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.

Eduard Suess und die Geologie der Alpen

Eduard Suess (1831-1914) war ein österreichischer Geologe der viele der noch heutigen Grundprinzipien des tektonischen Aufbaus der Alpen erkannte und beschrieb. 

Eduard Suess im Jahre 1869, nach einem Stich von Josef Kriehuber.

Nach dem Studium fand er seine erste Anstellung im Mineralogischen Hof-Cabinet (Vorläufer das Naturhistorischen Museums) in Wien. Später kartierte er in der Schweiz und begründete im Sommer 1856 die „alpine Geologische Gesellschaft“ die „das ganze Rückgrat von Europa, von Lyon bis Wien“ studieren sollte, allerdings waren die Behörden nicht sonderlich erfreut über internationale Zusammenarbeit (die Revolutionsjahre 1848/49 waren noch nicht vergessen) und so wurde es leider  nichts aus der geplanten Gesellschaft.
 

Zusammen mit dem Geologen Franz von Hauer (1822-1899) arbeitet Suess an einem Profil der Alpen. Hier erkannte er wichtige geologische Unterschiede zwischen den Alpen und der böhmischen Masse (ein Mittelgebirge im Osten von Österreich). 1875 publizierte er „Die Entstehung der Alpen“ in diesen Büchlein beschreibt er den Zusammenhang der Alpen mit den Dinariden und Karpaten, die durch „mehr oder minder horizontale und gleichmässige Gesamtbewegung...“ aufgerichtet wurden. Suess erkannte das die Gebirge und Gebirgsrümpfe in Europa zu mindestens drei verschiedene Gebirgssysteme gehörten, in Struktur und im Alter zu unterscheiden – die Alpen mit den Pyrenäen im Westen und den Dinariden und Karpaten im Osten zum Alpinen System, die Gebirgsrümpfe auf der spanischen Halbinsel, Frankreich und die Böhmische Masse zum Variszischen System und die Britischen Mittelgebirge zusammen mit den Gebirgen Skandinaviens zum Kaledonischen System.

Er dehnte seine geologischen Ansichten schließlich auf die gesamte Erde aus, die er in seinem 3-bändigen Werk „Das Antlitz der Erde“ (1883-1909) beschrieb.

Geologische Gliederung Europas nach Suess 1893 mit Einteilung in kaledonische, variszische und alpine Gebirgssysteme.
 

Literatur:
 

HOFMANN, T. (2014): Ein herrliches Hochgebirge,…! Eduard Suess – Geologe mit Weit- und Überblick. Bergauf 04-2014: 73-75

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

Kunst & Geologie: Gebirgsbildung und Landschaftsmalerei

Der flämische Künstler Joachim Patinir (1475/1480-1524)  scheint sehr an der Geologie seiner Zeit interessiert gewesen zu sein, so tauchen in seinen Landschaftsbildern immer wieder exakt dargestellte Felsklippen auf, wie auch breite Flüsse, die laut Georg Agricola eine bedeutende Rolle in der Gebirgsbildung hatten, so schreibt Agricola in seinem „De ortu et causis subterraneorum“ (1546):
 

„Zwei Kräfte sind es, deren sich die Natur zur Erschaffung der Gebirge bedient: das Wasser und der Wind in Verbindung mit den Dämpfen. Bei der Zerstörung der Gebirge finden wir außer diesen beidne Kräften noch eine dritte, das Feuer, beschäftigt… Die Gießbäche spülen anfangs nur die weiche Dammerde ab; in ihrem weiteren Fortlaufe lassen sie selbst die … Felsen nicht unbenagt; sondern waschen ganz kleine Stückchen oder Bröckeln von ihnen ab; endlich spalten sie sogar das Gebirge entzwei und wälzen große Felsklumpen mit fort. In wenigen Jahren wühlen sie auf der ebenen oder abschüssigen Fläche einen Graben oder ein Flußbett von merklicher Tiefe aus… Nach Verlauf mehrerer Jahrhunderte erreichen diese Flußbetten… oft eine anstaunenswürdige Tiefe… Mehre Flüsse scheinen sich zwischen den hohen Gebirgen, die ihre Ufer formieren, hindurchzudrängen. Wenn sich das Gebirge zu beiden Seiten der Flüsse gesenkt haben, so bilden sich weite und niedrige Täler, über die sich blühende Gefilde ausbreiten…“

 

Abb.1. Joachim Patinir „Flucht nach Ägypten" „Charon in der Unterwelt“ (um 1515-24).

Gesteinsbildende Minerale: Feldspäte

Auf der Erde sind mehr als 7.000 Mineralien bekannt, wobei aber nur etwa 70 häufig sind und nur rund 10 Mineralien bauen 95% der Erdkruste auf, davon

- 58% Feldspäte
- 16,5% Augit (Pyroxene), Hornblende und Olivin
- 12,5% Quarz
-  3,5% Glimmer
-  3,5% Eisenoxide
- 1,5% Calcit

Die geringe Anzahl der gesteinsbildende Minerale widerspiegelt die limitierende Verfügbarkeit von chemische Elemente auf der Erde, wobei Sauerstoff, Silizium und Aluminium (Hauptbestandteile vieler Silikate) bei weiten die häufigsten sind.

Feldspäte sind die verbreiteste Minerale überhaupt – sind sie doch die wichtigsten Minerale in allen magmatischen Gesteinen und typisch auch für Metamorphite, nur in Sedimentgesteinen sind sie aufgrund ihrer leichten Verwitterbarkeit eher selten.
Der Name Feldspat leitet sich aus der deutschen Bergbausprache ab und bezieht sich einerseits auf die ausgeprägte Spaltbarkeit, andererseits auf die Härte, -Feld- ist eine alte Bezeichnung für Fels bzw. hartes Gestein.

Abb.1. Periklin ist eine häufige Feldspat-Varietät in alpine Mineralklüfte.

Abb.2. Augengneis, typisches Gestein hochgradiger Metamorphose. Große, aber deformierte Feldspat-Kristalle in einer Matrix von Glimmer und Quarz.

Kluft, Spalte...oder Störung?

Eine Kluft ist ein Trennungsbruch der entsteht wenn ein Gestein auf eine Beanspruchung spröde reagiert, also bricht. Alternativ könnte man sie auch als Bruch, Fuge, Riss oder Ruptur bezeichnen, ein kaum verwendeter Begriff ist Diaklas, für eine senkrecht zur allgemeinen Schieferung stehende Kluft.

Genau genommen kommt es bei einer Kluft zu keiner Lageveränderung der Bruchflächen. Ist eine Kluft offen spricht man von Spalte (bzw. gefüllt mit Gesteinszerreibsel), wenn es darin zu einer Auskristallisation kommt spricht man von Adern oder Gänge (Alpine Mineralküfte sind daher eigentlich keine Klüfte), bei magmatischen Intrusionen spricht man von Dyke oder vulkanischen Gang und schließlich, kommt es zu seitlichen Bewegungen, ist es geologisch gesehen eine Störung.
 

Klüfte sind von besonderen geologischen und praktischen Interesse und können verschiedene Ursachen haben, Druckentlastung bei Plutoniten (Exfoliation), Schrumpfungsrisse (bei Vulkaniten), tektonischer Stress kann zur Ausbildung eines Kluftsystem oder Kluftnetz führen,  also Kluftscharen mit unterschiedlicher Orientierung (zumeist mehr oder weniger senkrecht zueinander stehend).
 

Abb.1. Kluftsystem, bestehend aus sich verschneidenden Kluftscharen (Gruppen von orientierten Einzelklüften) in Radiolarit, Madonie (Sizilien), typische tektonische Klüfte in spröden Gestein.

Abb.2. Basaltsäulen in den Dolomiten, durch Abkühlung und Schrumpung entstehen regelmäßig angeordnete Klüfte.

Abb.3. Dike in den Dolomiten, das verwitterungsanfällige vulkanische Gestein erodiert langsam, aber schneller als der umgebende Riffkalk, zurück bleibt ein Hohlraum.

Abb.4. Kluft oder Spalte? Trennfläche in Marmor mit Grafit-Belag - Hinweis auf eine Bewegung entlang der Fläche, also eine Störung?

Mikroorganismen in der Erdkruste

"Die Unsterblichen ... wir stellen ihren Namen auf die Probe!" 

Abb.1. Flechten wie Toninia candida sind hart im Nehmen und gewinnen Nährstoffe oft von blanken Gesteinsflächen, dies ist aber nichts im Vergleich zu dem was einige Mikroorganismen tief in der Erdkruste leisten.

Das Leben auf der Erde ist zäh, besonders wenn es die Form von Mikroorganismen annimmt. Bakterien wurden bereits in kochenden Quellen (80-130°C), giftige Seen (pH 2-11, Picrophilus bei pH 0.7), lebendig begraben in Tiefseesedimente oder in Wassertaschen von Eis und Schnee entdeckt. Nanoarchaeum equitans ist die kleinste bekannte Lebensform, immer aufsitzend auf Ignicoccus, ist es von den schwarzen Rauchern der Tiefsee beschrieben. In der südafrikanischen Mponeng-Mine wurden Mikroorganismen in 2.800m Tiefe in 60°C heißen, uralten Grundwasser gefunden. Der Bacillus infernus lebt in Gesteinsklüften aus einer Tiefe von 5.278m und theoretisch könnte Leben bis in einer Tiefe der Erdkruste von 3 bis 10km existieren, wo die Temperaturen noch unter 113-120°C liegen. 

Diese Organismen leben in einer Umgebung die kaum vorstellbar ist. Sonnenlicht ist nicht vorhanden und damit Photosynthese ausgeschlossen, hydrothermale Fluide können kaum durch das dichte Gestein zirkulieren und vor allem mangelt es Nährstoffe. Doch es gibt eine beinahe unerschöpfliche Energiequelle selbst im härtesten Granit.
 

Durch radioaktiven Zerfall der Granit-Komponenten (vor allem des Urans in den Glimmern) entsteht Strahlung die Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet, der Wasserstoff kann wiederum von den Mikroorganismen zu Acetat (Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindungen) umgewandelt werden und Acetat kann seinerseits zu Methan abgebaut werden. Jeder dies Schritte liefert zwar wenig, aber doch genügend Energie um über die Runden zu kommen. 
An frischen Bruchflächen des Gesteins ist die Reaktionsfreudigkeit zwischen den Mineralkörnern, Wasser-Molekülen und Gas besonders groß. Entlang von Störungszonen könnten sich somit ideale Habitate für Mikroorganismen ausbilden. Dies könnte eine interessante Beobachtung an Mineralquellen im sächsischen Kurort Bad Brambach erklären. Nach einer Reihe von Erderschütterungen wurde eine wesentliche Zunahme der Methankonzentration im Wasser beobachtet. Möglicherweise zerbrach der Granit, die frischen Bruchflächen lieferten genug „Nahrung“ für die Bakterien, die bereits im Gestein vorkommen, um wieder aktiv zu werden, wachsen und sich vermehrten. Dabei entsteht das Methan als Abfallprodukt das sich im Wasser löst und durch die Quellen an die Oberfläche gelangt.

Literatur:
 

KEHSE, U (2007): Das Leben der anderen. Bild der Wissenschaft 06/2007: 54

Erdexpansion, oder die Geschichte der "wachsenden Erde"

„daß unser Erdkörper ehedem im Brande gestanden, da die meisten Felsengebirge über die Oberfläche der Erde empor getrieben worden,“
Heinrich Gottlob von Justi „Geschichte des Erdkörpers aus seinen äußerlichen und unterirdischen Beschaffenheit hergeleitet und erwiesen" (1771)
 

Im Laufe des 19. Jahrhunderts wurde es klar das die Erdkruste keine statische Hülle der Erde, sondern etwas höchst Dynamisches ist, wie sonst konnten Sedimente mit Fossilien von Meeresorganismen selbst auf die höchsten Gipfel geschoben werden?  

Eine der seltsameren Theorien diese geologischen Besonderheiten zu erklären ist die Erdexpansion-Hypothese. Bei der Erdexpansion werden die Spreizungszonen der Mittel-Ozeanischen Rücken akzeptiert, Subduktionszonen sollen aber – wörtlich - „ein Mythos“ sein. Folgerichtig, da Erdkruste immer neu entsteht aber keine in den Mantel zurückgelangt, muss der Erdball wachsen.
 

Auf die Idee kam man hauptsächlich durch paläontologische und paläogeographische Hinweise. Zwischen 1959 und 1977 publizierten die Geologin Marie Tharp (1920-2006) und der Ozeangraf Bruce Charles Heezen (1924-1977) die ersten detaillierten Meeresbodenkarten und entdeckten die Mittel-Ozeanischen Rücken (MOR), die die Grenzen tektonischer Platten bilden. In 1962 publizierte Harry Hess (1906-1969) einen der wichtigsten Artikel in der Geschichte der Geologie überhaupt, er schlug vor das entlang der MOR Magma aufsteigt und dabei die beiden aneinanderstoßenden Platten zur Seite gedrückt werden – der Mechanismus der Bewegung der tektonischen Platten und Auseinanderbrechen des Urkontinents Pangäa war gefunden. Allerdings war nicht klar ob und wie die Platten in den Erdmantel eintauchen, möglich wäre das sie übereinander geschoben werden - eine nicht ganz unrealistisch Vorstellung - so rutscht tatsächlich die Farallon-Platte zunächst unter den Nordamerikanischen Kontinent entlang, sinkt allerdings schließlich in den Erdmantel ab wie moderne seismische Untersuchungsmethoden zeigen. Eine extreme Variante der Idee das Platten nicht in den Mantel absinken ging so weit das man annahm das Platten nebeneinander zu liegen kommen und daher notwendigerweiße mehr Fläche einnehmen.

So soll laut Erdexpansions-Modell Pangäa die gesamte Kruste der Erde vor 200 Millionen Jahre darstellen. Neue Kruste die entlang der MOR gebildet wird drückte Pangäa auseinander, aber da keine Subduktion stattfindet vergrößerte sich der Umfang des Planeten! Die Hypothese schien einige geologische Rätsel zu erklären. In 1956 schlug Laszlo Egyed, Professor am Geophysikalischen Institut von Budapest, vor das Meeresspiegelschwankungen in der Vergangenheit durch die Veränderung des Erdradius zu erklären sind, bzw. als im Devon die ersten Landmassen aus dem Urmeer tauchten (weil sich die Krümmung und die Oberfläche der Erde änderte, die Wassermenge aber nicht), entwickelten sich auch die ersten Landtiere.
 

Allerdings gibt es ein großes Problem mit dieser Idee - es ändert sich ja nicht nur die Oberfläche der Erde, die größer wird, sondern auch das Volumen des Erdkörpers - mit was sollte dieses zusätzliche Volumen denn bitte schön gefüllt werden? Mechanismen die die Erdexpansion erklären könnten sind deshalb rar und nicht ganz überzeugend - Umwandlung von Mineralphasen durch veränderte Druck- und Temperaturen, fortschreitende Abschwächung der Schwerkraft (und so Dichte der Erde), Raum-Zeit Expansion… 

Neben dem Fehlen des Mechanismus zeigen Satellitenmessungen auch die Bewegung der Platten in horizontale, aber nicht vertikale Richtung – zurzeit scheint die Erde also nicht (wirklich) mehr zu wachsen. Auch scheinen Subduktionszonen nicht ganz ein Mythos sein, Tiefseerinnen, die Verteilung von Erdbebenherde, metamorphe Gesteine die zunächst subduziert und dann wieder exhumiert wurden, lassen darauf schließen das Erdkruste tatsächlich in den Erdmantel abtaucht. 

Wir befinden uns im Jahre 2015 n.Chr. die ganze Erdwissenschaftler-Gemeinschaft ist von der Plattentektonik überzeugt... Alle Wissenschaftler? Nein! Ein von unbeugsamen Gelehrten bevölkerte Gemeinschaft hört nicht auf, dem Eindringling Widerstand zu leisten...
Noch im Mai 2001 wurde in Deutschland ein Kolloquium zu Ehren von Ott Christoph Hilgenberg (1896-1976), ein Ingenieur der die Erdexpansion in Deutschland populär zu machen versuchte, abgehalten und In 2003 und 2004 folgten weitere, auch internationale, Tagungen.

Abb.1. Das Erbe von Hilgenberg wurde vom Ingenieur  Klaus Vogel übernommen, der im Laufe der Zeit zahlreiche Globen einer um 20% kleineren Erde bastelte, neben seinen Basteleien hatte er aber wenig Fakten vorzuweißen. Das Bild zeigt ihn zusammen mit dem  australischen Geologen Warren Cray, ebenfalls prominenter Anhänger der Erdexpansion.

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

Tunnel und Stollen - Der lange Weg zum Sieg über den Berg

„Jeder, der in den Hochlagen unserer Gebirge vor der Aufgabe gestanden hat, frisches Material für wissenschaftliche Bearbeitung zu gewinnen, kennt die großen Schwierigkeiten, die ihm der oft viele Meter dicke Verwitterungsgürtel entgegensetzt. In tieferen Lagen des Hochgebirges und in den Mittelgebirgen überall bedeckt Almboden und Waldvegetation das Land, den anstehenden Felsuntergrund verhüllend; der aufnehmende Geologe wird an spärliche Aufschlüsse gewiesen sein und mit Freude jede Gelegenheit wahrnehmen , die ihm neue und wertvolle Einblicke in den Erdkörper ermöglicht. Solche Gelegenheit werden für ihn diejenigen sein, wo große technische Eingriffe in das Innere der Erde vorgenommen werden: Tunnelbauten, Stollenanlagen, Straßen- und Eisenbahneinschnitte; doch auch alle anderen kleineren Unternehmungen, wie Steinbrüche und dergleichen werden ihm hochwillkommene Gelegenheiten zur Gewinnung tiefer Einblicke sein, die er um so lieber nutzen wird, je seltener in dem betreffenden Gebiete natürliche Aufschlüsse zur Verfügung stehen.“
Hradil, G. „Ueber kristalline Gesteine und Gesteinstechnik“

Abb.1. Der Bau des Mont-Cenis-Tunnels zwischen Italien und Frankreich.

Neben rein geologischen Aspekten, haben Tunnel und Stollen auch sehr praktische Anwendungen. Bereits in der frühen Bronzezeit wurden Stollen und Schächte angelegt für den Abbau von Kupfererz. In Nordtirol wurde ein 25m langer Schacht auf ein Alter von 2.800 datiert. Die aufwendigen Anlagen für Erzabbau und –schmelze weisen darauf hin, das hier professionelle Minenarbeiter am Werk waren. Knochenreste zeigen weites an, das die Bergleute gut versorgt wurden, mit Fleisch von Schwein, Schaf, Ziege und Rind (wobei Ochsen auch als Zugtiere verwendet werden konnten).
 

Im Altertum wurden neben Minen auch Stollen für die Wasserversorgung angelegt, so in Mykene um 1.200 v. Chr. Und in Jerusalem um 1.000 v. Chr. 

Überraschenderweise war der konventionelle Vortrieb, mit Hammer, Meißel und Muskelkraft noch weit bis ins 17.Jahrhundert gängig. Erste Versuchssprengungen wurden erst 1627 durchgeführt. Der 1679-1681 ausgeführte Malpas-Tunnel in Frankreich war der erste durch Sprengungen aufgefahrene Verkehrstunnel. 

Hydraulische Bohrer und Tunelbaumaschinen kamen um 1860-70 auf. 

Abb.2. Tunnelbohrmaschine um 1881.

Erste große Tunnel in Lockergestein, wie die Unterfahrung der Themse in London, wurden um 1850 in Angriff genommen. 

 
Franz von Rziha verfasste in 1872 das umfassende „Lehrbuch der gesammten Tunnelbaukunst“ und führte mit der „Gesteinsclassification für Tunnelbauten“ die sieben Gesteinsklassen ein die auch heute noch oft im Tunnelbau zur Anwendung kommen, um das Gebirge nach geotechnischen Gesichtspunkten hin einzuteilen – denn mineralogisches Gestein ist nicht gleich geotechnisches Gestein.
 

„Es giebt, um thatsächliche Beispiele anzuführen, Kalk- und Sandsteine, die vom Mineralogen mit einem und demselben Härtegrad belegt und von ihm in ein und dieselben Klasse gereiht werden, welche aber der Gewinnungsarbeit so verschiedenartige Aufwand abringen, dass jene Fälle nicht selten sind, wo die Gewinnungskosten in einem Falle noch einmal so viel, als in dem anderen betragen.“
 

1857 wurde am Mont-Cenis-Tunnel zwischen Frankreich und Italien zum ersten Mal hydraulische Bohgeräte eingesetzt und in 1867 erfand Alfred Nobel das Dynamit, das sicheren Sprengstofftransport und Sprengungen im Berg ermöglichte.
 

 
Literatur:
 

RZIHA (1872): Lehrbuch der gesammten Tunnelbaukunst.

Die Geburt und der Tod von Kontinente

Als Alfred Wegener seinen Superkontinent Pangäa vorschlug, war der Mechanismus der Kontinente bewegen konnte noch unbekannt. Es war allerdings bekannt das Gebirge aus Meeressedimenten gebildet wurden. 

Am 6. Juni 1924 suchte der Geologe Noel Ewart Odell (1890-1987) nach Fossilien von Meereslebewesen, auf 8.100 m Seehöhe in der Nähe des letzten Lagers auf dem höchsten Berg der Erde – Mount Everest. Am selben Tag versuchten die beiden Bergsteiger Sandy Irvine und George Mallory den Gipfel zu erreichen, beide kamen aber bei diesem Versuch ums Leben. Odell wird später den jungen John Tuzo Wilson (1908-1993) in die Geologie einführen. Wilson wird wiederum den Wilson-Zyklus beschreiben, wie aus Meeresbecken durch Einengung Gebirge geformt werden, diese dann wiederum abgetragen werden um neue Sedimente in neue Meeresbecken zu bilden.

  
Mit den ersten detaillierten Karten des Ozeanboden erkannte man das die ozeanische Kruste nicht eine glatte, regelmäßige Oberfläche war, sondern komplexere und größere Gebirge aufweisen konnte als das Festland. Vor allem die Mittel-Ozanischen-Rücken, oder kurz MOR, waren interessant, da geologische Strukturen links und rechts von diesen großen Brüchen symmetrisch verteilt waren. Geologe Harry Hammond Hess schlug vor das entlang von dem MOR Magma hinaufgedrückt wird, dabei werden die Plattengrenzen links und rechts auseinandergedrückt und eventuelle Strukturen, wie Lavaflüsse, in zwei gleiche Teile zerbrochen. 

Der Mechanismus der den Wilson-Zyklus antreiben konnte war gefunden. Da MOR relativ ortsfest sind, es bekannt ist das kontinentale Kruste zu leicht ist um in den Erdmantel einzutauchen und tektonische Bewegungsraten konstant sind, kann man aus diesen Faktoren die zukünftige geologische Entwicklung der Erde abschätzen.

   
Einer der Ersten der aus den tektonischen Bewegungen aus der Vergangenheit die Zukunft vorherzusagen versuchte war der Geologe Robert S. Dietz in 1970. 
Die Küstenlinie von Kalifornien wird von der berühmt-berüchtigten San Andreas Störung bestimmt. Es handelt sich dabei um eine große Seitenverschiebung, bei der Bewegungen von bis zu 35mm im Jahr auftreten können.  Aufgrund der vergangenen Bewegungen entlang dieser Störung, schlug Dietz vor, das sich Los Angeles in einigen Millionen Jahre entlang der Küste nach Norden hin bewegen würde, um mit San Francisco zu verschmelzen und seine Reise Richtung Alaska fortzusetzen.
Auch die sonnigen Tage am Mittelmeer sind gezählt, falls Afrika weiter, wie heute, nach Norden in Richtung europäisches Festland drückt, wird das Meer in 50 bis 60 Millionen Jahre verschwinden und sich ein gewaltiges Faltengebirge aufwerfen.

Da ozeanische Kruste schwer ist und in den Mantel absinkt, kann ein ozeanisches Becken nicht unbegrenzt groß werden. In 50 Millionen Jahre werden die Ränder des Atlantiks beginnen abzutauchen, die amerikanische kontinentale Kruste wird nachgezogen werden und der Atlantik wird beginnen sich zu schließen, um in 200 Millionen Jahre mit Afrika zusammenzustoßen und einen neuen Superkontinent bilden. Ein weiterer großer Wilson-Zyklus wird dann abgeschlossen sein.

Nach modernen Schätzungen bleiben der Erde noch weiteren 2-3 Wilson-Zyklen diesen Maßstabes. Die Plattentektonik, der Motor der Erde, wird schließlich zum Erliegen kommen, aufgrund der Abnahme der Inneren Erdwärme und -energie und Verlust von Wasser als Schmiermittel der Plattenbewegungen. 
Die letzten großen Kontinente werden dann von der Erosion langsam abgeschliffen werden.

Elektrische Erdbeben

Vor dem 18. Jahrhundert wurden Erdbeben gerne als Erschütterungen von unterirdischen Explosionen erklärt. Eine anscheinend nicht zu weit hergeholte Erklärung. Eine Explosion schien die Beobachtung des Hamburger Konsul in Lissabon, Christian Stoqueler, der das starke Erdbeben von 1755 überlebt hatte, zu erklären:
 

„Zuerst hörten wir ein Rumpeln, wie das Geräusch einer Kutsche, es schwoll immer mehr an, bis es so laut war, wie der Lärm der lautesten Kanone, sofort danach spürten wir den ersten Erdstoß.“
 

Es war bekannt das hochreaktive Minerale, wie Salpeter, Eisen und Wasser, in der Erdkruste vorhanden waren. Wenn diese durchgemischt wurden, zum Beispiel durch einen Erdrutsch, kam es zur Explosion. Auch wurde  angenommen das schwefelige Dämpfe durch Spalten und Höhlen zogen, trafen diese auf erzhaltiges Gestein, genügte ein Funke um das hochexplosive Gemisch zu zünden.
 

„Wie man ein ein künstliches Erdbeben hervorruft. Man nehme 20 Pfund Eisenspäne, füge gleich viel Pfund Schwefel hinzu. Man knete das Ganze mit ein wenig Wasser zusammen….[] ...vergräbt man drei bis vier Fuß tief unter der Erde. Nach sechs oder sieben Stunden wird sich der vorhergesagte Effekt einstellen: Die Erde erzittert, sie bricht auf, und Feuer und Qualm treten aus.“ 

aus einem Lehbruch des französischen Chemikers Louis Lemery, um 1700.
 

In 1756 erkundete der Arzt und Naturgelehrte William Stukeley (1687-1765) die Kohlemine von Whitehaven und stellte fest:
 

„Die Erde besteht im Allgemeinen aus solidem Fels, vielleicht mit kleinen Spalten. Diese Öffnung genügen aber nicht, dass Dämpfe sich so unter der Erde ausbreiten können, um Erdbeben auszulösen. Außerdem gibt es keine Minen für Schwefel, Nitrat oder anderes entzündliches Material in England.“
 

Stukeley schlug als Alternative vor, das Erdbeben durch Elektrizität verursacht werden. Erdbeben, so Stukeley, würden sich bevorzugt in trockenen Ländern oder nach langen Dürren ereignen. In Stukeleys Theorie waren Wolken elektrisch geladenen Körper (in 1752 hatte Benjamin Franklins angeblich sein berühmtes Experiment mit den elektrisierten Drachen, den er in Gewitterwolken steigen ließ, durchgeführt, auf jeden Fall war bekannt das Gewitter elektrisch Phänomene sind) – fehlten sie, wie während einer Dürre, konnte Elektrizität nicht von der Erde in den Himmel abgeleitet werden und sammelte sich an bis zur Erdbeben-Entladung an.
Elektrizität verursachte auch die Symptome die bei vielen Erdbebenopfer beobachtet wurden:
 

„Kopfschmerzen, hysterische oder nervöse Störungen, Koliken. Einige Frauen hätten eine Fehlgeburt erlitten, andere seien sogar gestorben.“
 

Der anscheinend plausible elektrische Ursprung von Erdbeben wurde bald darauf eine der beliebtesten Erklärung für Erdbeben.

Abb.1. Zeitgenössische Darstellung des Erdbebens von Kalabrien (1783), dieses Ereignis wurde heiß diskutierte zwischen den Anhängern der Elektrizitätstheorie und den Anhängern die Erdbeben als unterirdische Explosionen erklärten.

Strukturgeologie und Mittelalterlicher Bergbau

"Vermittelst seines bei sich habenden Perg Geists das Perg Männlein beschwören, Unnd aus Irrer Anntworth Clüfft und Geng, im Gebürge erfahrn...“
Beschreibung eines gewissen Hanns Aufinnger, der um 1607 behauptetet mittels eines Wurzelmännchens mit den Berggeistern in Kontakt treten zu können.

„Auf die Schwingung und Verflachung der Erzgänge in Gruben muß man mit Fleiß aufmerken, wieviel in einem Klafter in geradem Seiger herauskommt.“
Notä Piechl des Georg Grandtegger, 1731

„In allen Bergwerksangelegenheiten, vor alle aber im Schinen, soll er geschickt und verständig sein. Er muß sich in seinem Amt jederzeit mit guten, geeigneten Stühlen, Waagen, Schnüren und Kompassen, Stäben und Klaftern, die zu jeden Schin notwendig sind, versehen, damit er First- und Sohleisen, auch Teil- oder Abschneidend Eisen, über Tage festlegen und in der Grube richtig bringen und ziehen mag.“
Beschreibung der Anforderungen und Aufgaben des Schiener (Vermessers) im „Schwazer Bergbaubuch“.
 

Das "Schwazer Bergbuch" ist eines der wichtigsten und schönsten Dokumente über das mittelalterlichen Bergbauwesen. Angefertigt im frühen 16. Jahrhundert sollte es das Interesse am (in jener Zeit kriselnden) Bergbau wach halten, zehn Kopien bzw. spätere Ausgaben sind noch erhalten. Es ist zwar ein weniger „technisches“ Werk als das beinahe zeitgleich entstandene "De re metallica libri XII", behandelt aber ausführlicher die Struktur und Personal und beleuchtet die sozialen Auswirkungen eines gewinnbringendes Bergwerks. 

Eine der beschriebenen Tätigkeiten innerhalb eines Bergwerks war die des Schiener. Der Schiner (auch Schiener) oder Markscheider war der Vermessungstechniker des mittelalterlichen Bergbaus. Seine Vermessungen und genaue Karten waren so wichtig das bei unsauberen Arbeiten dem Markscheider Strafen angedroht wurden, von einer Geldbuße bis hin zu Gefägnis.
 

Abb.1-3. Die Tätigkeit des Schieners laut dem Schwazer Bergbaubuch, dargestellt bei der Arbeit mit Messlatte und Kompass. Er trägt weites ein "Arschleder", ein nützlicher Schutz des Hinterteils bei der Arbeit unter Tage.
 

Hauptsächlich musste er die Gruben vermessen, um die Schürfkonzessionen und deren -einhaltung zu überwachen, er diente auch als Gutachter um eventuell Streitigkeiten zwischen verschiedenen Gruben zu klären. Allerdings gab es auch technische Anwendungen.
 

Um die Bewetterung zu verbessern wurden zwischen verschiedenen Gruben auch Durchschläge (Verbindungen) gegraben, es war daher auch im Interesse der Bergleute den genauen Verlauf der Stollen innerhalb des Berges zu kennen. Die Messgenauigkeit war hoch genug das entgegenkommende Stollen um kaum einen Meter abwichen.
 

Um den Verlauf eines Stollen zu definieren benötigte man Länge, Richtung und Neigung. Die Länge wurde mittels Knotenschnüre oder Bergstab, und mit einer guten Portion Augenmaß, bestimmt. Die Neigung wurde mittels einen aufgehängten Klinometers (Abb.5.) mit der Hilfe von Schnüren,  bestimmt. Die Richtung wurde ebenfalls mit Schnüren und einem Kompass bestimmt (Abb.6.).

Abb.4. Die Schiener bei der Arbeit, Miniatur aus einer Grubenkarte aus dem 18. Jahrhundert. Zu seinen Arbeitsgeräten gehörten Schnüre, Stäbe, Hängekompaß, Setzkompaß, Klinometer, Abstechen (Winkelgerät) und Quadrant.

Abb.5. Hängekompass aus dm 18. Jahrhundert.

Abb.6-7. Grubenkompass für das Einmessen des Verlaufs von Erzgängen aus dem 19. Jahrhundert und in einer Abbildung aus dem Schwazer Bergbaubuch, zusammen mit dem Schiner.

Aber auch die Bestimmung und die Einmessung von geologischen Strukturen konnte von Interesse für die Bergleute sein. 

Hartes Gestein konnte viel Widerstand leisten, der Vortrieb mit Fäustel und Meißel war auf wenige mm je Schicht, vielleicht maximal einen halben cm pro Tag, beschränkt. In standfesten Gestein musste der Stollen allerdings nicht unbedingt abgestützt werden und erhielt  ein bequemer zu durchschreitendes, eher rechteckiges Profil, mit ebener Firstfläche und mehr oder wenige geradlinigen Ulmen (Abb.8.).  In gebrächem Gebirge wurde eine Spitzbogenfirste, von der man sich höhere Stabilität erhoffte, angewendet. 

Abb.8. Mittelalterlicher Stollen des Prettauer Kupferbergwerks. Die Abbildungen der Mundlöcher des Stollens auf alten Grubenkarten können auch Hinweiße auf die Auszimmerungsart und somit Charakter des anliegenden Terrains geben.

Bewegungsflächen, Störungen und Scherzonen im Gestein bildeten natürliche Auflockerungszonen, in denen der Vortrieb des Stollens wesentlich einfacher war und bis zu 10x schneller. Aus klüftigen Gestein konnten größere Stücke herausgeschlagen werden, bei weniger klüftigen Gestein muste mit schweren Gerät mühsam Block für Block herausgestemmt werden. 

Allerdings musste in Störungszonen auch der Stollen besser abgestützt werden, daher vergrößerte sich auch der Stollenquerschnitt, um Platz für die zusätzlichen Stützbauten zu schaffen. 

Trotz diesen Mehraufwands in der Sicherung des Tunnels lohnte es sich den Stollen bevorzugt entlang von Scherflächen oder entlang von lithologischen Grenzen anzulegen - die mittelalterlichen Stollen folgen daher oft tektonischen Strukturen. Außerdem konnte entlang von Scherflächen auch ein möglicher tektonischer Versatz oder Zerscherung des Erzkörpers rechtzeitig erkannt werden und der Stollenverlauf dementsprechend korrigiert werden. Um die Lagerung des Erzkörpers abzuschätzen wurden auch mehrere Stollen zeitgleich im Berg vorgetrieben.  Auf Grubenriss-Karten aus dieser Zeit erkennt man daher oft ein seltsames Zick-Zack-Muster der Stollen, das jedoch in der Tektonik des Gebirge begründet ist. Aus diesen Grubenkarten sollten sich im Laufe der Zeit die erstes echten geologische Karten entwickeln.
 

Auch noch nach  dem Aufkommen von Schwarzpulver im Bergbau im 17. Jahrhundert spielten die tektonischen Verhältnisse des Gebirge eine Rolle. Die Position der Sprenglöcher an der Ortsbrust war von der jeweiligen Lage der Inhomogenitätsflächen abhängig und auch heute noch spielen geologische Strukturen eine bedeutende Rolle im Tunnelbau (Fortsetzung).
 

Literatur:
 

JONTES, G. (2007): Das Schwazer Bergbuch als Quelle zur Montanvolkskunde. Geo.Alp, Sonderband 1.: 63-71

Alpine Mineralklüfte

Die Klüfte der Alpen sind berühmt für ihren Kristallreichtum. Meist handelt es sich um offene Zerrklüfte, die durch die tektonische Beanspruchung während der späten Phase der Alpenfaltung (von 20 bis 15 Millionen Jahre) entstanden sind. Ab einer Temperatur von 500-450°C reagieren Gesteine wie Gneise, Glimmerschiefer und Amphibolite nicht mehr deuktil sondern spröde auf tektonische Verformung (ab einer Tiefe von 15-3km). Durch die Dehnung des abgekühlten und daher spröden Gesteins kam es zur Bildung von Kluftspalten und Zerrklüften.

Abb.1. Rekonstruktion einer alpinen Kluft aus dem Granit des Zentralmassiv des Mont Blanc, mit Rauchquarz, seltener Fluorit, Chlorit breitet sich am Boden der Kluft aus - eine typische Mineralparagenese.

Die Klüfte verlaufen meist senkrecht zur Schieferung und sind meist einige Meter bis Zehnermeter lang und maximal zwei Meter breit. Meist sind Klüfte mit  derben Quarz aufgefüllt, sind sie allerdings breit genug kann ein Restraum offen bleiben, in denen Kristalle hineinwachsen können. Die Ausbildung der Klüfte und die anzutreffende Mineral-Paragenese sind stark vom Nebengestein abhängig. 

Abb.2. Rekonstruktion einer alpine Zerrkluft in Chloritschiefer mit typischer Mineral-Paragenese von Adular, Quarz und Chlorit.

Während der alpinen Metamorphose kam es zu Stofftransport mittels heißen Lösungen, bei Temperaturen um 600-100°C kristallisierten in den Hohlräumen die Lösungen zu neuen Kristallen aus. Adular, Albit, Calcit, Chlorit und Quarz kommen in vielen Klüften, auch unabhängig vom umgebenen Gesteinschemismus, vor – sie mache fast 80% der in einer Kluft zu findenden Mineralien aus. Charakteristische Kluftminerale sind weiters Aktinolith, Apatit, Ankerit, Dolomit, Epidot, Flourit, Hämatit, Titanit, Rutil und verschiedene Zeolithe (mehr als 140 verschiedene Mineralarten wurden in den Ostalpen nachgewiesen). Das Vorherrschen von Quarz, Feldspat und Karbonate, die bei 550-350°C auskristallisieren, lassen vermuten das die mesietn Klüfte bereits früh und sehr rasch ausgefüllt wurden. So liegt der Höhepunkt der Tauernkristallisation bei 25-20 Millionen Jahre.

Die Geologische Eroberung der Alpen: I. - Weil er da ist...

„Ich dachte über den rastlosen Eifer nach, welcher Männer auch die schrecklichsten Widerstände aushalten lässt. Keine Gefahr kann sie abhalten ... denn ein Gipfel kann die gleiche unausweichliche Anziehung wie ein Abgrund ausüben.“
Théophile Gautier, 1868

Am 6. Juni 1924, gegen Mittag, suchte der Geologe Noel Ewart Odell nach Fossilien, auf 8.100 m Seehöhe, in der Nähe des letzten Lagers auf dem höchsten Berg der Erde – Mount Everest - am selben Tag versuchten die beiden Bergsteiger Sandy Irvine und George Mallory den Gipfel zu erreichen. Mallory, der bei dem Versuch der Erstbesteigung zusammen mit Irvine umkam, soll auf die Frage des "Warum?" man unbedingt den Gipfel eines Berges bezwingen müsse, mit seiner berühmten "Weil er da ist..." geantwortet haben. Und weil er da ist... der Berg, faszinierte bereits Geologen.

Der Everest ist nicht der einzige Berg der aus fossilienführenden Gesteine besteht, auch viele berühmte Gipfel in den Alpen bestehen aus ehemaligen Meeresablagerungen. 

Abb.1. Geologisches Profil der Schweizer Alpen nach Albert Heim (1919). Die Gipfel bestehen aus Karbonatgestein und anderen Meeresablagerungen, wie auch die berühmte Eiger-Nordwand. Rot: Autochthones Kristallin des Aarmassiv, Blau: Decken des Helvetikum und Penninikum.

 
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. Auch fossile Haifischzähne wurden um 1600 als Reste von ehemaligen Meeresgetier erkannt, aber niemand konnte erklären wie die Versteinerungen aus dem Meer auf die Berge gehoben wurden.

In 1667 publizierte der Dänische Anatom und Naturwissenschaftler Niels Stensen (1638-1686) eine Geo-Theorie die diesen Widerspruch erklären konnte. Sedimente, mit ihren Fossilien, wurden im Meer abgelagert, durch Störungen der Erdkruste – verursacht durch Einbrüche von unterirdischen Hohlräumen – werden diese Schichten regelrecht herauskatapultiert. In den eingebrochenen Gräben sammelt sich Wasser und es kann sich neues Material ablagern - der Zyklus beginnt von vorne. Leider wurde Stensen Arbeit lange Zeit vernachlässigt und die Erklärung das Gesteine und Fossilien durch die biblische Sintflut entstanden und abgelagert wurde blieb populär bis ins frühe 19. Jahrhundert.

Der Geistliche Thomas Burnet (1635-1715) durchreiste während einer Studienreise auch die Alpen und blieb von den Bergen so tief beeindruckt, das er sie "wissenschaftlich" zu erklären versuchte. Zwischen 1680 und 1690 publizierte er “The Sacred theory of the earth...[]“, das eine allgemeine Abhandlung der Geschichte der Erde ist, aber auch einige "geologische" Erklärungen liefert.

 

Nach Burnet bildeten Berge sich als die Erdkruste durch die gewaltige Wucht der biblischen Fluten regelrecht zertrümmert wurde. Noch heute ragen die Reste, gleich Ruinen, in den Himmel. Kurioserweise beobachtet Burnet auch die frischen, wenig erodierten, Formen der Berggipfel und schließt daraus das die biblische Sintflut in historischen Zeiten stattgefunden hat.

Diese Idee wird auch vom großen Schweizer Naturforscher Johann Jakob Scheuchzer (1672-1733), der als einer der Ersten seine umfangreichen naturwissenschaftlichen Beobachtungen der Alpen publiziert, aufgegriffen. Große Falten, die in den Schweizer Alpen beobachtet werden können, erklärte Scheuchzer durch die gewaltigen Kräfte der biblischen Wasserfluten, die ganze Gesteinspakete verformten. Die Sintflut konnte somit nicht nur Fossilien, sondern auch Struktur und Aussehen der Berge erklären! 

Abb.3. Darstellung der Umgebung  des Urnersee aus Scheuchzer´s "Helvetiae Stoicheiographia" (1716).

Der naive Glauben in dieser doch im Grunde nichtssagenden Erklärung (von wo kam das Wasser, wo ging es hin... konnte nur durch ein göttliches Wunder erklärt werden) mag heute überraschen, man muss sich aber der damaligen (Un-)Kenntnisse im Klaren sein. Sedimentgesteine waren weit verbreitet in den Ebenen und dort schien eine Ablagerung durch Wasserfluten plausibel. Aber beinahe nichts war bekannt über die Gesteine der Gipfelregionen. Einer der ersten Naturkundler der geologische Beobachtungen in situ sammelte, war der Schweizer Alpinist Horace Benedict de Saussure (1740-1799). Als er  1787 den Gipfel des Mont Blanc erklomm, beobachtete er das dieser seltsamerweise aus granitischem Felsen bestand... Berge schienen komplizierter zu sein als angenommen 

Abb.4. Im 16-18. Jahrhundert werden die Alpen langsam von technischen und wissenschaftlichen Neuerungen erobert, in diesem Bild des Holländischen Künstlers C.D.Van der Hech sieht man einen Bergbau als Zeichen der Zivilisation, der fast schon im Widerspruch mit der unberührten Berglandschaft erscheint.
 
Literatur:

MacFARLANE, R. (2003): Mountains of the Mind - Adventures in Reaching the Summit. Random House Publishing, New York: 324