mehrere Kerne auf Bearbeitung des Materials schließen lassen. Funde von Steingeräten lassen einen älteren - mittelsteinzeitlichen Lagerplatz schließen. Das Überangebot an, zumindest für inneralpine Verhältnisse, gut bearbeitbares Material, lässt reges Sammeln vermuten, so wurde tatsächlich drei Kilometer entfernt ein weiterer Lagerplatz entdeckt.

Die Walthersche Faziesregel

In 1791 schlug der berühmte Chemiker Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) vor das sich die Küste von Frankreich, genügend Zeit und Eintrag von Sand durch Flüsse vorausgesetzt, langsam Richtung tieferes Wasser verlagern müsste. Dies sollte man auch in den Sedimenten sehen, Tiefwasserablagerungen sollten sukzessive von Sandablagerungen, typisch für einen Strand, überlagert werden.
 

Aber erst Johannes Walther (1860-1937) wandte dieses aktualistische Prinzip konsequent auf die geologische Vergangenheit an und formulierte die moderne Faziesregel - bei ungestörter Schichtung können Fazies übereinander liegen die zeitgleich nebeneinander liegen. Zum Beispiel bei einem Anstieg des Meeresspiegels und  Vorrücken des Meeres, kommt es zu einer Transgression der Tiefwasser-Fazies die die Strandfazies überschüttet und überlagert – Fazies die rezent räumlich getrennt nebeneinander liegen kommen daher in einem geologischen Profil übereinander zu liegen. Der Begriff Fazies wurde vom Schweizer Geologen Amanz Gressly (1814-1865) eingeführt, der ihn als "Summe aller primären organischen und anorganischen Charakteristika einer Ablagerung an einem Ort", oder einfacher gesagt - Gesamtheit der Merkmale eines Gesteins, die durch die Ablagerungsort beeinflusst werden – definierte.
 

Walther war von kränklicher Gesundheit und musste mehrmals die Schule abbrechen, privat aber an Naturwissenschaften interessiert lernte er den Geologen Adolf von Koenen (1837-1915) und interessierte sich ab da auch für  Erdgeschichte. Walther arbeitete zunächst als Landwirt, aufgrund seines wissenschaftlichen Enthusiasmus wurde er trotz fehlendem Abitur an der Universität Jena aufgenommen, wo er  Botanik, Philosophie und Zoologie studierte. Nach der Promotion in 1882 studierte er Geologie und Paläontologie in Leipzig und München. Er fand eine Anstellung als Dozent in Neapel, wo er die Gelegenheit hatte die Sedimente des Golf von Neapel zu studieren. Im Sommer 1884 kartierte er zusammen mit Edmund von Mojsisovics (1839-1907) die Nördlichen Kalkalpen. Walther verglich die Verteilung der Gesteine im rezenten Golf von Neapel mit den fossilen Gesteinen der Kalkalpen bzw. die Rolle von kalkabscheidenden Organismen im Aufbau von Sedimentgestein. Rezente wie fossile Kalkriffe bleiben eines seiner Steckenpferde, studiert er sie doch in den folgenden Jahren in Ägypten, Sinai, Indien und Sri Lanka. Er bereist Zentralasien und schließlich in 1914 Australien.
 

Walther war der Erste, der beobachtbare Sedimentationsprozesse (vor allem im marinen Bereich) der Gegenwart anwandte um die Sedimentationsprozesse in  der Vergangenheit zu verstehen, vor allem in seinem Werk "Einleitung in die Geologie als historische Wissenschaft" führte er diese Vorgehensweise, die auch heute noch in der modernen Geologie angewendet werden kann, zu ihrer Vollendung.

Abb.1. Der Rosengartens (Dolomiten) zeigt beispielhaft das Übereinanderliegen und Verzahnung verschiedener Fazies - über eine horizontale Karbonatplattform (Contrin-Formation) liegen Tiefseeablagerungen der Buchenstein-Formation, diese werden von links nach rechts von Riffschutt der Schlern-Formation überschüttet.

Abb.2. Profil gezeichnet von Mojsisovics von Mojsvar, 1879.
 

Literatur:
 

HUBMANN, B. (2009): Die großen Geologen. Marix-Verlag: 192

Von den Untiefen der Meere zu den Gipfeln der Welt

Auf die Frage wieso er den Mount Everest bezwingen wolle, soll George Mallory mit dem berühmten Satz "Weil er da ist" geantwortet haben, aber es gab auch praktische Gründe  "Für die Steine vom Gipfel für die Geologen…"

George Mallory  versuchte zusammen mit Sandy Irvine am 6. Juni 1924 den Gipfel des Everest zu erreichen – beide verschwanden in den Wolken und wurde nie wieder lebendig gesehen. Zeitgleich suchte einer ihrer Kollegen, Geologe Noel Ewart Odell (1890-1987), unterhalb des Gipfels auf 8.000m nach Fossilien.

Der Kalkstein vom Gipfel des Mount Everest ist von mariner Herkunft, er besteht aus Fossilien  - wie er allerdings dorthin kommen konnte blieb bis zur modernen Entdeckung der Plattentektonik ein geologisches Rätsel.
Die Basis des höchsten Gipfels der Erde besteht aus hellem Granit, auf dem eine Abfolge von Sedimenten folgt. Die untere Everest Serie besteht zumeist aus metamorphen Schiefern mit eingeschalteten Kalkstein-Bändern. Es folgt das berühmte „Gelbe Band", das aus metamorphen Kalksteine und Kalk-Silikatfelsen besteht. Der Gipfelaufbau des Mount Everest wird schließlich von ordovizischen fossil-führenden Kalksteinen und Megeln geprägt. 

Abb.1. Der Himalaya ist beinahe doppelt so hoch wie die Alpen, viele Gipfeln beider Gebirgszüge bestehen aus ehemaligen marinen Sedimenten, aus dem Berghaus-Atlas (1845-1862).

Fossilien die auf Berge gefunden wurden waren nichts neues. Bereits Leonardo da Vinci (1452-1519) beschreibt Fossilien aus den Bergen der Toskana und merkt an das sie dorthin nicht mittels der Sintflut transportiert worden sein konnten, da sie in Lebensstellung gefunden wurden. Allerdings war seine Ansicht, die er nie publizierte, eher die Ausnahme als die Regel und das nicht nur zu seiner Zeit.
Die erste Nennung von Fossilien aus Dolomiten geht zurück in das Jahr 1741 – laut Sitzungsprotokoll vom 18. August desselben Jahres erwähnt der Stadtphysikus von Innsbruck, Franz Ferdinand von Giuliani (1701-1762), in seinem Vortrag  „Dissertatio de Fossilibus universalis Diluvii“ mehrmals Muscheln aus dem Pustertal  bzw. Pustertaler Bergen. Da das Pustertal in Südtirol selbst von metamorphen Gesteinen geprägt wird, bezieht sich diese Ortsangabe wohl eher auf die südlicher liegenden Dolomiten. Giuliani diskutiert die Fossilien auf den Bergen als eindeutige Überreste der biblischen Sündflut. Erst im Laufe des 18. und besonders im 19. Jahrhunderts werden Fossilien als marine Organismen gedeutet und es wird klar das eine weltweite, auch eine biblische,  Flut niemals die höchsten Gipfel der Erde bedecken könnte.
 

Abb.2. Geologischer Schnitt des Matterhorns, im Jahre 1868 vom Italienischen Bergbauinspektor Felice Giordano angefertigt. Hier sind marine Sedimente teilweise tektonisch überfahren worden.

Nun wurden marine Sedimente auf Gipfeln durch die Bewegungen der Erde erklärt. Leopold von Buch (1774-1835) schlug vor das vulkanische Intrusionen große Blasen auf der Erdkruste bildeten - Blasen die wir Berge nennen. Von Buchs Theorie wurde von englischen Geologen nicht allzu ernst genommen, vor allem als Charles Lyell nachweißen konnte das verschiedene Lavaflüsse verschieden geneigt waren - wie sollte das möglich sein falls ein Berg sich von einem einzelnen "Erhebungspunkt" aus bildete? 
Eine alternative, überaus erfolgreiche Theorie besagte das große Stücke der Erdkruste von unter dem Meeresspiegel nach oben geschoben wurden, zeitgleich sanken gewisse Abschnitt ab. Der österreichische Geologe Eduard Suess (1831-1914) erklärte sogar Meeres-Untiefen, die Kontinente umgeben, als solche Senkungszonen (Diese Abschnitte sind tatsächlich die Tiefseerinnen die durch die Subduktion der ozeanischen Kruste unter die kontinentale Kruste entstehen).

 

Abb.2. Handgezeichnete Karte der Erde mit den primären Kernen der Kontinenten - Überreste der früheren Erdkruste einer größeren Erde, aus E. Suess "Das Antlitz der Erde".

Die vertikalen Bewegungen bzw. Absenkungen der Erdkruste sollten durch das langsame Abkühlen der Erdkugel, und damit verbunden ein Schrumpfen des Erdvolumens, verursacht werden. Diese Kontraktionstheorie konnte aber nicht die unregelmäßige Verteilung von Gebirgen und Ozeanen erklären - bei einer konstant schrumpfenden Erde sollten diese zufällig und daher regelmäßiger verteilt sein. Es brauchte eine bessere Erklärung…

Literatur:

SEARLE, M. (2013): Colliding Continents: A geological exploration of the Himalaya. Oxford University Press: 438

Kunst & Geologie: Albrecht Dürers Landschaftsbilder

Während der Renaissance (ungefähr 1450-1600) erfuhren die verschiedensten Wissenschaften und Künste ein regelrechte Wiedergeburt - große Fortschritte wurden in der Astronomie, Physik und Medizin erzielt, aber was war bloß mit der Geologie los? 

Tatsächlich gibt es zunächst nur wenige einschneidende Erkenntnisse. Der Italienische Universalgelehrte Leonardo da Vinci (1452-1519) erkannte Fossilien als Überreste ehemals lebender Tiere die zwischen den Schichtungen der Gesteine eingebettet wurden, allerdings behielt er diese Beobachtungen für sich, so dass sie keine Auswirkungen auf den weiteren Verlauf der Geschichte hatten. 

Allerdings beeinflusste Leonardo indirekt die Geologie. Leonardo nutze seine naturwissenschaftlichen Beobachtungen in seinen Kunstwerken. So wie bei einem Menschen alle Organe zusammenarbeiten (Leonardo war Einer der Wenigen zu seiner Zeit der Leichen sezierte) und die Proportionen der Glieder aufeinander abgestimmt sind, so sind die Proportionen und Elemente einer Landschaft aufeinander aufgebaut und hängen zusammen. Weiter entfernte Berge verschwimmen und erscheinen dem Beobachter zu schrumpfen, allerdings – so Leonardo - folgen diese optischen Effekte klar definierten Fluchtlinien und Gesetze.
 

Abb.1. "Hügel in der Toskana" ist eines der ältesten bekannten Werke von Leonardo da Vinci, skizziert um 1473. Leonardo spielt hier geschickt mit den Landschaftselementen um eine Perspektive zu erhalten. So nutzt er die Schichtung der Sedimentgesteine über den Wasserfall als Konstruktionslinien um dem Bild, zusammen mit dem weiter hinten liegenden Horizont und Feldern in der Schwemmlandebene, Tiefe zu geben. Wasser verbindet den Berg mit dem Tal, den Vorder- mit dem Hintergrund - für Leonardo waren Flüsse ähnlich wie Arterien der Erde, sie transportierten Stoffe von der Oberfläche in die Tiefe in einer Art von Kreislauf.
 

Leonardos Herangehensweise inspirierte auch andere italienische Künstler, die wiederum europaweit  Künstler und Maler inspirierten. Albrecht Dürer (1471-1528) bereiste zweimal Italien, wo er die Grundlagen der Perspektive studierte. Doch es zeigt sich die Neuartigkeit dieser Malweise, da selbst ein großer Künstler wie Dürer in seiner Lebenszeit nie vollständig die Perspektive-Malerei beherrschen wird.

Auf seiner Rückreise übte er und skizzierte verschiedene Steinbrüche in den Alpen, wahrscheinlich in der Umgebung seiner Heimatstadt Nürnberg, Süddeutschland und in Teilen Österreichs. Die Bilder sind drei-dimensionale Darstellungen der Felswände, wobei die horizontale Schichtung (Wahrscheinlich Sandstein-Formation mit dünnen Mergel-Zwischenlagen) oder Klüftung in die Perspektive mit-eingearbeitet worden sind.
 

Abb.2. Landschaftsstudie „Steinbruch“ oder „Felswand“, um 1495-1500.
 

In einem seiner Bilder versteckt Dürer ein menschliches Antlitz in einer der Felswände, wahrscheinlich eine Anspielung auf das Konzept das die Proportionen der Natur die Proportionen  des menschlichen Körpers widerspiegeln. Noch deutlicher wird dies in seinem Landschaftsbild „Ansicht von Arco“, wo in der Mitte des Berges ein menschliches Gesicht nach Links blickt.
 

Abb.3. „Ansicht von Arco“, um 1495.
 

Die Künstler wenden die Kenntnisse der Darstellung des menschlichen Körpers auf die Landschaft an und dies hatte auch große Auswirkungen auf die Darstellungen von naturwissenschaftlichen Konzepten. Es mag kein Zufall sein das der Däne Niels Stensen (1638-1686), Begründer der modernen Stratigraphie, von der Ausbildung her Anatom war.  In den damaligen Textbüchern tauchen die ersten detailgetreuen Darstellungen des menschlichen Körpers auf. Steno wendet diese exakte und genaue Darstellungsweise auch auf die innere Anatomie der Erde an. Die verschiedenen Elemente der Erde arbeiten zusammen und dürfen nicht unabhängig voneinander betrachtet werden. Auf Erosion erfolgt Sedimentablagerungen, es entstehen die durchgehenden Schichten. Erneute Erosion legt die Schichten frei, die nun von einem aufmerksamen Beobachter in der Landschaft gefunden werden können.
 

Literatur:
 

ROSENBERG, G.D. (2009): The measure of man and landscape in the Renaissance and Scientific Revolution, in Rosenberg, G.D., ed., The Revolution in Geology from the Renaissance to the Enlightenment: Geological Society of America Memoir 203: 13-40

Geologen sind Menschen, die Steine verstehen...

Letzte Woche konnte ich mit Karl Urban (den ich hier nochmals für die Gelegenheit danken möchte), Betreiber des AstroGeo Podcast und dazugehörigen Blog, ein ausführliches Gespräch über die Geschichte der Geologie führen – mit all ihren Irrungen und Wirrungen. Das Gespräch kann online gehört oder am besten als Podcast für zwischendurch heruntergeladen werden – Viel Spaß (Podcasts mit geologischen Hintergrund sind leider noch viel zu selten).

Abb.1. Der Geologe im Gespräch? Selenit (Fasergips) in einer Abbildunge aus dem "Hortus Sanitatis", ein Leitfaden zu den angeblichen Heilwirkungen von Tieren, Pflanzen und Steinen aus dem Jahre 1483.

Die Geschichte der Geologischen Karte: I. - Aller Anfang ist schwer...

Vor 200 Jahren – 1815 - veröffentlichte der Landvermesser und Autodidakt-Geologe William Smith die erste brauchbare geologische Karte – zur Feier beginnt heute eine Serie von Blog-Einträgen, die von den Ursprüngen beginnend über Bergbaukarten zur geologische Kartierung mittels Satelliten führen soll...

 "Der wahre Bergmann benutzt, da wir wollen, daß er ein frommer und ernster Mann ist, den Zauberstab nicht, und da e ferner der Natur der Dinge kundig und verständig sein soll, sieht er ein, daß ihm die Wünschelrute nichts nutzen kann, sondern er beachtet, wie ich oben ausgeführt habe, die natürlichen Kennzeichen der Gänge."Georgius Agricola (1556) : Zwölf Bücher vom Berg- und Hüttenwese, II. Buch
 

Eine geologische Karte zeigt die Verteilung von bestimmten Gesteinsarten auf einer topographischen Karte an. Was so einfach klingt, hat in Wahrheit eine lange Entwicklungsgeschichte hinter sich.

Der Turiner Papyrus ist eine ägyptische topografische Karte aus der Zeit um 1.160 v.Chr. die ein Wadi-Tal und ein Dorf, mit umliegendem Steinbruch und Goldminen zeigt. Außerdem wurden anscheinend die wirtschaftlich interessanten Gesteinsarten unterschieden. Die Karte zeigt eine Hügelkette, wobei ein Teil der Hügel dunkel, ein anderer hellrosa gehalten wurde. Außerdem wurde der Flussverlauf bzw. Flussbett mit einer gepunkteten, verschiedenfarbigen Signatur versehen. Auch wenn es im alten Ägypten wahrscheinlich keine Wissenschaft der Geologie im modernen Sinne gab, so gab es sicher empirische Erfahrungen mit Gesteinen und großes Interesse an Bergbau. Es ist dieses empirische Wissen das auch das Mittelalter prägt, als der europäische Bergbau eine Blütezeit erlebte.
 
Den Werken von Georgius Agricola (1494-1555)  verdanken wir eine der vollständigsten Darstellung vom Bergbau des späten Mittelalters. Agricola beschreibt nicht nur Abbaumethoden, sondern in den Einführungskapitel zu seinem "De re metallica" (1556) beschreibt er auch wie Erzgänge im Berg verlaufen können und wie sie einzumessen sind. 

Abb.1. Grubenkompass für das Einmessen des Verlaufs von Erzgängen aus dem 19. Jahrhundert.

Die begleitenden Darstellungen zum Text verbinden eine Art von zweidimensionalem Profil mit einer topographischen Karte, wie auch die eingezeichneten Himmelsrichtungen erkennen lassen.

 

Abb.2. Darstellung von Erzgängen im Berg durch Agricola, aus "De re metallica" (1556).

Den Verlauf von Erzgängen im Gebirge zu erfassen hatte wichtige Gründe - vor allem wirtschaftliche: Man konnte den zukünftigen Verlauf erahnen und in die entsprechende Richtung weitergraben, zusätzliche Stollen konnten von anderen Punkten aus bis zum Verlauf des Erzkörpers getrieben werden und die Abbauleistung der Knappen konnte abgeschätzt werden.
 
Auf einigen Grubenriss-Karten wurden neben den vermessenen Stollen auch schon geologische Informationen eingetragen - wie Erzkörper oder Bereiche mit tauben Gestein. Allerdings stellen diese Karten nicht die Erdoberfläche dar, sondern beschränken sich zumeist nur auf den Verlauf der Stollen oder das Bergbaugelände.

 

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.

Abb.4. Grubenriss (mit Pseudo-Perspektive, da Lageplan und Profil vereint) einer Silbermine - "Mappa metalographica…[]" des Italienischen Feldherren und Naturforscher Luigi Ferdinando Marsili (1658-1730), man beachte den Grubenkompass und die Detailzeichnung mit einem geologischen Schnitt des Stollens, mit in der Stollenfirste  hangendes "Gestein", "Kluft", "Erz" und liegendes "Quarz" -gestein.

Literatur:

BAUMGARTEN B., KURT, F. & STEDINGK, K. (1998): Auf den Spuren der Knappen (Bergbau in Südtirol und seine Mineralien). Tappeiner-Verlag, Bozen: 224
OLDROYD, D. (2013): Maps as pictures or diagrams: The early development of geological maps. In BAKER, V.R. ed, Rethinking the fabric of geology: Geological Society of America Special Paper 502: 41-101