28. April 2015

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.

11. April 2015

Kunst & Geologie: Der Bergbau - Reichtum eines Landes

Tirol war im Mittelalter eine bedeutende Bergbauregion, wie auch eindrucksvoll eine Tirolkarte in der Form eines Adlers zeigt, an deren Ecken allegorisch die Reichtümer des Landes präsentiert werden: Wein- und Bergbau. Die erste Ausgabe dieser Karte erschien 1609, als Kupferstich von David Zigl, eine zweite Ausgabe um 1620 wurde von Andreas Spängler angefertigt, als Begleitkarte zum Werk „Aquila Tirolensis“ des Matthias Burgklechner.
Abb.1. Aquila Tirolensis.
Abb.2. Vergrößerter Abschnitt mit Darstellungen des Tiroler Bergbaus und Münzprägung. Der Steinbock stellt vermutlich die Schweizer Kantone dar, da es Handel und (Bergbau-)technologischer Austausch mit diesen gab.

Ab dem späten 15. Jahrhundert erlebte der Tiroler Bergbau einen Aufschwung und in wenigen Jahrzehnten erlangte er europäische Bedeutung (besonders um 1560/1570).
Der Bedarf an Metallen zu dieser Zeit war erheblich  – einerseits um die Armeen mit Waffen aus Eisen auszustatten, andererseits um den Handel mit dem Orient zu bezahlen. Die wichtigsten Bergbaugebiete lagen in Tirol, Erzgebirge und Ungarn. 
Ein Nürnberger Metallhändler schreibt in 1523:
 
Silber findt man die Menge in keinem anderen Land denn im Heiligen Reich, sondern alle umbliegenden christliche und unchristliche Land müssen aus Teutschen Landen mit Silber gespeist und versehen werden.“
 
Um die Erzvorkommen ausbeuten zu können waren gewaltige Investitionen notwendig, für die die Knappen allein nicht aufkommen konnten. Die ersten Querfinanzierungen kamen auf – Kaufleute und Handwerker finanzierten die Bergwerke nun mit (die jeweiligen Anteile wurden als Kuxen bezeichnet). Mit der Zeit übernahmen einzelne finanzstarke Geldgeber immer mehr Anteile an Bergwerken, bis sie praktisch das Monopol innehatten.
So stiegen im 16. Jahrhundert die Fugger auch in das Bergbaugeschäft ein, monopolisierten es  und dank ihrer zahlreichen Niederlassungen wurde das Erz von Tirol europaweit verteilt. Von den eigentlichen Bergbaugebieten in Tirol ging das Kupfer und Silber südwärts zum Mittelmeer, nordwärts über Stettin und Danzig nach Russland und nach Antwerpen, Amsterdam und Spanien.

Literatur: 

FRANZ, A. (2012): Sonntagsbraten für die Kumpel. Bild der Wissenschaft Nr.6: 94-95
HEILFURTH, G. (1968):  Südtiroler Sagen aus der Welt des Bergbaus. An der Etsch und im Gebirge, Band 25: 75
TASSER, R. (ed.) (2004): Der Tiroler Bergbau und die Depression der europäischen Montanwirtschaft im 14. und 15. Jahrhundert: Akten der internationalen bergbaugeschichtlichen Tagung Steinhaus. Studien Verlag: 324

6. April 2015

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

22. März 2015

Quellen als einzigartige Lebensräume

Quellen gelten seit Urzeiten als besondere Stätten. Sie wurden als Sitz von Göttern verehrt und als heilige Bezirke geschützt. In späteren Zeiten waren Mineralwasser- und Thermalquellen hoch in Kurs, allein in Südtirol wurden vor über 100 Jahren noch 80 Mineralwasserquellen für Badezwecke genutzt.
Heutzutage werden viele Quellen zur Trinkwasserversorgung genutzt, Quellschutz ist somit auch Trinkwasserschutz. Quellen sind der Ursprung unserer Bäche und Flüsse, sie zu schützen ist Gewässerschutz von Anfang an.

 
Abb.1. Franziskus lässt für einen Mann, der ihn begleitet und großen Durst hat, aus einem Felsen eine Quelle sprudeln, Fresko von Giotto (1266-1337).

Die Alpen sind der quellreichste Raum in Mitteleuropa. Vor allem in den höheren Lagen finden sich noch natürliche Quellaustritte und auch intakte Quellbäche. In den Bergwäldern entspringen reliefbedingt hauptsächlich Fließquellen. In Hangverebnungen können jedoch auch Sickerquellen (Quellmoor, Hangquellmoor) bzw. Tümpelquellen in beträchtlichen Flächenausdehnungen ausgebildet sein. Auch in den offenen Almbereichen findet sich eine Vielzahl von naturnahen Quellaustritten, wobei hier speziell die sehr artenreichen Sickerquellen zu nennen sind, die sich durch ihre reiche botanische Ausstattung und auch eine vielfältige Fauna (v.a. Insekten) hervorheben. Die Sickerquellen bilden in der Regel größere Komplexe mit Fließquellen und deren Abflüssen, die die Sickerquellflächen oft in einem reich verästelten System durchziehen. 

Quellen sind aber auch einzigartige Lebensräume für viele hochspezialisierte Arten (bis zu 1.500 Arten wurden in europäischen Quellen nachgewiesen) der Pflanzen- und Tierwelt. In ihnen sind aquatische und terrestrische Bereiche mosaikartig eng miteinander verzahnt.
Bei ökologischen Fragestellungen etablierte sich bisher die Typologie von THIENEMANN (1925), die nach Art des Grundwasseraustrittes in Fließquelle (Rheokrene), Sicker-/Sumpfquelle (Helokrene) und Tümpelquelle (Limnokrene) untergliedert. Die Substratstrukturen wird stark von der vorherrschenden Abflussdynamik geprägt - die Substratstrukturen wiederum prägen zusammen mit der Abflussdynamik die Besiedelungsmöglichkeiten für Quellfauna und -flora in entscheidendem Maße. 


Typische Pflanzen für Quellbereiche sind die Brunnenkresse (Nasturtium officinale), das Bittere Schaumkraut (Cardamine amara), Milzkraut (Chrysosplenium oppositifolium und alternifolium) und der aufrechte Merk (Sium erectum). Bei einer Tümpelquelle können im stehenden Wasser auch seltene Pflanzengesellschaften, vom Armleuchteralgen-Gesellschaft (Charetea) bis zum Laichkraut-Gesellschaft (Potamogetonetea), vorkommen.

Quellhabitate werden vor allem in den Tallagen gefährdet durch:
  • Entwässerung von Auen und landwirtschaftlich geprägter Flächen. Bachbegleitende natürliche Grundaustritte versiegen.
     
  • Grundwassersystem wird verändert bzw. der Grundwasserspiegel gesenkt was zum versiegen der Quellen führt.
     
  • Quellfassungen und Quellverbauungen.
     
  • Landwirtschaft und Zerstörung der natürlichen Umgebung einer Quelle (z.B. Entfernung der beschattenden Vegetation), oft fehlt eine entsprechende Pufferzone (10-40m) um die Auswirkungen der modernen Landwirtschaft auf die Quelle abzuschwächen.
     
  • Quelltobel die als Deponie missbraucht werden.
Untersuchungen zeigten, dass sich eine extensive Beweidung positiv auf diese Bestände auswirkt, jedoch kann erhöhter Besatz zu irreversiblen Trittschäden führen. Ebenso geht mancherorts eine Gefahr vom Wintersport aus oder auch vom Sommertourismus. Die sehr sensiblen Quellmoorpflanzengesellschaften degenerieren dann meist zu artenarmen Hochstaudenbeständen.

Literatur:

BÜTTNER, G.; FETZ, R.; HOTZY, R.; RÖMHELD, J. (2004): Aktionsprogramm Quellen in Bayern - Bayerischer Quelltypenkatalog. Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft
HAHN, H.J. (2000): Studies on classifying of undisturbed spring in Southwestern Germany by macrobenthic communities. Limnologica - Ecology and Management of Inland Waters, Volume 30, Issue 3: 247-259
ZÖLLHOFER, J.M. (1997): Quellen – die unbekannten Biotope: erfassen, bewerten, schützen. Bristol-Stiftung, Zürich: 153
ZÖLLHOFER, J.M. (1999): Quellen – die vergessenen Lebensräume. EAWAG-News, 48

9. März 2015

Kunst & Geologie: Die Kunst im Stein

In jedem Block aus Marmor sehe ich eine Statue als würde sie vor mir stehen, geformt und perfekt in Gestalt und Pose. Ich habe nur das Überflüssige zu entfernen das die Erscheinung verdeckt, um es anderen Augen als den meinen zu enthüllen.“

Bereits der große italienische Künstler und Bildhauer Michelangelo Buonarroti (1475-1564) wusste das ein Kunstwerk  sich nach dem Stein richten muss, nicht umgekehrt. Auch der geschickteste Steinmetz kann einem Stein nicht jede beliebige Form aufdrängen, da möglichen Schwachstellen ausgewichen oder der bevorzugten Spaltbarkeit des Gesteins gefolgt werden muss. Bevor überhaupt mit der Arbeit begonnen wird, muss der Steinmetz daher durch vorsichtiges Abklopfen des Blocks die Qualität, vor allem das Vorhandensein von mit bloßen Auge nicht sichtbaren Rissen oder Klüften, beurteilen.

Neben der Qualität, spielen bei der Auswahl des zu bearbeitenden Gesteins auch Faktoren wie Wirtschaftlichkeit, Schönheit, Exotik, Seltenheit und nicht zuletzt der Geschmack des Kunden eine Rolle.

Granit, als langsam auskristallisiertes Tiefengestein mit einer homogenen Textur, eignet sich für rechteckige Quader und wird aufgrund seiner Härte und Ästhetik gerne in der Architektur verwendet. Basalt, eine erkaltetet Lava, zeigt oft säulenförmige Absonderungen durch Schrumpfungsrisse, er eignet sich daher eher für unregelmäßige Blöcke. 
Abb.1. Basaltsäulen als "Mauerziegel", Frankreich.

Sand- und Kalkstein, aufgrund natürlich auftretender Schwachstellen von Ablagerungsgesteinen, liefert eher platten-förmige Blöcke und sind einfach zu bearbeiten. Schiefergestein zerbricht zu dünne Platten, Ton- und Schieferplatten werden daher bevorzugt für Verkleidung von Fassaden oder Abdeckung von Dächern verwendet. Bei der Metamorphose werden interne Schwachstellen meistens durch Neukristallisation ausgeheilt. Durch ihre nun homogene Struktur sind solche Marmore sensu geologicus gefragte Gesteine bei Bildhauern, unglücklicherweise werden generell (und geologisch inkorrekt) alle intern homogenen Sedimentgesteine – ob metamorph oder nicht - als Marmore bezeichnet.

Der Transport von Blöcken für Bildhauerei und Architektur war in der Vergangenheit eine teure Angelegenheit – exotische Gesteine waren daher auch ein Statussymbol, wobei manchmal auch etwas gemogelt wurde. Der bayerische König Ludwig I nutze Laaser-Marmor aus dem Etschtal  als Ersatz für den noch begehrteren und vor allem kostspieligeren Carrara-Marmor. Bei beiden handelt es sich um echte metamorphe Marmore, allerdings ist der Laaser Marmor stärker verunreinigt durch klastische Sedimente und daher mit Schlieren durchzogen, während der reinere Carrara-Marmor sich durchgehend blendend weiß präsentiert.
Abb.2. Der bekannte und begehrte Carrara-Marmor in einer LIEBIG-Sammelkarte von 1900.

Mit der Industrialisierung wurde der Transport einfacher und auch um einiges wirtschaftlicher. Seit 1850-1880 und vor allem mit der weltweiten Globalisierung im 20. Jahrhundert beobachtet man zum Beispiel das selbst bei einfachen Grabsteinen das lokale durch exotisches Gestein (meist von höherer Qualität und Ästhetik) ersetzt wird. 

  

Die Porosität des Gesteins spielt eine entscheidende Rolle in der Verwitterung eines Kunstwerks. Dichte Gesteine sind generell verwitterungsanfälliger, da gefrierendes Wasser (das einen Druck von bis zu 2.000kg/cm^2 ausüben kann) direkt an den Korngrenzen ansetzten und diese lockern kann. Bei größeren Poren kann das Wasser zwar eher eindringen und die Kontaktfläche zwischen Gestein und Wasser/Gas ist ebenfalls größer, allerdings kann das Wasser auch schneller abfließen und die innere Feuchtigkeit des Gesteins kann nach außen dringen bzw. sich bildende Kristalle können ungestört in den Poren wachsen. 
So ist Sandstein, als sehr beliebter Dekorstein, eher verwitterungsanfällig aufgrund des Fehlens von Poren und das Vorhandensein von karbonatischen Zement zwischen den einzelnen Sandkörnern. Dieser Zement kann durch Wasser und Säuren aus der Luft angegriffen und aufgelöst werden, es kommt zur Vergrusung und Zerfall des Sandsteins. Gefrierendes Wasser oder auskristallisierende Salze sprengen dagegen einzelne „Scherben“ aus dem Block heraus. 
Auch bei Kalkstein kommt es zu ähnlichen Verwitterungs-Phänomenen. Einerseits führt direkte chemische Verwitterung zur Lösung des Karbonats und zu chemischen Reaktionen die zur Bildung von neuen Mineralien, darunter Gips, führen. Die Neubildung dieser quellfähigen Minerale bzw. Minerale mit einem größeren Volumen führt anschließend zu einer starken mechanische Verwitterung und Abgrusung der Gesteinsoberfläche. 
Auch bestimmte und weitverbreitet Bakterien, die in den Gesteinsporen leben, können indirekt zur Verwitterung beitragen. Indem sie Stickstoff aus der Luft binden, bildet sich nämlich Salpetersäure, die wiederum direkt das Gestein angreift.

Man sieht also, um ein richtiges Meisterwerk zu schaffen, braucht es zunächst mal das richtige Gestein...

Literatur:

BIDNER, T. (2000): Mineralogisch-materialkundliche Aspekte der Erhaltung von Baudenkmälern. Ver. des Tiroler Landesmuseum Ferdinandeum, Nr.80: 5-12
SIEGESMUND, S. & SNETHLAGE, R. (2011): Stone in Architecture - Properties, Durability. Springer-Publisher:  564

22. Februar 2015

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

8. Februar 2015

Reise zum Mittelpunkt der Erde mit Jules Verne

Am 8. Februar 1828 wurde der Autor Jules Gabriel Verne im französischen Nantes geboren. Bekannt wurde er mit fantastischen Reiseromanen, in denen er Elemente der Science-Fiction einarbeitet – so queren seine Helden die Ozeane in einem U-Boot mit einer unbekannte Energiequelle, umrunden die Erde in nur 80 Tagen und dringen schließlich in das unzugänglichste Reich der Erde ein – ins Innere.

In seinem "Reise zum Mittelpunkt der Erde" (1864) gelingt es  Professor Otto Lidenbrock durch den Krater des Isländischen Snæfellsjökull ins Erdinnere vorzudringen. Verne nutzte dabei die geologischen Theorien seiner Zeit. Vulkane wurden – so die Theorie – durch Schlote mit der Magmakammer und dem Erdinneren verbunden. Bei einer Eruption entleeren sich diese, der Vulkan erlöscht und zurück bleiben die Stollen und Schächte – die als Zugang genutzt werden können. Natürlich sind solche Hohlräume weit zu instabil um tatsächlich stehen zu bleiben und Magmakammern entleeren sich nicht einfach wie eine große Blase, sondern werden vom Erdmantel gespeist.

Abb.1. Geologischer Schnitt durch den Ätna, aus August Sieberg "Einführung in die Erdbeben- und Vulkankunde Süditaliens" (1914). Der Schnitt zeigt große Verbindungstunnel und vulkanische Gänge zischen den einzelnen Magmenkammern an – anscheinend hervorragende Einlässe ins Erdinnere...

Verne nutzt auch paläontologische Theorien, so entdeckt die Expedition während ihres Abstiegs Fossilien in der Reihenfolge wie sich auch tatsächlich in den Sedimentschichten gefunden werden. In den ältesten Schichten des Silurs entdeckt der Wissenschaftler primitive Pflanzen wie "fucus" und Bärlappgewächse - Fucus ist allerdings ein Spurenfossilien, also eine Lebenspur eines unbekannten Organismus, was allerdings erst 1881 durch den Schwedischen Paläontologen Alfred Nathorst erkannt wurde. Schließlich entdecken sie sogar lebende Saurier – wahrscheinlich das erste mal das prähistorische Monster in einen Roman eine Rolle spielen.

Reise zum Mittelpunkt der Erde wurde 1959 verfilmt, kurioserweise wurde aus dem deutschen Geologen Otto Lidenbrock im Film der Schottische Oliver Lindenbrook und aus den Assistenten Alex wird Alec – der Film sollte die historischen Tastachen widerspiegeln - tatsächlich wurde die praktische Geologie im späten 19 Jahrhundert mehr von Britischen Geologen beeinflusst, während sich deutsche Geologen eher auf theoretische Aspekte konzentrierten.



 

Literatur:

SCHICK, R. (2002): The Little Book of Earthquakes and Volcanoes. Springer/Copernicus Books, New York: 164