Hexenzauber und die Kleine Eiszeit

Der Begriff "Kleine Eiszeit" wurde um 1939 vom amerikanischen Glaziologen Francois Matthes (1875-1949)  benutzt um eine  Vorstoßphase  der nordamerikanischen Gletscher ab dem 13. Jahrhundert zu bezeichnen. Zeitgleich sind Gletschervorstöße auch in Skandinavien und den europäischen Alpen überliefert. Der Begriff wurde vom schwedischen Wirtschaftshistoriker Gustaf Utterström (1911-1985) später aufgegriffen, um eine Zeit, die in Mitteleuropa von politischen Unruhen, Völkerwanderungen Hungersnöten und Ausbreitung von Seuchen gekennzeichnet war, in einen klimatischen Zusammenhang zu stellen.
 


Die kleine Eiszeit wurde klimatisch in Europa durch eine generelle phasenweise Abkühlung gekennzeichnet. Die Ursache dieser Klimaverschlechterung ist unklar, sie fällt mit einer Phase verminderter Sonnenaktivität zusammen, ist aber auch von gesteigerten vulkanischen Tätigkeit (mit Höhepunkten um 1250-1500 und 1550-1700) gekennzeichnet.
 

Ab 1601 stößt in den Alpen das Mer de Glace vor und zerstört zwei Dörfer. Der deutsche Autor Martin Zeiller (1589-1661) beschreibt sehr plastisch das Vorrücken des Grindelwald-Gletschers:
 

"Es ist nicht weit davon der Orthen ein Capellen zu St. Petronel gewesen, dahin man vor alten Zeiten gewallfaret: Welchen Orth dieses Bergs Eygenschafft zum Wachsthumb seythero bedecked hat. Gestalt dann die Landleuthe dort herumb observiren und bezeugen, dass dieser Berg dergestalt wachse und seinen Grund oder Erden vor sich her schiebe, dass wo zuvor eine schöne Matten oder Wiesen gewesen, dieselbe davon vergehe und zum rauen wüsten Berg werde;…"
 

Nicht nur in Chroniken, auch in den Mythen der Alpen haben diese Gletschervorstöße ihre Spuren hinterlassen. Die Sage, das Gletscher Frevler und Übermütige unter sich begraben, ist weit verbreitet in den Alpen und lässt sich bis ins Jahr 1700 zurückverfolgen.
 

Besonders wurden die Menschen aber durch eine Häufung von Extremwetterereignissen getroffen. Überflutungen, Muren, Sturm, Hagel und Frost konnten Haus und Hof zerstören, schlimmer noch die Ernte eines gesamten Jahres vernichten, was wiederum zu Teuerung,  Hungersnöte und Seuchen führte.
In dieser schwierigen Zeit beobachtet auch das Aufkommen einer neuen Art des Aberglaubens - im 14. zum 15. Jahrhundert kommt die Idee verstärkt auf, dass Hexen "Hagel machen" und den Kühen die "Milch stehlen". 

In einer Chronik die in der Bayerischen Staatsbibliothek aufbewahrt wird, heißt es wörtlich:
 

"1445 In diesem Jahr war ein sehr großer Hagel und Wind als vor nie gewesen, thät großen Schaden, ihro wegen fing man allhier etliche Weiber, welche den Hagel und Wind gemacht haben sollen, die man auch mit Urthel und Recht verbrennt."
 

Abb.1. Zwei Hexen bei der Zubereitung eines Hexensuds zur Erzeugung von Hagel und Unwetter, Holzschnitt aus "De laniis et phitonicis mulieribus" (1489), ein Pamphlet verfasst vom deutschen Jurist Ulrich Molitor (1442-1508).
 

"Anno 1626 den 27. May ist der Weinwachs im Frankenland im Stift Bamberg und Würzburg aller erfroren wie auch das liebe Korn, das allbereitt verblüett... das bei Manns Gedenken nit geschehen und eine große Theuerung verursacht... Hierauf ein großes Flehen und Bitten unter dem gemeinen Pöffel, warum man solange zusehe, das allbereit die Zauberer und Unholden die Früchten sogar verderben."
Chronik der Familie Langhans, Zeil (Franken)

Schadenszauber was schon in der Antike ein beliebter Anklagepunkt für angebliche Zauberer, allerdings sieht man jetzt darin eine regelrechte Teufels-Verschwörung. Der Historiker Wolfgang Behringer argumentiert, dass die Hexenverfolgung im Mittelalter  indirekt vom Klima beeinflusst wurde. Das gehäufte Vorkommen von Unwettern und Kälteeinbrüche demoralisierte den gemeinen Pöbel, der entschlossenes Handeln von der lokalen Obrigkeit verlangte - eine Antwort war die vermuteten Verursacher der Unwetter - die Hexen - einzufangen und abzuurteilen.

„Wenn ihre Teufelskunst und Zauberei nicht an den Tag gekommen wäre, hätten sie vier Jahre kein Wein und Getreide wachsen lassen, wodurch viele Menschen und Vieh an Hunger gestorben wären und ein Mensch den anderen hätte fressen müssen. Gott, der Herr, hat dies nicht geschehen lassen wollen und an den Tag gebracht, so daß über 1.200 sind verbrannt worden und werden noch täglich viele verhaftet und verbrannt. Auch haben sie gestanden, da sie giftige Nebel gemacht haben, so daß viele Menschen und Tiere haben sterben müssen. Durch ihre Teufelskunst haben sie den Menschen auch große Krankheiten gebracht und Apfel, Birnen und das Gras auf den Wiesen verdorben....[]… (Zwei Bürgermeister) haben bekannt, daß sie viel schreckliche Wetter und große Wunder gemacht, so daß viele Häuser und Gebäude eingeworfen und viele Bäume im Wald und Feld aus der Erde gerissen wurden... 
Es sind auch etliche Mädchen von sieben, acht, neun und zehn Jahren unter diesen Zauberinnen gewesen. Zwanzig sind hingerichtet und verbrannt worden...[]... Besonders verwunderlich ist, daß solche kleinen Kinder Donner und Blitz zuwege bringen können.“
Aus den Chroniken der Hochstifte Bamberg und Würzburg, 1626-30
 

In der zweiten Hälfte des 14. Jahrhunderts beginnt die Inquisition Gericht zu halten, zuerst in Südfrankreich, Norditalien und der südwestlichen Schweiz - wobei die Inquisition am Anfang eine Antwort der Kirche auf die Ketzerbewegungen der Katharer und Waldenser war.  Im Laufe des 15. Jahrhunderts breiten sich die Prozesse aus, ab 1430 kommt es zu einem Übergang von der Anklage der allgemeinen Zauberei zu der der Hexerei. Vor allem in den Gebieten der heutigen Schweiz, Österreich, Polen und Deutschland kommt es zu zahlreichen Prozessen von Seiten der weltlichen Gerichte mit anschließenden Todesurteilen. 

Die Anklage des Schadenszaubers und Manipulation des Wetters spielt dabei eine wesentliche Rolle, auch weil es sich um ein "konkretes Verbrechen" handelte, im Unterschied zu anderen Hexenverbrechen, wie Besuch eines Hexensabbat oder Teufelsbuhlschaft, die schwer nachzuweisen waren und außerdem selbst von den meisten Zeitzeugen mehr als Ammenmärchen denn als Tatsachen angesehen wurden.

Teilweise antworteten die Angeklagten selbst mit Galgenhumor auf die ihnen vorgeworfenen Missetaten. Im Jahre 1595 wurde in der Brixner Gegend der Bauer Christoph Gostner der Wettermacherei angeklagt, darauf versuchte er das Gericht zu überzeugen, dass er nur in bester Absicht handelte und die ankommenden Unwetter ablenkte…
 
"Zurück nach hinten getrieben auf das höchste Gebirge, wo kein Hahn kräht, kein Heu gemäht wird, wo kein Ochs liegt und keine Blume blüht, dass es niemanden einen Schaden antue, und wie er glaubte, wurde der Schauer so gleich zu bloßem Wasser"
 
Auf die Gegenfrage, wieso er dann ein kürzlich stattgefundens verheerende Unwetter nicht verhindert hätte, antwortete der Schelm, dass er es wohl verschlafen habe und "betrunken gewesen [sei] dieselbige Nacht".
 
Die Hexenverfolgung nahm während einer milderen Klimaphase zwischen 1520 - 1560 ab, um anschließend zwischen 1560 und 1660 einen Höhepunkt zu erreichen. Die kleine Eiszeit erreicht ihren Höhepunkt um ungefähr 1680 - 1730, in den Alpen kam es zwischen 1550-1560 und 1580-1600 zu kalten Frühjahren und Auflassung von Almen.
 

Abb.2. Die Europäische Hexenverfolgung erfolgte zwischen 1430-1780, mit Höhepunkten zwischen 1560-1580, 1600-1618 und 1626-1630.

Zu vereinzelten Hexenprozesse kommt es noch zwischen 1715-1722 im Königreich Bayern, im Schweizer Kanton Zug (1737-1738) und in Würtenberg und Würzburg (1746-1749). Die letzte deutsche Hexe wurde in 1775 hingerichtet, die letzte europäische Hexe in 1782. 
Die kleine Eiszeit endet dann auch um 1850.
 

Natürlich spielen bei der Hexenverfolgung soziale Faktoren eine wesentlichere Rolle und das Klima war eher ein Schrittmacher als der Auslöser. In Gebieten mit einer zentralistischen Regierung und einheitlichen Gesetzgebung waren Hexenprozesse zum Beispiel weitaus seltener, da der Gesetzgeber überzeugende und daher schwer zu beschaffende Beweise der Hexerei verlangte. Im ländlichen Raum waren die zuständigen Behörden außerdem eher gewillt den Willen des Volkes nach einem Sündenbock in Menschengestalt nachzugeben. Politische und soziale Krisen und Kriegszeiten (so fällt der Höhepunkt der Hexenprozesse in Deutschland mit dem Höhepunkt des Dreißigjährige Krieg von 1618 bis 1648 zusammen) - spielen auch eine Rolle in der Bereitschaft die Hexerei bis zur letzten Konsequenz - der Hinrichtung - nachzugehen, so waren teilweise den Behörden die Hexenprozesse zu teuer und ihr - vermuteter - Nutzen zu gering um überhaupt eine systematische Hexenverfolgung zu initiieren. Ab Mitte des 17. Jahrhunderts verlieren die Hexenprozesse schließlich mehr und mehr an "ideologischem Hintergrund" bis zur vollständigen Einstellung der Verfahren.

Literatur:

BEHRINGER, W. (1998): Hexen: Glaube, Verfolgung, Vermarktung. Beck´sche Reihe Nr. 2082: 115
BEHRINGER, W. (1999): Climatic Change and Witch-hunting: the Impact of the Little Ice Age on Mentalities. Climatic Change, Vol.1(1): 335-351
BEHRINGER, W.; LEHMANN, H. & PFISTER, C. (eds.) (2005): Kulturelle Konsequenzen der "Kleinen Eiszeit" - Cultural consequences of the "Little Ice Age". Veröffentlichungen des Max-Planck-Institus für Geschichte, Band 212 : 521
BEHRINGER, W. (2007): Kulturgeschichte des Klimas - Von der Eiszeit bis zur globalen Erwärmung. C.H. Beck-Verlag, München: 352
BÜNTGEN, U. et al. (2011): 2500 Years of European Climate Variability and Human Susceptibility. Science Vol. 331: 578-582
FAGAN, B.M. (2000): The Little Ice Age: How Climate Made History, 1300-1850. Basic Books, New-York: 246
GLASER, R. (2008) : Klimageschichte Mitteleuropas - 1200 Jahre Wetter, Klima, Katastrophen. Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt, 2. Auflage: 264

JÄGER, G. (2008): Fernerluft und Kaaswasser - Hartes Leben auf den Tiroler Almen. Universitätsverlag Wagner, Innsbruck: 240

Mount St. Helens - Der Vulkan lebt

Der Ausbruch des Mount St. Helens am 18. Mai 1980 war durch eine überrasschende Varietät von vulkanischen Phänomenen begleitet - eine Stein- und Glutlawine überdeckte mehr als 60 Quadratkilomter und verbrannte fünfzehn. Mehr als 550 Quadratkilomter von dichten Douglas-Tannen Wald wurden durch die Druckwelle der Eruption niedergemäht und die äusseren Zonen durch heißen Gase, Schlammströme und Aschefall beeinflusst.
 

Vor der Eruption wurden in den Lebensräumen rund um den Krater 286 Pflanzenarten gezählt, danach war nur noch eine graue Mondlandschaft übrig.
 

Die vulkanischen Ablagerungen wiesen völlig unterschiedliche geologische Eigenschaften als die vorherigen Böden auf - stark wasserdurchlässig mit einem sauren pH, schutzlos der gleissennden Sonne ausgesetzt - und doch, bereits ein Monat später wurden di ersten Pflanzen auf den Vulkanablagerungen entdeckt. 
Die Beobachtungen am St. Helens stellten einige Ansichten der klassischen Pflanzen-Sukzession, wie sie bei Besiedelung von Ödland erwartet wurde, in Frage: die theoretische langsame Abfolge von Pionierarten zu Arten einer Klimax-Gesellschaft fand so nicht statt. Zufällig eingebrachte Samen konnten sich rasch entwickeln. Anspruchsvollere Arten kamen so früher auf, anspruchslos Arten wie Moose spielten dagegen eine geringere Rolle. Arten verschiedener Pflanzengemeinschaften traten daher zusammen auf. 
Überlebende Individuen, Wurzeln und Samen in der Erde, und Überbleibsel der vorherigen Vegetation, wie die zahlreichen Baumstämme, spielten eine entscheidende Rolle, die Natur musste nicht komplett neu beginnen sondern konnte auf diese „legacies“ zurückgreifen. Um die 20 Pflanzenarten allein hatten in der verwüsteten Zone überlebt und von der weiteren, unbeeinflussten Umgebung wanderten schon bald weitere Pionierarten hinzu. So entwickelte sich die Vegetation in den Zonen in denen die Stämme liegen gelassen worden waren schneller und wies auch eine höhere Artenzusammensetzung auf. .

Literatur:
 

DALE, V.H. & ADAMS, W.M. (2003): Plant reestablishment 15 years after the debris avalanche at Mount St.Helens, Washington. The Science of the Total Environment 313: 101-113

Georg Pawer - Vom Wesen des Ausgegrabenen

Georg Pawer, besser bekannt als Georgius Agricola, wurde am 24 März 1494 in der sächsischen Stadt Glauchau geboren. Als Sohn einer wohlhabenden Kaufmannsfamilie konnte er es sich leisten zwischen 1514-1518 ein Theologie-Studium an der Universität  Leipzig zu absolvieren. Nach dem ersten Studienabschluss unterrichtete er eine Zeitlang in Zwickau, um nach 1522 in Leipzig, Bologna und Padua Medizin und Philosophie zu studieren. 

Zwischen 1524 und 1526 kümmerte er sich in Venedig um die Herausgabe von antiken griechischer Schriften zur Medizin und begann sich auch um die beschriebenen Medizinrezepturen, die teils auf mineralischer Basis beruhen, zu interessieren.
 
Im Jahre 1527 fand er eine Stelle als Stadtarzt im heute tschechischen Jàchymov, eine Stadt die in einem Gebiet mit bedeutenden Silbervorkommen lag - hier konnte Agricola seine mineralogischen Interessen vertiefen. In 1530 publiziert er "Bermannus sive de re metallica" in dem er die damalige Bergbautechnik und Erzgewinnung beschreibt - und auch "moderne" medizinische Rezepturen mit Mineralien.
 

In einem seiner wichtigsten Werke, "De natura fossilium" (1546)  - vom Wesen des Ausgegrabenen -  fasst er das gesamte Wissen zur damaligen Zeit über Mineralien und andere, aus der Erde gegrabenen Artefakte, zusammen.
 

Aber erst in 1556, kurz nach seinem Tod, erschien sein bedeutendsten Werk, "De re metallica libri XII":

 Abb.1. De Re Metallica Libri XII, in einer Ausgabe von 1657

"Der einfache Bergmann glaubt deshalb an die Brauchbarkeit der Wünschelrute, weil die Rutengänger manchmal Gänge durch Zufall finden. Aber viel öfter wenden sie die Mühe vergeblich auf.. Der wahre Bergmann benutzt … den Zauberstab nicht.. sondern er beachtet ... die natürlichen Kennzeichen der Gänge"

Das Buch reicht weit über die Beschreibung des Verlaufs und Erkennens von mineralienführenden Gesteinen hinaus und galt über 200 Jahre lang als eine der vollständigsten Darstellungen des Mittelalterlichen Hüttenwesen und Bergbautechnik die je verfasst wurden.

William Smith und der Versteinerte Code

"Ich spreche mit Dankbarkeit über die praktische Lektionen, die mir Mr. Smith erteilt hat. Als ich in seinen Fußstapfen, seine Karten in der Hand, durch Wiltshire und die Nachbar-Counties ging, wo er fast 30 Jahre zuvor unterwegs gewesen war, lernte ich die Anordnungen unserer oolothischen Schichten kennen … Ich appelliere an jene klugen Männer, die Kraft und die Zierde dieser Gesellschaft bilden, .. zunächst, ehe wir über die Leistung irgendeines anderen Mannes nachdenken, den Vater der englischen Geologie zu ehren."
Professor Adam Sedgwick 1831 in einer Rede vor der Geological Society of London anlässlich der erstmaligen Verleihung der Wollaston-Medaille an William Smith.

William Smith wurde am 23. März 1769 im Dorf Churchill (Oxfordshire) geboren.  Aus einfachen Verhältnissen stammend, interessierte er sich bereits früh für Fossilien und erlernte später den Beruf des Landvermessers. In dieser Rolle kümmerte er sich auch viel um baugeologische Probleme - Verlauf und Profilierung von Kanälen und Straßen, Entwässerung von Land und Stollen in Bergbaugebieten. In den Kohleminen bemerkte er, dass die wertvollen Kohleflöze immer in einer charakteristischen Gesteinsabfolge angetroffen wurden - unter der Kohle findet man einen grauen Lehm (der ehemalige Boden des Karbon-Sumpfes),  über der Kohle marine Ablagerungen (wenn der Karbon-Sumpf überflutet und von jüngeren Sedimenten überdeckt wurde).
 

Seine große Leidenschaft für Fossilien ließ ihn auch einen charakteristischen "Code" der versteinerten Überreste ehemaliger Tiere und Pflanzen in den Gesteinen erkennen - ein wichtiger Schritt um auf geologischen Karten die Gesteine anhand ihrer relativen Alter zu unterscheiden.

In 1815 publizierte er die erste großmaßstäbliche geologische Karte und im darauffolgenden Jahr "Strata - Identified by organized Fossils", sein Buch wo er das Prinzip der Faunenabfolge vorschlug - ähnliche Gesteinsarten können durch ihren Fossiliengehalt unterschieden bzw. Gesteinsaufschlüsse über weite Strecken miteinander in Bezug gebracht werden.

Literatur:

SMITH, W. (1816-1819). Strata identified by organized fossils, containing prints on coloured paper of the most characteristic specimens in each stratum. London: W. Arding.
WINCHESTER, W. (2001). The Map that Changed the World: William Smith and the Birth of Modern Geology. New York: Harper Collins.

Das Geheimnis der Erdbebenlichter - Gelöst ?

Mulder: Sie glauben so fest an ihr Wissenschaft, Scully. Aber die Dinge, die ich gesehen habe gibt es in ihrer Wissenschaft gar nicht.
Scully: Nichts kann im Widerspruch zur Natur existieren, sonder nur im Widerspruch zu dem, was wir darüber wissen. Und an dem Punkt werden wir anfangen. Dort gibt es Hoffnung.
Akte X, 1996

Erdbebenlichter sind seltsame Leuchterscheinungen die kurz oder während eines Erdbebens auftreten sollen und unterschiedlich beschrieben werden - von weiß-rötlich-blauen diffusem Licht zu Wolken oder Streifen an Himmel zu konkreten "Lichtkugeln"  mit rötlich-weißer Farbe. 

Dokumentiere Augenzeugenberichte reichen mehrere hundert Jahre zurück. Der Irische Ingenieur Robert Mallet (der die seismischen Zonen im Mittelmeer erkannte) publizierte zwischen 1851 und 1855 einen Katalog in dem er solche Leuchtphänomene sogar bis zurück ins Jahr 1606 vor Christus datierte (wobei er Beschreibungen von "Feuersäulen" als Erdbebenleuchten interpretierte). Der frühe Geologe James Hutton berichtet von einem Erdbeben um 1888 bei Christchurch (Neuseeland), wo verschiedene "Leuchterscheinungen" beobachtet wurden - wobei Hutton allerdings keinen Zusammenhang zwischen beiden Phänomene  sieht. 

Der Italienische Naturforscher Ignazio Galli verfasst um 1910 schließlich eine erste Klassifizierungsmethode für Erdbebenlichter.
 

Da lange Zeit jedoch nur Geschichten vorlagen, wurden Erdbebenlichter von Seismologen mehr als Folklore denn als reales Phänomen angesehen.
 

Im Jahre 1973 präsentierte der japanische Geologe Yutaka Yasui neben einer Sammlung von Augenzeugenberichten allerdings erstmals Fotos, die rote und blaue Farbstreifen am Himmel über der japanischen Stadt von Matsushiro zeigten und die zeitgleich mit einem Schwarm kleinerer Beben auftraten. Weitere Fotos folgten, so dass zumindest die Existenz von Erdbebenlichtern heutzutage als gesichert angenommen werden kann. 

Abb.1. Einige der seltenen Fotografien die als echt angesehen werden, Erdbebenlichter beim japanischen Vulkan Kimyo, aufgenommen im September 1966 und die erste publizierte Fotografie des japanischen Geologen Y. Yasui - die Bilder wurden während einer Serie von Erdbeben zwischen 1965-1967, die die japanische Präfektur Nagano trafen, aufgenommen.

Allerdings scheinen Erdbebenlichter nicht unbedingt mit einzelnen Erdbebenereignissen zusammenzuhängen. Leuchtphänomene wurden hunderte Kilometer entfernt vom Epizentrum des Erdbebens und auch Monate vor dem eigentlichen Ereignis beobachtet. 

Bereits sieben Monate vor dem Erdbeben von L´Aquila (6. April 2009) wurden seltsame Lichterscheinungen am nächtlichen Himmel beobachtet bzw. sogar fotografiert, wobei eine große Anzahl sich allerdings im Nachhinein als Planet Venus entpuppten. Als wahrscheinliche "echte" Erdbebenlichter blieben immerhin Berichte von diffusen Wolken, Flammen und Blitze, sowie "Feuersäulen" während des eigentlichen Erdbebens, übrig.

Abb.2. Angebliches Erdbebenlicht das 30 Kilometer südlich von L´Aquila aufgenommen wurde, beinahe ein Jahr (!) vor dem eigentlichen Erdbeben. Das Bild zeigt die andere tyische Erscheinungsform die Erdbebenlichter annehmen können, als "schwebende Feuerkugeln", aus FIDANI 2010.
 
Zurzeit gibt es noch keine befriedigende Erklärung wie es zu diesen Erscheinungen kommen könnte. Die plausibelste klingende Arbeitshypothese nimmt an, dass es sich um einen elektromagnetischen Effekt handelt. Dazu würde passen, dass Augenzeugen von Störgeräuschen bei Funkverbindungen berichten und sogar elektrische Glocken von Telefonen bei Erdstößen zu läuten beginnen bzw. ein Knistern in der Luft zu hören ist. Elektrische Felder oder geladene Teilchen regen - so die Theorie - Luftmoleküle an, das resultierende Plasma erscheint dem Augenzeugen als Leuchterscheinung.
 

Eine jetzt veröffentlichte Studie (THERIAULT et al. 2013) hat die wesentlichen Beobachtungen und Theorien zu diesen Erdbebenlichtern nochmals zusammengefasst und das Verhältnis tektonische Störungen - Leuchterscheinungen untersucht.
 

Gesteine sind normalerweise Isolatoren und leiten keinen elektrischen Strom der nötig ist um ein Feld aufzubauen oder Ionen zu erzeugen. Werden Gesteine unter Druck gesetzt, bzw. bei tektonischen Bewegungen verformt, kommt es zu einem piezoelektrischen Effekt der einen schwachen Stromfluss erzeugen kann. Allerdings ist dieser Stromfluss vernachlässigbar klein.
 

Der deutschstämmige Physiker Friedemann T. Freund publizierte in 1993 die "p-Hole-Theory" die eine effektivere (wenn auch hypothetische) Möglichkeit beschreibt.
Durch tektonische Verformung kommt es zu Gitterfehlstellen in den Quarzkristallen von Gesteinen. Diese Fehlstellen konzentrieren sich entlang der Kristalloberfläche, wo diese "elektrischen Löcher" vorbeiziehende Atome ionisieren. Diese so gebildeten freien Ionen wandern entlang von Störungszonen zu Oberfläche, wo sie aufsteigen und letztendlich die Luftmoleküle ionisieren können - ein Plasma entsteht.

Dazu würde passen das Leuchterscheinungen - so die neue Studie - eher an steilstehenden Störungssysteme (die vielleicht die vertikalen Bewegung der Ionen erleichtert) und an kristallinen (quarzreichen) Gesteinen gebunden zu sein scheinen. Die Leuchterscheinungen treten bevorzugt entlang von Störungssystemen auf, wie sie in Grabenbrüchen und bei Seitenverschiebungen zu finden sind. Im Jahre 1911 wurde zum Beispiel ein Erdbeben bei Ebingen von Leuchterscheinungen begleitet, die sich entlang des östlichen Abhangs des Rheingrabens und im kleineren Hohenzollern Graben konzentrierten.
 

Die Studie scheint einige Punkte früherer Theorien zu bestätigen, ist aber bei weitem nicht eindeutig. 

Wie die Autoren selbst einräumen, ist es schwer von mündlichen Beschreibungen allein eindeutig zu bestimmen, ob es sich um ein "echtes" Erdbebenlicht handelt oder um etwaige Fehlinterpretationen durch den Augenzeugen (z.B. Sterne, Brände, gewöhnliche UFO). Erdbebenlichter werden auch sehr (zu sehr?) unterschiedlich beschrieben, von einfachen diffusen Verfärbungen zu Kugelblitzen zu Feuersäulen, möglicherweise werden hier unterschiedlichste Phänomene, die nichts mit seismischer Aktivität zu tun haben, in einen Topf geworfen. 

Weiteres scheint es seltsam, das ein Phänomen das in Zusammenhang mit Zusammenpressen von Gesteinen steht, gerade in tektonischen Regimes auftreten soll, die durch divergente Kräfte gekennzeichnet werden.
 

Literatur:
 

FIDANI, C. (2010): The earthquake lights (EQL) of the 6 April 2009 Aquila earthquake, in Central Italy. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 10: 967-978
TRAUFETTER, G. (2003): Blitze aus dem Boden. Der Spiegel 42: 204-207

Das Geheimnis der Geißberger

"Noch starrt das Land von fremden Zentnermassen;
Wer gibt Erklärung solcher Schleudermacht?
Der Philosoph, er weiß es nicht zu fassen,
Da liegt der Fels, man muß ihn liegen lassen,
Zuschanden haben wir uns schon gedacht. –
Das treu-gemeine Volk allein begreift
Und läßt sich im Begriff nicht stören;
Ihm ist die Weisheit längst gereift:
Ein Wunder ist's, der Satan kommt zu Ehren."

Mephistopheles in Goethes "Faust - Der Tragödie zweiter Teil" (1832)

In weiten Teilen Europas und Nordamerikas können einzelne, große Blöcke gefunden werden, deren Gesteinsart sich stark von der Umgebung unterscheidet wie z.B. Granitblöcke die auf Sedimentgestein aufliegen. 

Mythen und Legenden ranken sich um diese seltsamen verirrten Blöcke.  Einst – so eine der unzähligen Geschichten - versprach ein habgieriger Bauer dem Teufel seine Seele, falls der es schaffe in nur eine Nacht eine Mauer um seine Ländereien zu errichten. Der Leibhaftige machte sich flugs an die Arbeit, und schon bald wurde dem Bauer Angst und Bange und er bereute seine törichte Wette. Er rannte zum hiesigen Pfarrer, der zum Glück guten Rat wusste. Gerade als der Teufel den letzten Felsblock heranflog und am Horizont bereits die Morgenröte heranbrach, läutete er die Kirchenglocke und dem Teufel entglitt vor lauter Schrecken der Felsblock, der vom Himmel stürzte - und da liegt er noch heute.

In Skandinavien wurden die Findlinge als “Wurfsteine der Riesen“ bezeichnet. Um Grenzstreitigkeiten aus dem Weg zu räumen bewarfen sich die Trolle (die laut norwegischen Legenden schon mal haushoch wurden) schon mal mit Felsbrocken oder bauten (Moränen-)Wälle um sich zu schützen.

Tatsächlich rätselten auch angesehene Naturforscher lange Zeit was es mit den erratischen Blöcken denn nun auf sich hatte. Die frühesten Beschreibungen von Findlingen stammen vom Historiker Karl Nicolaus Lange (1670-1741) und dem Mediziner Lars Roberg (1664-1742), die sich allerdings darauf beschränkten die Blöcke als seltsame Sehenswürdigkeiten in ihren Reiseerzählungen zu erwähnen.

Die Schweizer Mediziner und Naturforscher Louis Bourget (1678-1740) und Moritz Anton Cappeler (1685-1769, der auch ein viel beachtetes mineralogisches Werk publizierte) ließen die Steine einfach vom Himmel fallen*. Der Geologe JeanAndré Deluc (1727-1817, der auch den Begriff Geologie in den allgemeinen Gebrauch als Wissenschaft der Erde einführte) und der Ingenieur Johann Esaias Silberschlag (1721-1791) vermuteten das heftige unterirdische Gaseruptionen die Blöcke durch die Luft schleudern konnten. Der Französische Naturforscher Dolomieu (1750-1801) erklärte die Verteilung der Blöcke als Reste einer erodierten Gesteinsfläche.

Der Schweizer Naturforscher Gottlob Sigmund Gruner (1717-1778) publizierte zwischen 1760 und 1762 sein Werk „Die Eisgebirge des Schweizerlandes“ wo er richtigerweise den Herkunftsort der rätselhaften Felsblöcke, die überall in den Alpenvorland gefunden wurden, in den Alpen selbst vermutete (er bezeichnet die Blöcke als  Geißberger, da sie aus den Geißbergen stammen). 

Der Schweizer Naturforscher Horace Benedict de Saussure (1740-1799) formulierte daraufhin eine der überzeugendsten Erklärungen – eine gewaltige Flut, vielleicht auch die biblischen Flut –hatte die Blöcke aus den Bergen mitgerissen und sie auf den flachen Ebenen abgelagert. Diese Hypothese passte zu den Beobachtungen von zeitgenössischen Überflutungen die durch Ausbrüche von Gletscherseen große Schäden in den Alpentälern verursachten. Im Winter 1817/18 brach ein 2 Kilometer langer und 60 Meter tiefer Stausee aus, der durch einen Eisfächer des Giétroz-Gletscher aufgestaut worden war. Im Sommer 1818 brach der Fluss Dranse abermals durch den natürlichen Damm und noch im 44 Kilometer entfernten Rhonetal fand man große Granitblöcke die die Flut mitgerissen hatte. 

Abb.2. Der Naturforscher Escher von der Linth (1767-1823) zeichnet im Jahre 1818 den natürlichen Eis-Staudamm der die Dranse aufstaute als Beispiel dafür wie plötzliche und heftige Sturzluten im Gebirge entstehen können.

Der große Geologe Leopold von Buch (1774-1853) war einer der wichtigsten Anhänger dieser „Fluthypothese“ und blieb es auch bis zu seinem Lebensende. Die  weite Verbreitung der Findlinge erklärte er durch den Ausbruch großer Seebecken in den Alpen, die Flut beförderte Blöcke ins Alpenvorland. Die Verbreitung bestimmter Gesteinsarten erklärte er durch Strömungsänderungen in der schlammigen Flut (heute werden die verschiedenen Herkunftsorte der Findlinge benutzt um Einzugsgebiete und Ausdehnung der ehemaligen Gletscher zu rekonstruieren). 

Um 1830 kam eine abgeänderte Version der Fluthypothese auf – da klar wurde das besonders große Findlinge auch von einer noch so gewaltigen Flut nicht bewegt werden konnten und sich auch die Hinweise auf ehemalige Klimaveränderungen häuften, nahm man an das die Blöcke in Eisbergen eingefroren waren. Stieg das Wasser, schwammen die Eisberge obenauf, sobald sie schmolzen lagerten sich die Blöcke ab.

Abb.3. aus Bristow, H.G. (1872): The world before the deluge zeigt eine der gängigen Hypothesen um die erratischen Blöcke zu erklären. Nachdem klar wurde dass auch Flutwellen schwerlich in der Lage sind besonders große Findlinge zu transportieren, wurde als Alternative die Eisdrifthypothese formuliert - Eis um die Blöcke würde es dem Wasser wesentlich erleichtern die schweren Steine zu transportieren.

*(die Lenape- oder Delaware-Indianer vom Gebiet der großen Seen in Nordamerika kennen Findlinge als "pamachapuka" - die Steine vom Himmel)

Literatur:

SEIBOLD, E. & SEIBOLD, I. (2003): Erratische Blöcke-erratische Folgerungen: ein unbekannter Brief von Leopold von Buch von 1818. Int. J. Earth Sci. (Geol. Rundschau) 97: 426-439

Die Geheimnisvolle Genese des Granits

"Im Inneren des Erdballs hausen geheimnisvolle Kräfte, deren Wirkungen an der Oberfläche zutage treten: Als Ausbrüche von Dämpfen, glühenden Schlacken und neuen vulkanischen Gesteinen, als Auftreibungen zu Inseln und zu Bergen."
Alexander von Humboldt

Am Ende des 19 Jahrhunderts, nach dem ide(ge)ologischen Sieg des "Plutonismus", wurde klar das magmatischen Gesteinen aus der  "feurigen Tiefe der Erde" stammen mussten. Allerdings ergab sich jetzt ein neues Problem - die große Gesteinsvarietät - von dunklen "basischen" Basalten zu hellen "sauren" Granitgestein - war schwer mit einer vergleichbaren Varietät im Erdinneren zu erklären.

Abb.1. Beispiel von "Brixner Granit" - links Pegmatitgang mit großen (hier chloritisierten) Glimmerplättchen und derben Quarzaggregat, rechts - typisches Granitgefüge mit kleinen Kristallen von Feldspat, Quarz und Glimmer.

Eine gängige Idee zur damaligen Zeit war, dass sich die verschiedenen magmatischen Gesteine durch Aufschmelzung bereits vorhandener Gesteine bildeten - vor allem die seltsame Zusammensetzung und Verbreitung des Granits (der zumeist auf Kontinenten gefunden wird) schien damit erklärbar. Der französische Geologe P.T. Virlet d´Aoust prägte in 1847 sogar den Begriff "Granitisierung" um diese Denkschule zu charakterisieren. Alle Granit-Varietäten (die sich deutlich von den "basaltischen" Gesteinen des Erdmantels unterscheiden) bildeten sich durch mehr oder weniger starke Aufschmelzung und chemischen Austausch in festem Zustand (Metasomatose) von anderen Gesteinen. Allerdings hatte diese Hypothese zwei große Schwachpunkte:

-    Eine graduelle Diffusion von Elementen zwischen Schmelze und aufzuschmelzendes Gestein konnte nicht die oft scharfe Grenze zwischen Granit und Umgebung erklären.
-    Die benötigten Energiemengen erschienen außerordentlich hoch und die Diffusion im teilweise aufgeschmolzenen oder gar festen Gestein vernachlässigbar klein.

Eine alternative war die "Magmatisierung", die davon ausging das unterschiedliche Schmelzen unterschiedliche Gesteine ausbilden konnten, wobei das erwähnte Problem der "Variabilität" durch unterschiedliche Ansätze überwunden wurde.

Der deutsche Chemiker Robert Wilhelm Bunsen (bekannt durch den "Bunsen-Brenner") schlug in 1851 vor das es grundsätzliche nur zwei Magmatypen auf der Erde gab - den basischen "Pyroxenit" und den sauren "Trachyt", die aus verschiedene Tiefen der Erdkruste aufsteigen. Dabei kann es zu einer Mischung der beiden Magmatypen kommen, die somit auch die restlichen intermediären Lavatypen bilden können ("Über die Processe der vulkanischen Gesteinsbildung Islands").
 

Abb.2. Idealisierter Querschnitt durch die Erdkruste, aus Emile With "L´Ecorce terrestre" (1874), die die damalige Vorstellung des schaligen Erdaufbaus gut darstellt. Konzentrische Schalen aus unterschiedlichen Magmatypen konnten laut einigen Geologen die unterschiedliche chemische Zusammensetzung von Vulkangesteinen erklären - je nachdem wo die Wurzelzone eines Vulkans lag dominierten basische oder saure Eruptivgesteine.

Diese Hypothese schien durch die Entdeckung von Andesiten und Daciten in den San-Juan-Bergen (Colorado) bestätigt zu werden. Der amerikanische Geologe Larsen beschrieb hier in 1938 große Plagioklas-Kristalle die in einer feinkörnigen Matrix mit völlig unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung eingebettet waren. Für Bunsen schien es klar dass die Kristalle nachträglich in die Laven eingemischt wurden.

Geologe Charles Darwin hatte auf seine fünfjährigen Reise um die Welt am Bord der "Beagle" viel Zeit und viele Gelegenheiten um vulkanische Gesteine zu studieren und über sie nachzudenken:

"Die größten Schwierigkeiten die Geologen erfahren, wenn sie versuchen die Zusammensetzung der vulkanischen und plutonischen Gesteine zu vergleichen, kann, so denke ich, überwunden werden, wenn man, wie ich glaube, annimmt dass die meisten plutonischen Massen zu einem gewissen Zeitpunkt, und in einem gewissen Ausmaß, ihre verhältnismäßig schweren und leicht lösbaren Elementen verloren haben, die [dann] die Trapp- und Basaltlaven bilden."
"Geological Observations on the Volcanic Islands" (1844)

Hier schlägt Darwin eine erste Art von magmatischer Differentiation vor. Kristalle fällen sich aus dem Magma aus und sinken der Schwerkraft folgend auf den Grund der Magmakammer, die restliche Schmelze verarmt an gewissen Elementen die in diese Kristalle eingebaut wurden. Damit können sich aus einem Stamm-Magma unterschiedlichen Schmelzen und Gesteine bilden.

Einen entscheidenden Schritt im Verständnis von magmatischen Gesteinen gelang durch die Experimente von Norman Levi Bowen (1887-1956). Bowen wurde in 1887 in Kingston (Ontario, Kanada) geboren, studierte zunächst auch in Kanada, wechselte dann aber zum Massachusetts Institute of Technology wo er Arthur L. Day kennenlernte. Day war Direktor am Geophysikalischen Labor in Washington und sehr an den mineralogischen Bildungen und Reaktionen in magmatischen Gesteinen interessiert. 
Er schlug Bowen daher vor das Verhalten von Feldspat in Schmelzen zu untersuchen. Day wußte (auch aufgrund der Expeditionen und petrographischen Beobachtungen des deutschen Mineralogen Wolfgang Sartorius Freiherr von Waltershausen, 1809-1876) das Plagioklas zumeist ein Mischkristall zwischen den Endgliedern Anorthit und Albit ist, war aber darin gescheitert den Verlauf der Schmelzkurve dieser Mischung zu bestimmen. Dank elektrischer Heizöfen, genauen Temperatursonden und neuartiger Analysemethoden (z.B. dem "quenching", bei den die Proben rasch abgekühlt werden und danach analysierte werden können) konnte Bowen das Phasendiagramm des Plagioklas-Feldspats schließlich in 1913 publizieren.

 

Abb.3. Phasendiagramm der Plagioklase aus der Originalarbeit von Bowen ("The melting phenomena of the plagioclase feldspars", 1913). Dieses Diagramm erklärt wie sich beim Abkühlen durch kontinuierliche Reaktionen zwischen Kristall und Schmelze der Chemismus von Kristall und Schmelze verändern können. Wird nun der Kristall oder die Schmelze aus diesem System abgeführt, verändert sich der Ausgangschemismus  - neue Kristalle und Gesteine können sich aus dieser "neuen Schmelze" bilden. Das Diagramm kann auch umgekehrt gelesen werden - werden Kristalle erhitzt entsteht zunächst eine Schmelze mit unterschiedlicher Zusammensetzung.

Bowen war restlos davon überzeugt das allein fraktionierte Kristallisation bzw. fraktionierte Aufschmelzung die Genese von magmatischen Gesteinen erklären konnte.

Allerdings hatten auch die Hypothese der "Magmatisierung" und die weiterentwickelte Hypothese der Kristall-Fraktionierung einige schwerwiegende Schwachpunkte:

-    Um die beobachteten Volumen an Granit zu erklären benötigte man ungefähr das 9-fache an basaltischem Stamm-Magma, da die Fraktionierung ein sehr ineffizienter Vorgang ist.
-    Wieso sind Granitintrusionen nur auf den Kontinenten verbreitet? Fraktionierung sollte überall auf der Erde stattfinden können.

"Das merkwürdige liegt nicht in den gegenwärtigen Meinungsverschiedenheiten der Petrographen über den Ursprung des Granits, sondern darin, daß wir überhaupt so leidenschaftlich und starr an Meinungen festzuhalten vermögen, die sich gegenseitig ausschließen."
M. Walton (1955)

Abb.4. Feinkörnige Granit-Intrusion (rechts) in verfalteten Gneis (links). Der Gneis wurde dabei teilweise aufgeschmolzen es bildeten sich Taschen mit weißlichen Schmelzresten, während in der eigentlichen Schmelze große Plagioklase auskristallisierten. Ein späterer Pegmatit-Gang durchschlägt beide Gesteine.

Heutzutage wird ein intermediäres Modell bevorzugt um die große Variabilität innerhalb der magmatischen Gesteine zu erklären -  die verschiedensten Mechanismen spielen dabei eine Rolle:

-    Genese von Stamm-Magmen durch partielles Aufschmelzen der Gesteine des Erdmantels (Herkunft der Basalte) oder der unteren Erdkruste (dies würde die Verteilung der Granite erklären).
-    Die klassische fraktionierte Kristallisation wie sie von Bowen vorgeschlagen wurde (wobei allerdings nicht nur die Schwerkraft und Dichteunterschiede wie von Darwin gedacht, sondern auch Magmaströmungen und die Topographie der Magmakammer eine Rolle in der Ausscheidung und Ansammlung von verschiedenen Kristallen und Restschmelzen spielen).
-    Entmischung im schmelzflüssigen Zustand
-    Mischung von Magmen unterschiedlicher Herkunft, ungefähr so wie sie Bunsen vorschlug
-    Assimilation und Aufschmelzung von weiteren Fremdgestein beim Aufsteigen des Magmas durch die Erdkruste (weiterer wichtiger Mechanismus um die Genese und Verbreitung von Granit zu erklären)

Literatur:

HÖLDER, H. (1989): Kurze Geschichte der Geologie und Paläontologie - Ein Lesebuch. Springer Verlag, Heidelberg: 243
YOUNG, D.A. (2002): Norman Levi Bowen (1187-1956) and igneous rock diversity. From OLDROYD, D.R. (ed.); The Earth Inside and Out: Some Major Contributions to Geology in the Twentieth Century. Geological Society, London, Special Publications Nr. 192: 99-111