Alle Artikel mit dem Schlagwort: Plattentektonik

Zweigeteiltes Bild mit rundem Motiv: Oben links bunte Flächen der Minerale in einem Gestein, unten rechts die Erde. Darüber steht: AstroGeo Plänkel

AstroGeoPlänkel: Alien-Erde und Alpen-Aufzug

Veröffentlicht von Karl Urban

AstroGeo ist Teil der RiffReporter eG – einer Genossenschaft freier Journalistïnnen. Das Riff braucht dringend eure Hilfe, um überleben zu können. Mach bitte mit beim Crowdfunding. Franzi und Karl sagen Danke! https://www.startnext.com/riffreporter

Es geht zunächst um den Begriff SETI, die Suche nach außerirdischem Leben (Search for Extraterrestrial Intelligence): Können wir die Menschheit wirklich als intelligent bezeichnen gegenüber Lebewesen der Erde, die nicht ihre Lebensgrundlage selbst zerstören? Wir sprechen darüber, dass der Begriff der Intelligenz nicht einfach und vielleicht im Kontext von SETI nicht mehr zeitgemäß ist.

Mal wieder geht es um die Chemie: Was ist eine Oxidation, was eine Reduktion und welche Eselsbrücken tragen weit genug, das korrekt im Kopf zu behalten? Außerdem sprechen Franzi und Karl darüber, warum Wasserdampf in einer planetaren Atmosphäre zumindest ein guter Anhaltspunkt für ein angenehm warmes Klima ist und was dieses Gas mit Kohlendioxid oder Methan zu tun hat.

Besonders widmen wir uns nochmal dem Sauerstoff und woher dieser stammt: Karl hält ein Loblied auf die Cyanobakterien, die einzige Art, die jemals in der Erdgeschichte die Fotosynthese entwickelt hat. Wir sollten speziell der Art Prochlorococcus sehr dankbar sein – und zwar mit jedem Atemzug.

Es geht erneut um die Hebung der Alpen und den Plattenabriss: Bei archimedischen Verwirrungen um den Aufstieg der Alpen sprechen wir über die zerrissene und doch untergehende Titanic und wie weit diese Analogie trägt. Die in der Tiefe in einer Metamorphose verwandelten Gesteine geben Anlass, über die Farben in der Geologie zu sprechen. Leider sind sie häufig nicht hilfreich bei der Bestimmung eines Minerals – zumindest sollte man vorsichtig sein.

Zuletzt kommt es zur Ziehung der Lottozahlen: Franzi hilft als Glücksfee, einen Gewinner des Gewinnspiels zu ziehen. Wir sprechen darüber, was für euch die schönsten Gesteine der Welt sind und warum Schönheit subjektiv ist.

Eine kreisrunde Mikroskopaufnahme, in der sich weiße, dunkelgraue, gelbe, blaue, pinke oder braune Flächen recht chaotisch aneinanderschmiegen

Das schönste Gestein der Welt verrät, wie die Alpen entstanden

Veröffentlicht von Karl Urban

Die Alpen sind ein Hochgebirge, dessen höchster Gipfel über 4800 Meter misst. Die Berge der Alpen gehören zu den ersten überhaupt, die Geologen durchstreift haben, die sie vermessen haben und vor allem: die versucht haben, zu verstehen, wie sie entstanden sind. Doch dafür brauchten sie lange – erst die Plattentektonik lieferte den Schlüssel zur Lösung des Rätsels. Diese Theorie selbst wurde aber nicht in den Bergen entdeckt, sondern in den Ozeanen. Eine große Frage blieb am Ende immer noch offen: Wie konnten die Alpen überhaupt ihre majestätischen Höhen erreichen?

In dieser Folge erzählt Karl seine dritte und vorerst letzte Alpengeschichte. Es ist die Geschichte eines einzelnen Gesteines, das dabei geholfen hat, die Frage des Höhenwachstums der Alpen zu klären. Dabei handelt es sich um ein herausragend hübsches Gestein. Es schillert und schimmert silbrig, es ist mal leuchtend grün, mal strahlend gelb oder weinrot. Für manche ist es gar das schönste Gestein der Welt. Für ein Gestein von Rang hat es auch einen klingenden Namen: Saussurit-Smaragtit-Allalin-Metagabbro, oder kurz: Allalin-Gabbro.

Der Allalin-Gabbro ist ein Gestein der Walliser Alpen in der Schweiz, wo er fast ausnahmslos auf einem einzigen Berg vorkommt: dem Allalinhorn. Es ist ein besonderes Gestein, denn es entstand vor der Hebung der Alpen – als sich das Material, was sich heute so prächtig in die Höhen reckt, noch tief im Erdinneren steckte. Als Gabbro entstammt es einer Gesteinsgruppe, die eigentlich in der Tiefe der ozeanischen Erdkruste aus erstarrtem Magma entsteht. Doch dieser Gabbro wurde danach in die Gebirgsbildung eingewoben, indem er mal in die Tiefe gezogen, mal nach oben gerissen wurde. Dabei stieg zunächst der Druck und die Temperatur, was das Gestein veränderte: In ihm enthaltene Minerale reagierten zu anderen Mineralen. In der Geologie werden solche Prozesse als Metamorphose bezeichnet, wodurch schließlich aus dem grauen, unscheinbaren Gabbro ein bunter Metagabbro wurde – der von manchen auch als das schönste Gestein der Welt bezeichnet wird.

In dieser Schönheit steckt – tief verborgen – nicht nur die Information darüber, welchen Weg der Allalin-Gabbro im Laufe der Jahrmillionen genommen hat, sondern in welcher Tiefe sich die Alpendecken übereinander geschoben haben – und wie sie danach in (zumindest für Geologen) schwindelerregendem Tempo ans Licht gelangten.

Episodenbild: Shutterstock / Teguh Wage P

Dreigeteiltes Bild, oben ein matter diffuser rötlicher Stern, unten links eine Bergkette, unten rechts Rippeln am Strand

AstroGeoPlänkel: Verdrehte Alpen und verschwindende Sterne

Veröffentlicht von Karl Urban

In dieser Folge widmen sich Franzi und Karl dem Feedback zu den letzten drei Geschichten im AstroGeo Podcast. Zunächst freuen sie sich über zwei Nachrichten, die zeigen, wie der Podcast das Interesse für die Geologie und die Astronomie weckt: Geologie-Fans finden über den Podcast Zugang zu den Sternen, während Astronomie-Begeisterte die Erde für sich entdecken.

Ein großes Thema ist die geplante AstroGeo-Exkursion (Franzi sagt: „Der Wandertag!“) ins Nördlinger Ries im Oktober 2026. Die Nachfrage war deutlich höher als die Zahl verfügbarer Plätze, weswegen einige Hörerinnen und Hörer enttäuscht waren – , aber auch Vorfreude und Unterstützung wurde geäußert. Der Plan ist, Teile der Exkursion des Wandertags aufzunehmen und als Sonderfolge zu veröffentlichen.

Zur ersten Alpen-Folge über falsch herum gelagerten Gesteinsdecken gibt es Korrekturen und Ergänzungen, etwa zu sprachlichen Details (Schweizerdeutsch) und geologischen Erklärungen (Faltenbildung, Sediment- vs. Plutonische Tiefengesteine). Karl geht auch auf Missverständnisse ein und kündigt eine dritte, abschließende Folge zur Gebirgsbildung an. Da es für nicht-Expertinnen und -Experten schwierig sein kann, sich ein überschobenes Deckengebirge vorzustellen – denn das sind die Alpen – haben sich Franzi und Karl auch über Feedback in Form von methodischen Vorschlägen gefreut. Dazu gehören bessere Visualisierungen mit farbigen Handtüchern für die Idee einer liegenden Falte (von Albert Heim bis 1906 anstelle von überschobenen Decken propagiert):

Foto 1: Das rote Tuch steht für die primär unten liegende ältere Gesteinseinheit, und das blaue für die darüber abgelagerte jüngere.

Foto 2/3: Hier kann man leicht bei der Bildung einer liegenden Falte erkennen (propagiert von Albert Heim), dass dann im unteren Schenkel der Falte die Abfolge umgekehrt wurde.

Foto 4: Die reale Deckenüberschiebung lässt sich ebenfalls leicht nachstellen: Das ältere (rote) Gestein wurde hier über die jüngere Schicht (blau) geschoben).

Zur Supernova-Folge loben viele die Verständlichkeit und den Humor. In ihrem inhaltlichen Feedback diskutieren Hörer jene „fehlgeschlagenen“, oder auch „gescheiterten“ Supernovae, bei denen Sterne direkt zu Schwarzen Löchern kollabieren, ohne vorher eine spektakuläre Explosion abzuliefern. Außerdem gab es Post von einem Hörer, der von seiner ganz eigenen „gescheiterte“ Supernova berichtet hat: die Supernova SN 1987A in der Nachbargalaxie der Großen Magellanschen Wolke.

Zuguterletzt geht’s noch um um die Social-Media-Kanäle des AstroGeo-Podcasts: Hier ist Mastodon der einzige. Karl erklärt, wie Mastodon funktioniert – und frei zugänglich reinschauen kann man hier: https://chaos.social/@astro_geo

Wenige Zentimeter hohe Rippeln an einem beigen Sandstrand

Alpine Ahnungen: Beweist das Gebirge die Plattentektonik?

Veröffentlicht von Karl Urban

Im Herbst 1948 steigen zwei Männer auf einen Berg in den schottischen Highlands. Der eine ist Schweizer und hat gerade seine Doktorarbeit geschrieben. Der andere ist angesehener Geologie-Professor aus Kanada. Am Gipfel kommt es zu einem geschichtsträchtigen Dialog. Denn der junge Schweizer fragt seinen älteren Begleiter: Könnte an dieser einen Idee nicht doch etwas dran sein – nämlich, dass sich Kontinente auf der Erde bewegen? Die Antwort ist eindeutig: Der kanadische Professor lacht herzlich und sagt, all das sei nur Fantasie und physikalisch unmöglich.

In dieser Folge erzählt Karl von einer merkwürdigen Zeit in der Geschichte der Geowissenschaften. Schon im Jahr 1912 hatte Alfred Wegener seine Idee der Kontinentaldrift vorgestellt. Doch obwohl bald viele Forscher aus Europa mit der Idee der wandernden Kontinente sympathisierten, waren es in den 1960er Jahren Geologïnnen aus Nordamerika, die die moderne Theorie der Plattentektonik entwickelten. Darunter war nicht zuletzt auch jener Professor aus Kanada, der über die Idee der Kontinentalverschiebung zunächst nur herzlich gelacht hatte.

Eigentlich hatten die Alpengeologen bereits alle Zutaten zusammen: Etwa der Österreicher Otto Ampferer, der noch vor Alfred Wegener einen physikalischen Prozess skizziert, den er Unterströmung nennt und der erklären kann, warum sich die starren Gesteine der Erdkruste seitlich bewegen können. Ampferer ist es auch, der später das Prinzip der Subduktionszonen erdenkt, bei der feste Krustenplatten übereinander gleiten. Er hat selbst selbst das Prinzip der mittelozeanischen Rücken beschrieben, bei der sich die Erde entlang langer Spalten am Meeresgrund weitet und so neue Erdkruste entsteht.

Warum die Plattentektonik in den 1960er Jahren schließlich von Forscherinnen und Forschern in den USA zu einer vollwertigen Theorie weiterentwickelt wird? Das liegt an neuen physischen Beweisen aus der Tiefsee – und vielleicht an der überschaubaren Marine der Alpenländer.

Die Erde im als Heiĺuftballon am blauen Himmel, unten hängt ein Korb

Expandierende Erde: zu große Zahlen und zu kleine Schwerkraft

Veröffentlicht von Franziska Konitzer

Im Jahr 1937 hatte Paul Dirac eigentlich so alles erreicht, was man als theoretischer Physiker erreichen konnte: Der Brite hatte die Quantenphysik mit begründet und sie mit Einsteins Spezieller Relativitätstheorie vereint. Fast aus Versehen hatte er erstmals eine neue Form von Materie beschrieben, die wir heute als Antimaterie kennen. Paul Dirac hatte nicht nur eine Professur an der angesehen Universität von Cambridge bekommen, sondern bekam auch im Alter von nur 31 Jahren den Nobelpreis für Physik zugesprochen. Doch nun wandte sich Dirac größeren Dingen zu: der Kosmologie.

Paul Dirac entwarf die „Large Numbers Hypothesis“, die Hypothese der großen Zahlen. Seine Vermutung besagte, dass das Verhältnis der Zahlenwerte von Naturkonstanten sich merkwürdigerweise immer wieder eine ziemlich große Zahl ergibt, nämlich zehn hoch 39. Was für die Meisten ein nicht besonders seltsamer Zufall sein mag, hatte für Dirac tiefere Bedeutung: Er schloss daraus, dass die Naturgesetze im Universum nicht immer und überall gleich waren – und dass die Naturkonstanten entgegen ihrem Namen nicht konstant, sondern variabel seien.

Dabei hatte es Dirac vor allem auf eine Naturkonstante abgesehen: die Gravitationskonstante. Diese sei vor Jahrmilliarden viel größer gewesen. Und das würde bedeuten: Was wir als Schwerkraft kennen, nimmt mit zunehmendem Alter des Universums ab.

Während Paul Diracs Ausflug in die Kosmologie – oder in die Zahlenmystik – von seinen Kolleginnen und Kollegen größtenteils ignoriert wurde, gab es einen deutschen Physiker, der die Hypothese der Großen Zahlen ernst nahm: Pascual Jordan beschäftigte sich vor allem damit, welche messbaren Auswirkungen so eine geringer werdende Schwerkraft auf unsere Erde haben könnte. Demnach sollte mit einer abnehmenden Gravitationskonstante unsere Erde selbst expandieren.

In dieser Folge des AstroGeo-Podcasts erzählt Franzi die Geschichte hinter der sogenannten Expansionstheorie – und damit ist nicht das Universum selbst gemeint!

Eine Karte von Alaska, an der Südküste markieren rote Ringe ein Epizentrum

Subduktion: Das tiefe Geheimnis des Blauen Planeten

Veröffentlicht von Karl Urban

Am 27. März 1964 bebt im südlichen Alaska die Erde – mit verheerenden Folgen. Straßen, Brücken und Häuser werden schwer beschädigt, 131 Menschen verlieren ihr Leben. Ein ganzer Landstrich entlang der Küste wird bis zu acht Meter angehoben und weiter landeinwärts massiv abgesenkt. Mit einer Stärke von 9,2 gilt das Erdbeben von Alaska auch heute noch als die zweitstärkste Erderschütterung seit Messbeginn. Für Geologinnen und Geologen der Zeit ist das Beben ein Rätsel: Welcher Mechanismus mag sich hinter einem solch gewaltigen Ereignis verbergen?

Karl beginnt diese Podcastfolge mit der Entdeckung eines der wichtigsten Prozesse auf der Erde: Es sind Subduktionszonen, in denen feste Platten der Erdkruste ruckartig tief in den Erdmantel einsinken – so auch unter dem südlichen Alaska. Das Erdbeben von 1964 half dabei, diesen Prozess zu verstehen und schloss gleichzeitig eine wichtige Lücke im Verständnis der Plattentektonik, bei der feste Kruste nicht nur ständig neu entsteht, sondern andernorts auch wieder verschwindet.

Heute ist klar: Subduktionszonen sind der wahre Motor der Plattentektonik – und nicht nur das. Über lange Zeiträume helfen sie dabei, das Klima der Erde einigermaßen stabil zu halten. Deswegen stellt sich nicht nur die Frage, warum sich auf der Erde feste Gesteinsplatten bewegen können, sondern auch, warum die Kruste von Venus und Mars nie in Platten zerbrach. Möglicherweise blieben sie gerade deshalb tote, trockene Wüsten.

Eine farbige Weltkarte, die alle Gebirge und Gräben in den Ozeanen dunkel schattiert hervortreten lässt. Das Grabenbruchsystem, das die ganze Welt umspannt.

Wie Marie Tharp die Geologie revolutionierte

Veröffentlicht von Karl Urban

Lange war der Boden der Ozeane in weiten Teilen unerforscht: Forscherinnen und Forscher glaubten an eine flache und wenig interessante Wüste tief unter dem Meer, während Geologen sich komplett auf die Gesteine an Land konzentrierten. Denn die Kontinente galten den meisten ohnehin als unbeweglich.

Das änderte sich erst in den 1950er Jahren, als sich Reihe geophysikalischer Messmethoden durchsetzte. Echoortung mittels Sonar und seismische Messungen erlaubten eine Abtastung des Meeresbodens und der Gesteine darunter. In dieser Zeit begann die US-Geologin und Kartografin Marie Tharp am Lamont-Doherty Earth Observatory in New York City, die gewaltigen Datenberge der neuen Messgeräte auszuwerten. Ihre Tätigkeit war trotz ihrer Qualifikation die einer Assistentin. Doch Tharp schuf nicht nur die erste Karte des Atlantikbodens; sie entdeckte dabei ein 65.000 Kilometer langes Grabenbruchsystem, das den gesamten Planeten umspannt. Tharp gab mit dieser gewaltigen Entdeckung den Anstoß zur Entwicklung der modernen Plattentektonik.

Karl zeichnet in dieser Podcast-Folge das Wirken von Marie Tharp und ihrer Kollegen in Lamont nach, die zunächst gewaltige Widerstände unter den Geologen hervorrief. Als sich wenige Jahre später die Plattentektonik als akzeptierte Hypothese durchsetzte, geriet Maries Rolle in Vergessenheit.

Ein grüner Schleimpilz wächst mit fingerartigen Auswüchsen entlang einer Holzoberfläche

Was Schleim mit uns und der Erde macht

Veröffentlicht von Karl Urban

Schleim hat es nicht leicht. Er ist vielleicht das einzige Biomaterial mit gleich zwei Imageproblemen. Er macht äußerlich nicht viel her, gilt also als banal oder Abfall. Und er ist ein außerordentlich potenter Ekel-Auslöser. Das hat seine Berechtigung, denn diese Emotion soll uns mit starken Abwehrreaktionen von Pathogenen und Parasiten fernhalten. Und Schleim ist tatsächlich oft kontaminiert. Er fängt Erreger ein und Mikroben produzieren selbst eigene Schleime. Das sind gute Gründe, um einen großen Bogen um Schleim zu machen. Aus der Distanz wird aber leicht übersehen, wie wichtig, komplex und unverzichtbar dieses Biomaterial ist.

Schleim hat das Leben auf der Erde wohl von Beginn an begleitet und liefert mehrere essenzielle Funktionen, etwa als Gleitmittel, als Klebstoff und als selektive Barriere, die etwa im Darm Nährstoffe passieren lässt und gleichzeitig Erreger abfängt. Dabei ähneln sich biologische Schleime und gehören zur großen Gruppe der Hydrogele. Sie bestehen fast nur aus Wasser, das aber so gebunden ist, dass es nur langsam fließen kann, Das ergibt die charakteristische Schleimigkeit, wobei der Organismus die Konsistenz und Eigenschaften von Schleimen verändern und so an den jeweiligen Bedarf anpassen kann.

In dieser Folge des AstroGeo Podcast erzählt Susanne Wedlich, wie sie ihren Ekel überwand und den Schleim lieben lernte. Vor allem aber geht es um die Rolle des Schleims auf der Erde und wie das Leben sie dank des besonderen Materials gestaltete. Susanne Wedlich ist Autorin des Riffreporter-Magazins Schleimwelten und hat ein Buch über das Thema geschrieben.

Die Alpen

Veröffentlicht von Karl Urban

Sie sind erhaben, gewaltig und anziehend: Die Bergkette in der Mitte Europas war lange das bestuntersuchte Hochgebirge der Welt – zum Schaden vieler Geologen. Denn lange hielten sie die Alpen für einen Archetyp eines Gebirges. Als aber Geologen aber im Laufe der Geschichte zunehmend die Welt bereisten, stellten sie das genaue Gegenteil fest: Die Alpen sind ein geologischer Sonderfall unter den Gebirgen. Wie genau sie entstanden, konnten die Forscher erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts richtig beschreiben.\r\n\r\nIn dieser Folge erzählt David Bressan von der geologischen Forschungsgeschichte der Alpen, die voll von Irrungen und Irrtümern ist. Das Gespräch entstand in Südtirol in Norditalien, wo David zu Hause ist.

Erdbeben ganz ganz genau

Veröffentlicht von Karl Urban

Erdbeben sind unbarmherzige Naturgewalten, wenn sie stark sind. Schwache Erdbeben sind eher von akademischem Interesse, könnte man meinen. Tatsächlich bin ich zu Besuch in einer universitären Erdbebenwarte, die tief im Schwarzwald steht und zu den genausten der Welt geht. Was die Geophysiker hier in ihren Seismogrammen sehen, erklärt Rudolf Widmer-Schnidrig. Im zweiten Teil gehen wir dann in den Messstollen hinein.