10 Geowissenschaften

Geowissenschaften

Der Bereich der Geowissenschaften ist recht umfangreich und berührt praktisch alle Naturwissenschaften - was ihn so besonders interessant macht.
Neben der (beschreibenden) Geographie, insbesondere der Geomorphologie, sind zu erwähnen
- Geologie (vor allem der allgemeine Aufbau der Erde)
- Mineralogie, Petrologie, Hydrogeologie
- Geophysik mit Seismik, Magnetik, Gravimetrie
      (besonders interessant darin Vulkanismus)
- Geochemie
- Athmosphäre, Klima und Wetter
- Evolution des Lebens (Paläontolgie)
- Meereskunde (mit vielen Teilbereichen)
Ein paar "Kapitel" davon möchte ich hier in kurzen Darstellungen herausgreifen und auch mit entspr. Bildern (allerdings ein bißchen später) versehen.



Vulkanismus

Die Erkenntnis, daß Erdaufbau, die Bildung und Verschiebung von kontinentalen Platten (Plattentektonik) und das Enstehen von Vulkanen zusammengehört, ist noch recht jung. In der fast 200-jährigen Geschichte von der festen Erde, der Geologie i.e.S. gab es über die Entstehung von Vulkanen Auseinandersetzungen, so zwischen Neptunisten, Vulkanisten und Plutonisten. Der Basalt (Hauptmineral gerade bei Vulkanen) sollte danach aus dem Meerwasser abgeschieden sein oder aus eruptierten Gesteinsschmelzen entstanden sein (also nach den griechischen Göttern Neptun bzw. Vulkan). Die Plutonisten erkannten, daß heiße Schmelzherde unter der Erdoberfläche, die sog. Magmakammern für die Bildung von granitischen Gesteinen - eben durch langsame Abkühlung - verantwortlich sind.

Jeder Vulkan ist ein komplexes Gebilde, denn bevor es zu einem Vulkanausbruch kommt, muß sich erst Magma bilden und zur Erdoberfläche aufsteigen. Wichtige Komponenten eines Vulkans sind daher die Aufschmelzregion und der Aufstiegsweg.
Die Art der Eruption hängt von vielen weiteren Faktoren ab, zum Beispiel den physikalischen Eigenschaften des Magmas wie Viskosität und Gasgehalt. Vor allem ist die Rolle von Wasser bzw. Wasserdampf entscheidend für den Magmazustand. Zudem spielt die spezielle Geschichte des Vulkans eine Rolle, etwa wie lange liegt der letzte Ausbruch zurück.
Vulkan-Aktivitäten gab es schon bei der Bildung unserer Erdkruste etwa vor 4,6 Mrd. Jahren und zeigt sich auch bei den mittelozeanischen Rücken, wo ständig neue feste Kruste gebildet wird (sea floor spreading). Und es muß auch betont werden, daß es ohne Vulkane kein Leben auf der Erde gäbe, wenngleich Vulkanausbrüche auch oftmals Tod und Zerstörung brachten.

Die übliche Unterscheidung der Vulkane soll natürlich hier nicht fehlen. Wir sprechen von Schildvulkanen, Schicht- oder Stratovulkanen, Schlackenkegel. Die bekanntesten Vulkane Italiens, nämlich Ätna, Vesusv und Stroboli gehören zu den Schichtvulkanen. die im Laufe der Zeit mehere Schlote ausgebildet haben. Schichtvulkane werden durch zähflüssiges Magma aufgebaut und haben steile Flanken oder Berghänge.

Schildvulkane sind flächenmäßig weitaus größer. Dünnflüssige und sehr heiße  Lava verteilt sich rasch auf den flachen Hängen und bildet gerade mal Dicken von wenigen Metern, Typische Beispiel sind die Vulkane auf Hawaii, der jüngste der Mauna Loa, der eigentlich größe und höchste Vulkan der Erde, ausgehend von dem Meeresboden.

Schlackenkegel entstehen, wenn die Magma - enstanden etwa in Tiefen von 75 bis 250 km - durch Schlote nach oben zur Erdoberfläche "wandert", enthaltene Gase entweichen können, herausgeschleudert wird und dann zu Basalt erstarrt und in diesen Schklachenkegel gesammelt werden. Aschenkegel sind eine spezielle Form davon, wenn sich Grundwasser in den Magmakammern sammelt und dann Schlot und Magma explosov ausgestoßen werden. Ein Produkt dieser Vorgänge ist der Bimsstein oder Tuffstein. Maare sind die mit Wasser gefüllten, eingestürzten Schlote - wie etwa die bekannten Maare in der Eifel.

In fast jedem Geologie-Buch finden sich vereinfachte Darstellungen von Vulkanen. Hatten S. Yoder, einer der Begründer der experimentellen Petrologie magmatischer Gesteine, hat in seinem Buch "Basalts" einmal verschiedene Darstellungen aus verschiedenen (Lehr-)Büchern zusammengestellt. Die Grafiken werde ich ebenfalls noch neu zeichnen.

Passable Zeichnungen finden sich im Artikel "Vulkan" bei Wikipedia.
Auch im Buch von H.-U. Schmincke, Vulkanismus wird das Ganze ausgiebig diskutiert; darum sei auch dieses Buch durchaus empfohlen.
           
  

Vulkane in Italien

Ätna
Der zur Zeit 3350 m hohe Ätna liegt im NO Siziliens. Seine Basis hat einen Durchmesser von etwa 35 km, gesamte Fläche etwa 1200 qkm. Besonders interessant macht ihn seine jahrhundertelange, durchgehende Aktivität. So ändern sich Größe und Form- des Berge laufend. Am Ätna kann man vulkanische Tätigkeit über lange Zeit hin beobachten,  erforschen, dieser Vulkan ist dauerhafdt "in Betrieb".
Der Ätna hat vier Hauptkrater, die alle ständig aktiv sind. Der Zentralkrater hat einen Durchmesser von etwa 200 m und ist 80 m tief. Besonders typisch sind Flankenausbrüche, bei denen weit unterhalb des Kraters plötzlich neue Nebenkrater (etwa 300 Nebenvulkane) entstehen, es öffnen sich  Spalten, aus denen große Mengen an Lava ausströmt.
Der Ätna befindet sich genau am Schnittpunkt der europäisch-afrikanischen Plattengrenze und der C¢miso-Messina-Störung. An dieser Stelle treten die Magmamassen bis dicht an die Oberfläche und so kann die Magma leicht entweichen. Die Magmakammer des Ätna liegt in einer Tiefe von etwa 50-80 km.
Bislang hatte ich zweimal die Möglichkeit, den Ätna bis zum Gipfel hin zu besteigen und in den "Feuerschlund" zu blicken. Durch die starken Ausbrüche in den letzten Jahren, ist diese Möglichkeit nicht mehr gegeben. Zudem sind das Gipfelhaus und  einige Häuser an den Flanken und auch die letzte Beobachtungsstation unterhalb des Gipfels zerstört worden.

Liparische Inseln, Vulcano, Stromboli
Nördlich von Sizilien (genauer ausgehend von Messina) liegen die Liparischen Inseln. Neben der Hauptinsel Lipari sind die beiden Inseln Vulcano und Stromboli besonders zu erwähnen.
Der Vulkan Stromboli gehört zu den aktivsten Vulkanen der Erde. Er ist zwar nur 930 m hoch, aber berücksichtigt man die durchschnittliche Wassertiefe von 2.000 m, wären es sogar 3.000m (insgesamt). Der Vulkan bricht 4 bis 6 mal pro Stunde aus. Der Stromboli hat den gleichen Ursprung wie der Ätna und wird von der gleichen Magmaquelle gespeist. Der Aufstieg ist nach einem größeren Ausbruch in den Jahren 2002 und 2003 seit 2005 nur mit kundiger Begleitung (Bergführer) möglich. Besonders der Abstieg kann gefährlich werden.
Vulcano ist durch die deutlich wahrnehmbaren Spalten mit Schwefeldämpfen und Schlammbäder gekennzeichnet. Als Ziel bei den Touristen (auch bei nur kleineren Touren) recht beliebt.

Vesuv
Die Katastrophe hatte sich bereits durch ein starkes Erdbeben in Jahre 62 n. Chr. angekündigt. Am 24. August 79 n. Chr. brach der Vesuv aus. Dabei wurden die umliegenden Orte Pompeji, Herculaneum, Stabiae, Oplontis, Leucopaetra, Taurania, Tora, Cossa und Sora begraben. Die bei der Explosion entstandene Bimsstein- und Aschewolke zog nach Süden, die dort liegenden Städte - besonders Pompeji - verschwanden unter einer 3 bis 5 m hohen Bimssteinschicht. Einige Orte am Fuße des Berges - besonders Herculaneum - wurden von einer Schlammlawine überrollt, die aus Asche und dem plötzlich einsetzenden starken Regenfällen gebildet hatte. Die begrabenen Städte wurden so konserviert worden und konnten heute vollständig erhalten wieder ausgegraben werden. Alle Menschen, die noch nicht vorher fliehen konnten, wurden innerhalb von Sekunden durch die etwa 500 ° C heiße Gaswolke (pyroklastische Wolke) getötet.
Der 1277 m hohe Vesuv ist weiterhin aktiv. Der heute noch erkennbare Krater von 79 n.Chr. ist zu einer Caldera eingestürzt, d.h. der Gipfel selbst wurde gewissermaßen weggesprengt. Durch neue Ausbrüche ist ein neuer Krater entstanden. Das letzte Mal war der Vesuv 1944 tätig.
Den Vesuv zählt man zum plinianischen Vulkantyp (eben nach dem römischen Historiker Plinius d. J. benannt), wegen der Zusammensetzung seines Magmas ist er besonders explosiv.  Das Drama des damaligen Ausbruchs ist gerade durch die plastischen Schilderungen von Plinius in zwei Briefen eindrucksvoll und (wissenschaftlich) exakt wiedergegeben worden.
Dieser Vulkan hat mich bei meinem Besuch und Besteigung mehr beeindruckt: er ist nicht so majestätisch wie der Ätna, aber ich selbst spürte seine Unberechenbarkeit und Gefährlichkeit deutlicher.

Die Phlegräischen Felder im Anschluß an den Vesusv erstrecken sich über 150 km² und gehören nach Ansicht der meisten Geowissenschaftler mit dem Vesuv zusammen zu den gefährlichsten Vulkanen. Vesusv und diese "vulkanischen" Felder besitzen eine gemeinsame Magmakammer in etwa 10 km Tiefe.


Pompeji, Herculaneum
Set etwa 1980 wurden in den beiden Städten am Abhang des Vesuvs weitere Ausgrabungen gemacht. Die ersten Ausgrabungen gab es bereits vor 200 Jahren.
Vor etwa 11 Jahren, nämlich 17.2. - 5.6.1995, gab es eine beeindruckende Ausstellung in der Kunst- und Ausstellungshalle der Bundesrepublik Deutschland in  Bonn unter dem Titel "Unter dem Vulkan - Meisterwerke der Antike aus dem Archäologischem Nationalmuseum Neapel". Dabei wurden Fresken, Mosaiken und weitere Kunstwerke aus Pompeji und Herculaneum gezeigt; vor allem einige Wandmalereien aus Pompeji kamen mir zeitlos vor.
Und es gab im Bremer Fockemuseum eine Austellung "Die letzten Stunden von Herculaneum" - sehr anrührend. Es ist zudem eine Besonderheit - noch nie wurden soviele Schätze aus dieser verschütteten Stadt außerhalb Italiens gezeigt. Es sind z.B. einige typische, damalige  Lebensmittel zu sehen, zwar verkohlt, aber in einem Zustand, als wäre die Katastrophe erst gestern passiert. Des weiteren sind viele Kunstwerke und Alltagsgegenstände (etwa eine Wiege), auch die beiden berühmten  zwei Läufer und zwei noch verschlossene Papyri aus der Villa dei papiri ( oder Pisonen-Villa) zu bewundern.
Der Katalog zu dieser Ausstellung bringt außerdem jüngste Forschungsergebnisse, auch aus den Grabungsperioden um 1985.       

Mich haben Vulkane sehr interessiert und ich habe versucht, alle in Europa erreichbaren  zu besteigen, zuletzt wieder den Vesusv im Oktober 2017.