6 Beispiele für „Massenaussterben“:

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- vor etwa 500 bis 490 Mio. Jahren:
(Spät-Kambrium / Früh-Ordovizium) -
- vor etwa 450 bis 430 Mio. Jahren:
(Spät-Ordovizium / Früh-Silur) -
- vor etwa 365 bis 350 Mio. Jahren:
(Spät-Devon / Früh-Karbon) -
- vor etwa 260 bis 240 Mio. Jahren:
(Spät-Perm / Früh-Trias) -
- vor etwa 210 bis 190 Mio. Jahren:
(Spät-Trias / Früh-Jura) -
- vor 65 Mio. Jahren:
(Spät-Kreide / Früh-Tertiär) -

Von diesen 6 Massenausterben ist allerdings nur der Massentod am Ende der Kreidezeit allgemein bekannt. Damals traten jene Tiere von der Bühne des Lebens ab, die auch heute noch die Phantasie zahlreicher Menschen beschäftigen: die Dinosaurier.

Geologische Gedankengrundlagen

| Aktualismus | | Exzeptionalismus | | Kataklysmentheorie (Katastrophentheorie) | | Zyklentheorie |

(*) Der Aktualismus ist die von James Hutton (1726-1797) und mehr noch von Karl von Hoff (1771-1839) begründete Gedankengrundlage zur Interpretation geologischer Erscheinungsbilder, die bis heute die wichtigste Gedankengrundlage geblieben ist. Als Grundlage gilt die Annahme, daß Kräfte und Erscheinungen der geologischen Vorzeit mit den heute zu beobachtenden gleichartig sind, so daß unmittelbare Rückschlüsse vom beobachtbaren Erscheinungsbild zu den früheren Bildungsabläufen möglich werden. Die Erde wird hier - im Gegensatz etwa zum Exzeptionalismus und insbesondere zur Kataklysmentheorie (Katastrophismus) - als Summation vielfacher Wirkungs- und Entwicklungsvorgänge betrachtet. Allerdings zeigen sich innerhalb der Erdgeschichte mehrfach Steigerungen des angeblich normalen Geschehens (Orogenesen, Zeiten verstärkten Vulkanismus, Eiszeiten, Zeiten mit Bildung großer Kohle- und Salzlager, Besitznahme des Landes durch Tiere und Pflanzen, sprunghafte Entwicklungen bei Tieren und Pflanzen u.s.w.), so daß aus dem heutigen aktuogeologischen Bild nicht immer eine befriedigende Deutung dieser Vorgänge gegeben werden kann. Man muß also trotz Anerkennung des aktualistischen Prinzips und die der Beachtung der langen Zeiträume der Erdgeschichte mit dem Vorhandensein zeitweiliger Besonderheiten rechnen.

(*) Der Exzeptionalismus geht davon aus, daß bestimmte Gesteine, Gebirge u.s.w. durch außergewöhnliche, heute nicht mehr beobachtbare Prozesse gebildet worden sind.

(*) Die Kataklysmentheorie, auch Katastrophentheorie oder Katastrophismus bzw. Kataklysmus genannt, besagt, daß der Unterschied der Faunen und Floren zwischen den einzelnen geologischen Zeiten nur durch das Eintreten großer Katastrophen erklärbar ist, die plötzlich und ohne alle Zwischenstufen die Mehrzahl der Lebewesen eines Gebietes vernichtet haben. Im Anschluß daran sind durch Neuschöpfung und vielleicht auch Einwanderung aus anderen Gebieten neue Tiere und Pflanzen entstanden.

(*) Die Zyklentheorie ist die vor allem von Hans Stille (1876-1966) begründete Gedankengrundlage, daß die Erdgeschichte in Zyklen verläuft, wobei sich Zeiten ruhiger Entwicklung (Evolution) mit Zeiten wesentlicher Steigerung des geologischen Geschehens (Revolution) abgewechselt haben. Mit diesen Fragen hat sich vor allem Hans Stille befaßt. Gemäß seinen Vorstellungen beginnt ein geotektonischer Zyklus mit der epirogenen Absenkung einer Geosynklinale zu einem Gebirge (vgl. Orogensese) und klingt dann mit nachfolgender Hebung und damit verbundener Abtragung und Einebnung, u.U. auch Senkung, wieder ab. Parallel zu diesem geotektonischen läuft ein geomagmatischer Zyklus ab. Der magmatische (magmatologische) Zyklus ist also die Bezeichnung für die mit der Bildung von Geosynklinalen und Orogenen in Zusammenhang stehenden magnetischen Prozesse. Dieser Zyklus gliedert sich laut Hans Stille im Idealfall in: (I) den initialen (Ophiolith-) Magmatismus der Geosynklinalen, (II) den synorogenen Magmatismus (basische bis saure, vorwiegend granitische Plutone) der orogenen Phasen, (III) den subzequenten Magmatismus (basaltische, andesitische, rhyolithische Vulkanite und Granitplutone), (IV) den freien Magmatismus (vorwiegend Basalte, Andesite, Rhyolithe) der vollkratonischen Zeitperioden. John T. Wilson entwickelte Stilles Zyklentheorie weiter und beschrieb 1970 acht sich wiederholende Phasen: (1.) Ruhephase (mit „Hotspots“), (2.) Graben- oder Rift-Phase (Beispiel: Ostafrikanischer Graben), (3.) ozeanische Jungphase (Beispiel: Rotes Meer), (4.) ozeanische Reifephase (Beispiel: Atlantik), (5.) ozeanische Schrumpfungsphase (Beispiel: Pazifik), (6.) ozeanische Endphase (Beispiel: Mittelmeer), (7.) Kollisionsphase (Beispiel: Himalaya), (8.) Ruhepause (der gesamten Plattentektonik; die aufgetürmten Gebirge werden abgetragen). Auch z.B. der Zyklus von Pangäa (**|**|**) ist ein Indiz für die Richtigkeit der Zyklentheorie.

Geotektonik ist das Forschungsgebiet der Geologie, bei dem versucht wird, unter Heranziehung geophysikalischer und geochemischer Erkenntnisse den Entwicklungsgang von Erdkrustenbewegungen und Erdmassenverlagerungen theoretisch zu erklären. Geotektonische Theorien der:

(1) Die Theorie der Kontraktion ist sozusagen eine Schrumpfungstheorie und wurde bereits gegen Ende des 18. Jahrhunderts von verschiedenen Theoretikern entwickelt, z.B. auch vom schweizerischen Naturforscher Horace-Bénédict de Saussure (1740-1799). Diese auf die Voraussetzung einer Abkühlungsschrumpfung der Erde basierende Theorie wurde weiterhin von Eduard Sueß (1831-1914; „… der Zusammenbruch der Erdballs ist es, dem wir beiwohnen“, in: Das Antlitz der Erde, 1883) verwendet und ausgebaut und als Grundlage für geotektonische Interpretationen immer wieder auch von Hans Stille (1876-1966) beansprucht. Die Theorie geht davon aus, daß sich die infolge der Abkühlungskontraktion des Erdballs entstehenden, vertikalen Bewegungen in der Erdkruste in horizontale Spannungen umsetzen. Hierdurch ergebem sich Runzelungen und Faltungen, jedoch konzentriert auf bestimmte Zeiten und Krustenfelder. Die Episodizität dieser Ereignisse ist dabei offenbar das Resultat des mehrfachen Erreichens bestimmter Grenzspannungen. – Ein starkes Gegenargument ist das Vorhandensein einer auf den Zerfall radioaktiver Stoffe zurückgehenden stetigen Wärmestrahlung im Erdkörper, die zumindest die Abkühlungsgeschwindigkeit sehr stark herabsetzt. Für den schärfsten Gegensatz zur Theorie der Kontraktion steht die Theorie der Expansion (-› 2).

(2) Die Theorie der Expansion ist eine vor allem auf Gedanken von Ferdinand von Richthofen (1833-1905) zurückgehende und im Gegensatz zur Theorie der Kontraktion (-› 1) stehende Theorie, die die tektonischen Erscheinungen der Erdkruste mit einer Ausdehnung von Teilen derselben infolge innerer Erwärmung der Erde erklärt. Infolge zeitlicher und räumlicher Schwankungen der irdischen Gravitationskonstante sollen sich Veränderungen der Volumen der Erde ergeben, die innerhalb der Erdgeschichte zu verschiedenen tektonischen Prozessen (Hebungen, Senkungen, Bildung von Faltengebirgen, Gräben u.s.w.) geführt haben sollen. Das erste umfassende Werk über die Expansion der Erde mit dem Titel „Vom wachsenden Erdball“ veröffentlichte 1933 Ott Christoph Hilgenberg (1896-1976). Er hatte den Versuch gemacht, die Kontinente auf einer Erdkugel kleineren Durchmessers möglichst lückenlos unterzubringen und meinte, daß die Ozeanbecken sich erst durch eine Ausdehnung, die Expansion der Erde, gebildet hatten. Die Theorie der Expansion wurde später, in den 1960er Jahren, in etwas abgewandelter Form, wieder aufgegriffen, allerdings unter anderer Begründung der Expansion.

(3) Die Theorie der Kontinentalverschiebung (Kontinentaldrift), um 1900 von Alfred Wegener (1880-1930) entwicklelt, geht aus von der Annahme möglicher horizontaler Driftbewegungen der leichteren Landmassen (Sial: Oberkruste der Erde, in der Si- und Al-Verbindungen vorherrschen) auf der schwereren Unterschicht (Sima: Oberkruste der Erde, in der Si- und Mg-Verbindungen vorherrschen) und dem Vorhandensein eines großen geschlossenen Urkontinents (Pangäa) gegenüber dem sehr großen Tiefseebereich eines spezifischen Urmeeres (Panthalassa). Diese bis zum Ende des Paläozoikums vorhandene Pangäa begann ab dem Mesozoikum auseinander zu driften, wenn auch nicht an allen Stellen gleichzeitig und in gleicher Intensität, was aus dem Vergleich von Floren- und Faunenbildung oder demjenigen tektonischer Bilder ablesbar sein soll. Auf solche Weise sollten sich z.B. Ozeane, wie z.B. auch der Atlantik, neu gebildet haben. Während der Driftbewegung werden an der Vorderseite der Kontinentalmasse große Faltenzüge im Bereich der pazifischen Küsten Nord- und Südamerikas aufgestaucht. – Wesentliche Unterschiede zur Plattentektonik (-› 10): dort lückenlose Aufteilung der Lithosphäre (Kruste und Teile des oberen Mantels) in große und kleine Platten, die sowohl aus kontinentaler als auch ozeanischer Lithosphäre bestehen können (siehe: Abbildung). Diese Platten können die verschiedensten Bewegungen zueinander ausführen und sich sogar untereinander (Subduktion) oder auch übereinander (Obduktion) schieben (siehe: Abbildung). Gemäß Kontinentalverschiebungstheorie gleiten dagegen Kontinentalblöcke (Sial) auf ihrem Substrat (Sima) auseinander. Plattentektonische Vorgänge können sich zu allen Zeiten der Erdgeschichte und mehrfach ereignen. Die Bewegungsvorgänge der Kontinentalverschiebung gehen nur auf ein einmaliges postpermisches Zerbrechen von Pangäa zurück. Bildungs- und Antriebsmechanismen gemäß der Theorie der Plattentektonik: Mittelozeanischer Rücken (siehe: Abbildung) mit Erweiterung (wie Altersbestimmungen und paläomagnetische Forschungen zeigen, wird der Ozeanboden mit zunehmender Entfernung von den Mittelozeanischen Rücken spiegelbildlich auf beiden Seiten älter; so erweitern sich die Ozeanböden, und die Zentralgräben erweisen sich als Plattengrenzen; siehe: Abbildung), Konvektionsströme (siehe: Abbildung) u.s.w.. Bildungs- und Antriebsmechanismen gemäß der Theorie der Kontinenentalverschiebung: Präzession der Erdrotation, Gezeitenreibung, Polflucht (wegen der Abplattung der Erdpole ist die Schwerkraft dort größer als am Äquator, so divergieren die Niveauflächen bzw. wandern die Kontinente von den Polen zum Äquator) u.s.w..

(4) Die Theorie der Unterströmung und Verschluckung ist eine von Otto Ampferer (1875-1947) aufgestellte, im Jahre 1906 veröffentlichte, auch z.B. von Robert Schwinner (1878-1953), Hans Cloos (1885-1951) u.a. vertretene Theorie, die ausgeht von der Annahme von Ausgleichsströmungen (Konvektionsströmungen) in zähplastischen Tiefenzonen, durch welche die verschiedenen Krustenbewegungen verursacht sein sollen (vgl. Subfluenz als subkrustale erfolgende, zeitweilig beschleunigte Massenströmungen). Als Energiequelle wird die durch radioaktiven Zerfall erzeugte Wärme angenommen, wobei die Festlandschollen reicher an radioaktiven Stoffen sein sollen als die Bereiche unterhalb der Meeresböden. Daher steigen im Untergrund der Kontinente „erhitzte Massen auf, fließen unter die Kühlflächen der Ozeanböden ab und sinken dort wieder herab.“ Durch solche Bewegungen werden in den starren Krustenteilen tektonische Zerbrechungserscheinungen wie Gräben, Schollengebirge u.s.w., aber auch Einsenkugen hervorgerufen, z.B. von Geosynklinalen (ausgedehnte Zonen starker Absenkung mit mächtigen Sedimenten und unterschiedlichem Auftreten von Magmatiten). An anderen Stellen wird dagegen die Erdhaut regelrecht zusammengeschoben, wobei die tieferen Teile sogar in die Tiefe „verschluckt“ werden.

(5) Die Theorie der Fließ-Dehnung ist wie schon Wegeners Theorie der Kontinentalverschiebung (-› 3) eine mobilistische Theorie. Hauptvertreter der Theorie der Fließdehnung ist Beno Gutenberg (1889-1960), der mit seinen grundlegenden Forschungen zur Theorie dieser Wellen entscheidend zum heutigen Verständnis des komplexen Schalenaufbaues der Erde und zur späteren Plattentektonik (-› 10) beitrug. (Als Gutenberg 1908 von Darmstadt nach Göttingen wechselte, wurde er bald der wichtigste Mitarbeiter von Emil Wiechert, der unter anderem die zweischaligen Gleichgewichtsfiguren erforschte, den Seismograph erfand, mit dem erstmals horizontale und vertikale Komponenten der seismischen Erdbewegung registriert werden konnten. Außerdem wandte Wiechert seismische Methoden bei der Erkundung von Lagerstätten an. Dieser erste wirklich brauchbare Seismograph von Wiechert ist noch heute im Betrieb und in Göttingen zu besichtigen.). Laut der Fließhypothese sollen Fließbewegungen des Sial (Oberkruste der Erde, in der Verbindungen von Si und Al vorherrschen) über dem Sima (Unterkruste der Erde, in der Verbindungen von Si und Mg vorherrschen) kein Zerreißen der Urkontinentalscholle erzeugen - wie laut Wegeners Kontinentalverschiebung (-› 3) -, sondern eine Fließ-(Dehn-)Bewegung. Sie soll im Bereich des heutigen Atlantik und Indik ein Ausdünnen der Scholle und damit die Bildung dieser Meeresbecken bewirkt haben.

(6) Die Theorie der Oszillation ist eine von Erich Haarmann (1882-1945) entwickelte und 1916 veröffentlichte Theorie zur Erklärung der großen Krustenbewegungen von Erde und Mond und geht von der Annahme der Bildung großer Auf- und Abschwellungen der kristallinen Kruste aus: Oszillation (positiv: Geotumor; negativ: Geodepression). Diese Oszillation soll durch Stoffverschiebungen in der Erdkruste bedingt sein. Die damit verbundene starke Dehnung läßt in der sedimentären „Kopfhaut“ der Tumoroberfläche große Brüche aufreißen. Diesem Vorgang der Primärtektogenese folgt, verursacht durch das schwerebedingte Abgleiten der aufgerissenen Sedimenthülle an den Tumorflanken, die Sekundärtektogenese. Am Fuße des Tumors können sich bei wenig behinderter Gleitung (Freigleitung) der Sedimenthülle bogenförmige Gebirgsstränge mit einseitigem Bau oder - bei Zusammengleiten in den Depressionen (Volltrogleitung) - mehr oder weniger gerade, meist zweiseitig gebaute Gebirgszüge aufstauchen. Mit der Theorie der Osziallation eng verwandt ist die später entwickelte Theorie der Undation (-› 8).

(7) Die Theorie der Thermozyklen ist eine zwischen 1925 und 1930 erstmals veröffentlichte Theorie, die davon ausgeht, daß durch radioaktiven Zerfall eine starke Wärmeproduktion in der Erde entsteht, die nicht durch Wärmeleitung schnell abgebaut werden kann. So ergeben sich jeweils Wärmesteigerungen bis zu Grenzwerten, bei denen eine Verflüssigung der Unterkruste möglich wird. Die anschließenden starken magmatischen Eruptionen und verstärkt einsetzende Konvektionsströme erzeugen eine beschleunigte Abkühlung und - damit verbunden - eine Schrumpfung und Faltung der Erdkruste. Auf diese Weise soll sich in der Erdgeschichte Zyklus an Zyklus reihen.

(8) Die Theorie der Undation ist eine um 1933 veröffentlichte und mit der Theorie der Oszillation (-› 6) eng verwandte Theorie, die jedoch als „Motor“ der Primärtektogenese aktive magmatische Strömungen in der Tiefe annimmt. Solche Strömungen sollen schließlich vertikale Krustenbewegungen verursacht haben. – Durch epirogene (vgl. Epirogenese als Bewegungsvorgänge der Erdkruste) Bewegungen bilden sich große Schwellen (Geantklinalen) und Becken (Geosynklinalen) - ein Vorgang, den Hans Stille (1876-1966) als Undation (Großfaltung, großräumige Verbiegung der Erdkruste) bezeichnet hat.

(9) Die Theorie der Entgasungskontraktion aus den 1950er Jahren geht von der Beobachtung aus, daß täglich aus der Erde viele Millionen Kubikmeter Gase verschiedener Art entweichen. Dieser Verlust an Volumen und Energie soll Schrumpfungen der festen Erdkruste und damit gravitatives Nachsinken, Bruchbildung, Faltung und Gebirgsbildung zur Folge haben.

(10) Die Theorie der Plattentektonik ist eine seit etwa 1965 etablierte Theorie, die auf der Vorstellung einer globalen Tektonik beruht und davon ausgeht, daß die Lithosphäre (Kruste und Teile des oberen Mantels) in einige große und eine Anzahl kleinerer Platten zerlegt ist (siehe: Abbildung), die sich nahezu wie starre Körper verhalten. Diese Platten können horizontale Bewegungen ausführen. Sie gleiten dabei auf der Asthenosphäre. Auf diese Weise können sie sich von ihren Nachbarplatten entfernen (Divergenz; divergenter Plattenrand) oder mit anderen Platten kollidieren (Konvergenz; konvergenter Plattenrand). Weiterhin kann an einem Plattenrand eine Platte umbiegen und unter die andere absinken (Subduktion). Auch kann bei einer Kollision eine ozeanische Platte sich auf eine andere ozeanische Platte schieben (Obduktion). Bewegungen an den Plattengrenzen sind die Ursache für tektonische Prozesse, z.B. große Horizontalverschiebungen und die Angliederung von Terranes (von Störungen umgrenzte, mehr oder weniger einheitliche Gesteinsverbände mit üblicherweise regionler Ausdehnung, die den Plattenrändern durch Kollision angeschweißt oder regelrecht in die Plattenrandzonen eingespießt wurden), aber auch für die Entstehung von Orogenen (Gebirgseinheiten). Plattentektonik ist somit Tektonik als Konsequenz der Plattenbewegungen an ihren Rändern. – Vielfach erzeugen Bewegungen an den Plattengrenzen Erdbeben. Eine besonders charakteristische Verteilung der Erdbeben-Hypozentren zeigen die abtauchenden Platten in den Subduktionszonen (siehe: Abbildung). Vielfach werden als „Motor“ für diese Prozesse Strömungen (Konvektionsströmungen) im tieferen Erdmantel angenommen (siehe: Abbildung), da an den divergierenden Plattengrenzen der Mittleozeanischen Rücken (siehe: Abbildung) schmelzflüssiges Mantelmaterial aufsteigt und die hier angrenzenden Platten sich dabei nach außen bewegen (konstruktiver Plattenrand). Aus diesem Schmelzfluß wird den auseinander weichenden Plattengrenzen immer wieder neues Material angeschweißt. Da bei der Erstarrung dieser Schmelzen sich das jeweils herrschende magnetische Erdfeld abbildet und sich andererseits in bestimmten Zeitabständen das Erdmagnetfeld umpolt, zeigt sich bei entsprechenden magnetischen Vermessungen des Ozeanbodens ein parallel und symmetrisch zu den Mittelozeanischen Rücken verlaufendes Streifenmuster (siehe: Abbildung). Die in den inneren Teilen der Platten stattfindende Bruchtektonik und Krustenverbiegungen aller Art und Dimension werden als Intraplattentektonik zusammengefaßt. Der nicht an den Plattenrändern, sondern im inneren Teil kontinentaler wie ozeanischer Platten aufretende Vulkanismus wird als Intraplattenvulkanismus bezeichnet. – Wir stellen hiermit fest: Die Theorie der Plattentektonik ist eine Weiterführung der Theorie der Kontinentalverschiebung (-› 3).

Seit etwa 1900 entwickelte Alfred Wegener die Theorie der Kontinentalverschiebung - er veröffentlichte die Theorie jedoch erst 1912 () - und arbeitete außerdem über die Thermodynamik der Atmosphäre und die Entwicklung geophysikalischer Instrumente. Er trug seine Vorstellungen über die Kontinentalverschiebung erstmals vor im Januar 1912 auf einer Tagung der Geologischen Vereinigung im Frankfurter Senckenberg-Museum (). Er erntete aber fast einhelligen Einspruch seiner Fachkollegen. (Und die Ausländer, besonders die englischsprachigen Ausländer, lachten ihn sogar aus - das sollten sie mehrere Jahrzehnte später noch bitter bereuen!). Nur der Marburger Geologe Prof. Emanuel Kaiser (Mitbegründer der Geologischen Vereinigung) unterstützte Dr. Alfred Wegener. Wegener unternahm mehrere Expeditionen, vor allem viele Grönland-Expeditionen (1906-1908, 1912, 1913, 1929, 1930) und war ab 1919 Abteilungsleiter an der Deutschen Seewarte und Professor in Hamburg. Seine wegweisenden Theorien über die Kontinentalverschiebung und die Polverlagerung befruchteten vor allem die Geologie, die Paläobotanik und die Paläontologie. Alfred Wegener starb 1930 im Inlandeis auf dem Weg von der Station Eismitte zur Westküste Grönlands. 1930 wurde Alfred Wegeners Theorie der Kontinentalverschiebung eindrucksvoll durch die Erforschung des unter der Erdkruste liegenden Erdmantels und der Tiefenseeböden bestätigt! Aus diesen Untersuchungen entwickelte sich Ende in den 1960er Jahren die Vorstellung der Plattentektonik, die besagt, daß die Erdkruste in Platten unterschiedlicher Größe zerfallen ist und daß sich diese Platten auf dem Erdmantel-Material mit Geschwindigkeiten bis etwa 13 cm pro Jahr bewegen. Man wies nach, daß in den mittelatlantischen Rücken aus dem Erdmantel Magma aufsteigt und sich die so dauernd neu entstehende Kruste nach zwei Seiten hin auseinander bewegt. Da sich die Gesamt-Oberfläche der Erdkudgel jedoch nicht verändert, muß sich an anderer Stelle der Erde ein Ozean oder Kontinent verkleinern. Dies geschieht z.B. durch „Verschluckung“ (Subduktion) der ozeanischen Kruste in den sogenannten Tiefseegräben, wie sie vor allem im Pazifischen Ozean häufig zu finden sind. Das heißt: Der Atlantik dehnt sich zur Zeit noch aus, während der Pazifik dafür „schrumpft“. Nahezu die gesamte ozeanische Kruste der Weltmeere erleidet das Schicksal der „Verschluckung“. Es gibt keine Reste ozeanischer Kruste, die älter als etwa 200 Mio. Jahre sind. Alle älteren Ozeane sind verschwunden. Aus diesem Grunde kann die ältere Entwicklungsgeschichte der Erde nur aus den Gesteinen der Kontinente rekonstruieren werden; diese sind vom „Verschluckungsprozeß“ nicht betroffen. – Wegeners Theorie der Kontinentalverschiebung (Plattentektonik) war bahnbrechend.

Für die Praxis der Erdbebenkunde fast ebenso bahnbrechend wie Wegeners Theorie war der 1903 von dem Göttinger Physiker Emil Wiechert entwickelte Seismograph, mit dem erstmals horizontale und vertikale Komponenten der seismischen Erdbewegung registriert werden konnten; außerdem wandte Wiechert seismische Methoden bei der Erkundung von Lagerstätten an. Dieser erste wirklich brauchbare Seismograph von Wiechert ist noch heute im Betrieb und in Göttingen zu besichtigen.

Die Erde hat einen dichten Eisen-Nickel-Kern, einen Mantel mit Gesteinen mittlerer Dichte und eine Kruste aus leichterem Material. (). Die äußeren festen Schichten, d.h. die Kruste und der höchste Teil des oberen Mantels, werden auch als eine „Sphäre“ angesehen und Lithosphäre genannt, die dann wiederum in die ozeanische Lithosphäre und die kontinentale Lithosphäre unterteilt wird. Beispielsweise ist die heutige ozeanische Lithosphäre wahrscheinlich erst ungefähr 100 bis 180 Millionen Jahre alt, denn die gigantischen Gesteinsbewegungen vom heißen äußeren Kern in den Mantel und gewaltige Vulkanausbrüche erzeugen ständig eine neue ozeanische Kruste. Entlang der verschiedenen ozeanischen Rücken, die sich auf einer Länge von ca. 40000 km durch die Meere ziehen, ist das gut zu beobachten. Etwa 20 Kubikkilometer neues Gestein pro Jahr entstehen auf diese Weise. (Phantastisch!). Die im wahrsten Sinne des Wortes neu auftauchende ozeanische Kruste verdrängt dabei das ältere Gestein des Ozeanbodens und schiebt es sozusagen nach links und rechts zur Seite weg. Der Meeresboden wird also ständig neu erschaffen. „Wie aber reagieren die Kontinente auf die sich ausbreitende ozeanische Kruste?  Wie reagieren die alten Kontinente auf den Druck der Ozeanböden?  Dazu muß man wissen, daß die gesamte Lithosphäre, die ozeanische und die kontinentale, in ungefähr ein Dutzend einzelne Platten zerbrochen ist. Diese schwimmen regelrecht auf einer teilweise geschmolzenen, zähflüssigen Schicht, der so genannten Asthenosphäre. Getrieben durch die Konvektion von heißem, flüssigem Material aus dem Erdinneren, bewegen sich einige der Platten aufeinander zu, andere driften voneinander weg. Die Wärmequellen im Inneren der Erde liefern die hierfür benötigte Energie. Wo die Platten auseinander driften, kommt es zu einem regen Vulkanismus. Geschmolzenes Material steigt in den Spalten zwischen den Platten auf, kühlt ab und bildet eine neue Kruste. Im Laufe der Jahrmilliarden sind so riesige Becken entstanden, die späteren Ozeane. Doch da die Erde eine Kugel mit endlicher Oberfläche ist, müssen die Platten woanders auch wieder aufeinander zutreiben. Wo das der Fall ist, spricht man von so genannten Subduktionszonen, in denen eine Platte unter der anderen wegtaucht und in der Tiefe wieder aufgeschmolzen wird. Der Rand der aufgleitenden Platte wird gestaucht, so daß es zur Auffaltung von Gebirgen und häufigen Erdbeben kommt. Auf diese Weise bildet sich ein regelrechter Gesteinskreislauf, indem aus dem Erdinneren aufsteigendes Material an anderer Stelle wieder abtaucht. Heute kann man aus den unterschiedlichen Gesteinsfunden Bilderreihen von einem regelrechten Tanz der Kontinente anfertigen. Afrika treibt gegenwärtig auf Europa zu und wölbt die Alpen auf. Indien schiebt sich unter den eurasischen Kontinent und hebt das Himalaja-Gebirge an. Auch der südliche Teil von Afrika wird zur Zeit angehoben, während der nördliche Teil sich unter Europa schiebt. Amerika driftet von Europa weg in Richtung Asien, und in schätzungsweise 20 Millionen Jahren werden Teile Ostafrikas vom afrikanischen Kontinent abbrechen. (). Da also alle Kontinente im Fluß sind, muß die Erde früher ganz anders ausgesehen haben.“ (Harald Lesch, Big Bang, zweiter Akt, 2003, S. 185). Also kann man auch mit ruhigem Gewissen die Prognose wagen, daß z.B. in rund 50 Millionen Jahren Australien seine Drift nach Norden fortgesetzt haben wird, daß ein Teil Ostafrikas sich vom afrikanischen Kontinent abspalten wird, daß Kalifornien westlich der San-Andrea-Verwerfung sich von Nordamerika wahrscheinlich schon gelöst haben wird, daß Atlantik und Indischer Ozean weiter wachsen werden und der Pazifik weiter schrumpfen wird, daß das Rote Meer sich weiter öffnen wird und daß das nordwärts drängende Afrika das Mittelmeer noch weiter einengen wird.

Ozean-Kruste sinkt unter Kontinental-Kruste Große und kleine Platten (vgl. Text) Brücke in Island, die die Nordamerikansiche Platte und die Eurasische Platte verbindet.

Die Antriebskraft der Plattenbewegungen wirkt aus dem Inneren des Erdmantels (). Infolge von Temperaturunterschieden zirkulieren Konvektionsströmungen im Mantel. Dort, wo die Strömungen zweier Zyklen zusammen emporsteigen und dann auseinanderlaufen, streben auch die betreffenden Platten auseinander, wobei der ihren Grenzbereich markierende Mittelozeanische Rücken sich stetig verbreitert. Dort, wo die Strömungen der Zyklen abwärts gerichtet sind, werden die Platten zusammengeführt, wobei es zur Unterschiebung der einen unter die andere kommt und eine Subduktionszone entsteht. Der ozeanische Boden muß also wieder ins Erdinnere hinabtauchen. Die Subduktionszonen nehmen Erdkruste etwa in dem Maße auf, wie diese entlang des Mittelozeanischen Rückens neu gebildet wird. So erklärt sich, daß keine heute bekannte ozeanische Kruste älter als ca. 200 Millionen Jahre ist.

Magnetische Untersuchungen des Meeresbodens lieferten einen wichtigen Beitrag zur Theorie der Plattentektonik. Das von Magnetometern aufgezeichnete Streifenmuster am Meeresgrund resultiert aus der wiederholten Umkehrung der Nord-Süd-Polarität des irdischen Magnetfeldes während der vergangenen Millionen von Jahren. Die symmetrische Anordnung der magnetischen Streifen zu beiden Seiten des Mittelozeanischen Rückens läßt sich nur dadurch erklären, daß die jeweils zusammenpassenden Streifen gleichzeitig entstanden und auseinanderwanderten, während in der Zentralspalte des Rückens neues Krustenmaterial aus aufsteigendem Magma gebildet wird.

Subduktion bedeudet, daß eine Platte unter eine andere absinkt. So wird sialisches Material in die Tiefe transportiert. Die A-Subduktion, alpine Subduktion, ist ein wenig gebräuchlicher Begriff, um ein großräumiges Absinken einer Kontinentalkruste unter eine andere Kontinentalkruste als subduktionsähnlichen Vorgang darzustellen und gegen die Subduktion ozeanischer Lithosphäre abzugrenzen, die als B-Subduktion (Benioff-Subduktion) der A-Subduktion gegenübergestellt wurde.

Subduktionszonen sind Bereiche der Zerstörung ozeanischer Kruste. Mit dem Abtauchen einer Platte unter eine andere wird Ozeanboden in die Tiefe geschoben, so daß es zur Ausbildung eines Tiefseegrabens kommt. Die Subduktion ist begleitet von Erdbeben; wo Lava im Zusammenhang mit den Schmelzvorgängen in der Tiefe die Erdoberfläche erreicht, entsteht ein vulkanischer Inselbogen.Ein Mittelozeanischer Rücken bildet sich, wenn zwei Platten sich voneinander weg bewegen. Entlang der Dehnungsfuge im Kamm des Rückens dringt Magma aus dem Erdmantel empor und bildet, indem er erstarrt, neuen Meeresboden, dessen Abwandern durch das Nachdrängen weiterer Gesteinsschmelze ausgeglichen wird.Übergangsverwerfungen finden sich, wo an einem unregelmäßig verlaufenden Plattenrand Kammabschnitte des Mittelozeanischen Rückens gegeneinander versetzt sind. Die Übergangsverwerfung ist aktiv nur zwischen den Rückenscheiteln. Wo keine gegenläufige Bewegung stattfindet, ist die Verwerfung nicht zugleich Plattengrenze.

Die Afrikanische Platte und die Antarktische Platte sind nicht von Subduktionszonen begrenzt, sie werden also größer. Dieses Wachstum wird im wesentlichen durch eine Subduktionszone kompensiert, die sich im Bereich der Tongainseln entwickelt, sowie durch weitere Subduktionszonen im Pazifik. Die Indische Platte, die Australische Platte und die Pazifische Platte befinden sich im Schrumpfungsprozeß. Vulkanismus und Erdbeben kennzeichnen jene Randzonen, wo Platten kollidieren oder aneinander vorbeigleiten.

Wie gesagt: Laut der Idee der Plattentektonik ist die Erdkruste in Platten unterschiedlicher Größe zerfallen, und diese Platten bewegen sich auf dem Erdmantel-Material mit Geschwindigkeiten bis etwa 13 cm pro Jahr. Man wies nach, daß in den mittelatlantischen Rücken aus dem Erdmantel Magma aufsteigt und sich die so dauernd neu entstehende Kruste nach zwei Seiten hin auseinander bewegt. Da sich die Gesamt-Oberfläche der Erdkudgel aber nicht verändert, muß sich an anderer Stelle der Erde ein Ozean oder Kontinent verkleinern. Dies geschieht z.B. durch „Verschluckung“ (m.a.W.: Subduktion) der ozeanischen Kruste in den sogenannten Tiefseegräben, wie sie vor allem im Pazifischen Ozean häufig zu finden sind. Das heißt: Der Atlantik dehnt sich zur Zeit noch aus, während der Pazifik dafür „schrumpft“. Nahezu die gesamte ozeanische Kruste der Weltmeere erleidet das Schicksal der „Verschluckung“. Es gibt keine Reste ozeanischer Kruste, die älter als etwa 200 Mio. Jahre sind. Alle älteren Ozeane sind verschwunden. Aus diesem Grunde kann man die ältere Entwicklungsgeschichte der Erde nur aus den Gesteinen der Kontinente rekonstruieren, weil diese von dem „Verschluckungsprozeß“ nicht betroffen sind.

Island z.B. ist eine auf zwei verschiedenen Kontinantalplatten gelegene Insel, genauer gesagt: auf dem - Reykjanesrücken genannten - nordöstlichen Teil des Mittelatlantischen Rückens und übersteigt als einziger größerer Teil dieses Meeresrückens den Meeresspiegel. Durch diese Lage auf dem Mittelatlantischen Rücken bedingt, Ist Islandmit seinen ungefähr 17 bis 20 Millionen Jahren vergleichsweise jung. Das Gebiet des westlichen und nordwestlichen Teils der Insel besteht aus tertiären Basaltformationen und ist größtenteils älter als 3 Millionen Jahre. Eine Ausnahme bildet Snæfellsnes, wo die vulkanische Aktivität vor 7 Millionen Jahren erst stoppte, dann aber vor 2 Millionen Jahren erneut einsetzte. Die letzten Ausbrüche fanden in diesem Gebiet zur Landnahmezeit um 900 statt (im Hnappadalur). Es gibt dort immer noch 3 aktive Vulkansysteme. Daran schließen sich östlich mit ca. 700.000 bis 3 Mio. Jahren die altpleistozänen Gesteine der erloschenen Vulkanzone an. Die Gesteine des vulkanisch aktiven Mittelatlantischen Rückens sind jünger als 700.000 Jahre und erneuern sich laufend. Östlich der vulkanisch aktiven Zone befindet sich der östliche Teil der erloschenen Vulkanzone, auch „Graue Basaltformation“ genannt. Daran anschließend existiert wieder ein tertiärer Bereich, jedoch in geringerer Ausdehnung als im Westen der Insel. Aufgrund der stetigen vulkanischen Aktivität infolge der Spreizungstendenzen des Mittelatlantischen Rückens wächst Island um rd. 2 cm pro Jahr in Ost-West-Richtung. Das Wachstum in westlicher Richtung ist jedoch deutlich stärker als das nach Osten gerichtete.

Vulkane

Der Vulkan „Kilauea“ ist derzeit der aktivste Vulkan der Erde. Er liegt 1243 m über dem Meeresspiegel und 5000 m unter dem Wasser. Im Jahresdurchschnitt befördert er 120 Mio. m³ Magma an die Erdoberfläche. Der „Kilauea“ gehört zu den eher seltenen Schildvulkanen, deren Lava in gigantischen Massen meistens ohne eine spektakuläre Eruption austritt. Weil die Lava dieser Schildvulkane extrem dünnflüssig ist, kann das eingeschlossene Gas vergleichsweise leicht entweichen und keinen hohen Druck aufbauen.

Zu Erdbeben kommt es, wenn starre Krustenteile, von Strömungen tief im Inneren des Erdmantels bewegt, aneinander vorbeigleiten. Spannungen bauen sich auf, bis sie die Festigkeit des Gesteins übersteigen, woraufhin es zu jähen Ausgleichsbewegungen kommt. Vulkane entstehen, wo Gesteinsschmelze aus dem Erdmantel durch Schwächezonen in der Kruste empordringt. Oft geschieht dies entlang den Grenzen der tektonischen Platten.

V = Vulkanisches Stockwerk; Sv = Subvulkanisches Stockwerk; P = Plutonisches Stockwerk. (1) Durchschlagsröhre; (2) Maar; (3) Wallberg; (4) Aschekegel; (5) Caldera mit Parasitärkratern; (6) Plateauvulkan; (7) Schildvulkan; (8) Stratovulkan; (9) Quellkuppe; (10) Gang; (11, 12, 14) Subvulkane; (13) Lagergang; (15, 16, 18-21) Plutone. Aus: Hans Cloos, Einführung in die Geologie, 1936.

Typisch für Vulkane mit 1000°C heißen und noch heißeren, dünnflüssigen, basischen Laven ist das ruhige Ausfließen (Effusion), typisch für für Vulkane mit 700-800°C heißen, zähflüssigen, sauren Laven die explosive Förderung. Diese beiden Typen sind auf der Erde weitgehend getrennt verbreitet. Die effusiven Vulkane treten auf dem Mittelozeanischen Rücken und in Bereichen der Grabensysteme auf, die explosiven Vulkane bilden einen Gürtel rings um den Pazifik. Der nicht an den Plattenrändern, sondern im inneren Teil kontinentaler wie ozeanischer Platten aufretende Vulkanismus wird Intraplattenvulkanismus genannt. Der Vulkanismus steht in engem Zusammenhang mit der Plattentektonik. Die gesamte Geotektonik ist ja für das Leben günstig, auch wenn man zunächst wegen der oft damit verbundenen Vernichtung der gegenteiligen Auffassung sein kann. Vernichtung von Lebensformen bedeutet unter günstigen Umständen Gelegenheit für neue Lebensformen. Wie alle Erdkatastrophen dürfen auch diese nicht zu häufig und nicht zu selten auftreten, um für das (höhere) Leben wirklich günstig zu sein.

Für das Leben sind die kosmologischen Bedingungen die wichtigsten und die geologischen Bedingungen die zweitwichtigsten Voraussetzungen. Und zu den geologischen Bedingungen gehört zuerst einmal der Erdkern, weil er mit seinen bis zu 7000 K () eine Energiequelle ist, die u.a. für das Erdmagnetfeld und eben auch für alle tektonischen Bewegungen der Erde geologisch verantwortlich ist.

Die Kontinente bewegen sich mit dem Tempo, mit dem auch unsere Fingernägel wachsen. Wie eine erdeigene Klimanalage wirken die Strömungen in den Ozeanen, die sowohl kaltes Grundwasser als auch warmes Oberflächenwasser führen. Beispielsweise transportiert der Golfstrom warmes Wasser aus der Äquatorregion in die kälteren Breiten. Als z.B. die beiden Kontinente Antarktis und Australien begannen, sich zu trennen, begann dadurch auch die Antarktis stärker zu gefrieren, weil die Kaltströmung nicht mehr eine relativ große, sondern eine relativ kleine Landmasse umströmte. Wahrscheinlich wirkte das auf die Antarktis wie ein Gefrierschrank. Und dann wuchsen auch noch Nordamerika und Südamerika zusammen, wodurch die altlantischen Warmströmungen, darunter auch der heutige Golfstrom, nach Norden abdrehen mußten und die Arktis ebenfaolls vereiste. Solche Vereisungsgeschichten waren aber sehr selten, wie schon gesagt, denn die eislosen Warmzeiten sind der Normalfall und die eisreichen Kaltzeiten der Ausnahmefall.

In der Zukunft wird es zwischen Europa und Afrika kein Mittelmeer mehr geben. Das nordwärts drängende Afrika wird das Mittelmeer z.B. in etwa 50 Millionen Jahren (geologisch: eine nur kurze Zeit) schon auf die Hälfte seines heutigen Raumes eingeengt und dabei den größten Teil Italien bis zur Unkenntlichkeit seines heutigen „Gesichtes“ eingequetscht haben. Außerdem wird in 50 Millionen Jahren ein Teil Ostafrikas sich vom afrikanischen Kontinent abspaltet, wird Australien seine Drift nach Norden fortgesetzt, wird Kalifornien westlich der San-Andrea-Verwerfung sich von Nordamerika gelöst haben. Während der Atlantik und der Indischer Ozean weiter wachsen werden, wird der Pazifik weiter schrumpfen. Das Rote Meer wird sich weiter öffnen, der Persische Golf verschwunden sein.

Und wie genau sah die Entwicklung in der Vergangenheit aus?

Erdurzeit/Kryptozoikum. - Als nach der Entstehung der Erde ihre Temperatur so weit abgesunken war, daß erste Kristalle bzw. Minerale entstehen und eine Art harten Schaum und schließlich Gesteine bilden konnten, entstand eine harte Schicht. Diese Kruste verringerte die Wärmestrahlung, wurde durch weitere Abkühlung immer dicker, wobei sich bald die für die heutige Erdkruste typischen Gesteine bildeten. Es handelt es sich hauptsächlich um silizium-, magnesium- und natriumreiche Mineralkombinationen. Die wichtigsten Gesteine waren Basalte und Granite. Es ist höchst wahrscheinlich, daß diese erste feste äußere „Haut“ damals die ganze Erde umspannt hat und schon sehr früh durch magmatische Schmelzprozesse sowohl in eine basaltische ozeanische Kruste als auch, in geringerem Maße, eine vorwiegend grantische kontinentale Kruste differenziert wurde. Allerdings waren diese Krusten noch nicht stabil. Die Erde stand damals noch unter heftigem Meteoriten-Beschuß. Die Einschlagkraft der Meteoritenkörper auf dem Ur-Planeten Erde war so groß, daß die dünne Kruste teilweise wieder zerbrach. Weil gleichzeitig wegen des hohen Wärmeflusses im Erdmantel unter der jungen Kruste starke Konvektionsbewegungen stattfanden, wurde vielleicht ein großer Teil dieser ersten Kruste wieder im Mantel „verschluckt“. Erst als sich genügende Mengen an relativ leichter Kruste gebildet hatten, konnte dieses Material an der Erdoberfläche überdaueren und vor ca. 4 Mrd. Jahren die ersten Ur-Kontinente bilden. Die (bekannte!) älteste Gebirgsbildung (Orogenese) ist fast 4 Mrd. Jahre alt, stammt also aus dem späten Früh-Archaikum, und die (bekannte!) älteste Orogenese in Europa - es ist die Samaaische Orogenese - ist ca. 3 Mrd. Jahre alt, stammt also aus dem späten Mittel-Archaikum. Gesteine aus dieser Zeit und aus älterer Zeit finden sich in den nördlichsten und östlichsten Teilen Finnlands und auf der Halbinsel Kola. Als eine der bedeutendsten Orogenesen aus dem frühen Spät-Archaikum gilt die Kenorische oder Algomische Faltung. Dabei entstand die nach dem St.-Lorenz-Strom in Kanada bezeichnete Landmasse Laurentia. Sie umfaßt zu großen Teilen Kanada und Grönland, das damals noch zu dem heutigen Kanada gehörte. (Die Davis-Straße zwischen Grönland und der Baffin-Insel entstand erst in geologisch junger Zeit.). Kernmasse von Laurentia ist der Kanadische Schild. Außerdem sprechen die Geologen von der nach dem Hudson-Fluß benannten Hudson’schen Orogenese vor ca. 1,8-1,6 Mrd. Jahren (d.h. im Früh-Proterozoikum) und von der Greenville-Orogenese vor etwa 1 Mrd. Jahren (d.h. im Spät-Proterozoikum), als sich der etwa 2000 km lange und 500 km breite Kontinent Grennvillia an den Ostrand von Nordamerika heftete. Etwa gleich alt wie die Hudson’schen Orogenese, also ca. 1,8-1,6 Mrd. Jahren alt ist z.B. die in Schweden und Finnland nachgewiesene Svekofennische Orogenese. Weitere uralte Orogenesen aus Europa sind z.B. die in den Gotiden (Gebirge in Südschweden) dokumentierte Gotische Orogenese vor ca, 1,3-1,2 Mrd. Jahren (d.h. im Mittel-Proterozoikum) und z.B. die aus dem Assynt-Distrikt in Nordschottland bekannte Assyntische Orogenese vor 0,6 Mrd. Jahren (d.h. im Algonkium). 30 Mio. Jahr später, nämlich vor 0,57 Mrd. Jahren endete die Erdurzeit, denn es begann die:

Erdfrühzeit/Phanerozoikum. - Die erste Ära des Phanerozoikums ist das Paläozoikum, und in seiner ersten Formation Kambrium (siehe: Abbildung) waren z.B. Afrika und Südamerika noch nicht durch einen Ozean getrennt, sondern miteinander verbunden (besonders an diesem Beispiel macht die lange Zeit auch von der Fachwelt nicht anerkannte Theorie der Kontinentalverschiebung Alfred Wegeners Erdkugel befindlichen großen Landmasse Gondwana, zu der z.B. auch Indien verständlich, weshalb dies so war). Sie waren Teil der im Süden der gehörte, das sich nah an Afrika befand, und zwar in etwa auf der Höhe von Somalia, Kenia und Tansania. West-, Mittel- und Südeuropa waren durch einen Meeresarm namens Proto-Tethys getrennt von Nord-, Nordmittel- und Nordosteuropa (sie lagen weiter westlich; siehe: Abbildung) und durch den Iapetus-Ozean von Nordwesteuropa, z.B. Wespitzbergen, Westnorwegen und Schottland (sie lagen sehr viel weiter westlich, fast gegenüber [!];  siehe: Abbildung). Auch im Ordovizium waren Afrika und Südamerika noch miteinander verbunden. Sie waren immer noch ein Teil der großen Landmasse Gondwana. Zu Beginn dieser Periode lag möglicherweise der Südpol in Nordosbrasilien oder in Guayana, seit der voletzten Stufe dieser Formation befand er sich dann in Nordwestafrika. Das heißt: Gebiete, die heute zu den wärmsten Gebieten der Erde zählen, die heute am Äquator oder doch in der Nähe des Äquators liegen, in denen heute sich Dschungel, Wüste oder Savanne erstrecken, waren damals von einer kilometerdicken Eiskappe bedeckt, waren damals Teil einer riesigen Eisregion. Europa war zu dieser Zeit immer noch geteilt. Im Silur verlief der Äquator über Südskandinavien, Südgrönland, die Hudson-Bay, die nordwestlichen USA und Nordaustralien. Der Südpol lag in Südwestafrika. In Nordamerika und Sibirien entstanden durch Verdunstung von Meerwasser bedeutende Salzlager, auf Gotland die ersten ausgedehnten Korallenriffe. Gegen Ende dieser Formation vollendete sich die Kaledonische Gebirgsfaltung. Durch Kollision der nordamerikanischen Platte (Laurentia) mit der sibirischen und baltischen Platte (Baltica) wurden Ablagerungen des Meeres Iapetus zum kaledonischen Gebirge gefaltet. Teile davon kennt man in Nordnorwegen, Schottland, Grönland, Alaska, Neufundland und den nördlichen Appalachen in den USA. In Mitteleuropa tritt das Kaledonische Gebirge im Brabanter Massiv, in Ardennen, Rheinischem Schiefergebirge, Harz, der Lausitz und den Sudeten in Erscheinung. Den riesigen Kontinent Gondwana bildeten Südamerika, Afrika, Italien (ohne Alpenvorland) und der Balkan, Indien, Vorderindien, Australien und Antarktis auch noch im Devon (siehe: Abbildung). Teile von Nordamerika, ganz Grönland und fast ganz Europa (ohne die Halbinseln Italien und Balkan) waren im sogenannten „Old-Red-Kontinent“ vereint (siehe: Abbildung). Es verdankt seinen Namen den durch Eisenoxyd rötlich gefärbten Verwitterungsprodukten. Im Karbon nahm wegen der Rückzüge der Meere die Festlandfläche deutlich zu (vor allem im Oberkarbon), bildeteten immer noch Südamerika, Afrika, Italien (ohne Alpenvorland) und der Balkan, Indien, Vorderindien, Australien und Antarktis den riesigen Kontinent Gondwana im Süden der Erdkugel, der sich durch seine Nordbewegung jedoch den in ihrer Südbewegung auf ihn zu driftenden nördlichen Erdteile schon sehr nahe war. Er war von ihnen nur noch durch einen schmalen Meeresgürtel getrennt. Dieser Meeresgürtel heißt Tethys (Gattin des Okeanos). Der Beginn der Karbonzeit war auch die Hauptzeit der Variskischen Gebirgsbildung. (Variskisch [benannt nach dem germanischen Stamm der Varisker und nach dem Land der Varisker, dem Vogtland] wurde als geologischer Begriff 1869 eingeführt von Eduard Sueß [1831-1914]). Sie wurde durch die Kollision der miteinander vereingten nordamerikanischen und europäischen Platte (ohne die Halbinseln Italien und Balkan, die ja zu Gondwana gehören) mit dem riesigen Kontinent Gondwana verursacht. Diese sich aufeinander zu bewegenden Platten engten den Meeresgürtel der Tethys also immer mehr ein. Bei der Variskischen Faltung entstanden große Gebirgszüge in Europa. Dabei wurde das devonisch-unterkarbonische Meer aus Mitteleuropa verdrängt. Seine Ablagerungen sind in den gefalteten Resten der gebirge im Sauerland, im Bergischen land, im Taunus und im Harz bewahrt. Auch im Perm bildeten immer noch Südamerika, Afrika, Italien (ohne Alpenvorland) und der Balkan, Indien, Vorderindien, Australien und Antarktis den riesigen Kontinent Gondwana, und diese „Süderde“ Gondwana lag, wie eben erwähnt, ganz nah an der „Norderde“ Laurasia (siehe: Abbildung). Europa lag zu Beginn des Perm in Nähe des Äquators, wanderte dann aber nordwärts (siehe: Abbildung). Die Fossilien der Nordhalbkugel belegen ein warmes bis heißes Klima, das im Laufe der Permzeit immer trockener wurde. Im Gegensatz dazu steckten die südlichen Regionen die schon seit dem Karbon herrschende Eiszeit, die übrigens ebenso bedeutend war wie die spätere pleistozäne Vereisung Europas. Im Perm endete die Variskische Gebirgsbildung. Sie war im Rotliegenden, d.h. der ersten Abteilung des Perm, vom starken Vulkanismus begleitet. Auch am Ende des Perm existierte immer noch die eine einzige Landmasse namens Pangäa (siehe: Abbildung *) und der einzig sie umgebende Ozean namens Panthalassa (von griech. pan = alles, thalatta = Meer); der Übergang vom Perm zur Trias war auch der von der ersten zur zweiten Ära des Phaanerozoikums, nämlich vom Paläozoikum zum Mesozoikum, und schon seit Beginn der ersten mesozoischen Formation Trias zerbrach die eine einzige große Landmasse namens Pangäa. Sie wurde durch den Meeresgürtel Tethys wieder getrennt, wobei also das Meer die „Norderde“ Laurasia von der „Süderde“ Gondwana schied. Danach reichte die Tethys im Westen bis nach Kalifornien und Nevada und im Osten über das Gebiet des heutigen Himalaja bis nach Japan. Im Bereich des heutigen Mittelmeeres war die Tethys ein Flachmeer mit ausgedehnetne Riffen und Lagunen. Das Klima kann als ziemlich ausgeglichen bezeichnet werden, denn es gab kaum jahreszeitliche Schwankungen. Weite Teile Europas lagen im Bereich der Tropen. Nord- und Südpol befanden sich im offenen Ozean und bildeten keine Eiskappen. Weltweit eine Zeit der großen Meeresvorstöße war die zweite mesozoischen Formation Jura (siehe: Abbildung *). Die ausgedehntesten Überflutungen der Kontinente in der geologisch jüngeren Erdgeschichte ereigneten sich in der dritten mesozoischen Formation Kreide (siehe: Abbildung *). Dabei wurden selbst alte Hochgebiete vom Meer überschwemmt. Nun zerfiel auch Gondwana. Das Meer drang von Süden nach Norden in den schmalen Golf zwischen Südamerika und Afrika. Gegen Ende der Kreidezeit hatten sich Südamerika und Afrika bereits über 2000 km voneinander entfernt. Neu war also jetzt auch der dadurch entstandene Südatlantik; er bildete mit dem sich nach Norden ausweitenden Nordatlantik zusammen einen Ozean. Die „Norderde“ Laurasia blieb noch eine Einheit (*). Der indische Subkontinent, der südlich des Äquators etwa in Höhe von Südafrika-Madagaskar im Meeresgürtel der Tethys lag, wanderte mit einer maximalen Geschwindigkeit von 10 km/h pro Jahr nach Norden (siehe: Abbildung *). Durch die Drehung der europäisch-asiatischen Landmasse Eurasien im Uhrzeigersinn, die gegenläufige Bewegung Afrikas und die Norddrift Indiens begann sich die Tethys zu verengen. Weite Teile Nordafrikas waren in der Oberkreide ein flaches Meeresgebiet. Vorübergehend trennte ein vom Golf von Guinea nach Norden reichender Meeresarm Westafrika vom übrigen Afrika. Der zentrale Teil Nordamerikas wurde in der Kreidezeit vorübergehend von einem Flachmeer überflutet, das in der Oberkreide zeitweise den Kontinent in Nord-Süd-Richtung teilte. Ab der Oberkreide bestand wiederholt über die Bering-Landbrücke eine Verbindung zwischen Alaska und Ostsibirien. Das Ende der dritten mesozoischen Formation Kreide war auch das Ende der Ära Mesozoikum selbst, d.h. der zweiten Ära des Phanerozoikums, denn nun begann die dritte Ära des Phanerozoikums, nämlich das Känozoikum, und seine erste Formation Tertiär (*), in dem durch die weltweiten Alpidischen Gebirgsfaltungen die Alpen, der Himalaja und die Rocky Mountains entstanden. Die „Norderde“ Laurasia gab es nun nicht mehr, und der Atlantik wurde durch das Auseinanderdriften von Nordamerika und Europa sowie durch das ja schon länger andauernde Auseinanderdriften von Südamerika und Afrika immer breiter. Langsam bildete sich die heutige Verteilung von Land und Meer heraus. Zur Formation Tertiär gehören fünf Abteilungen (Serien). Der Druck der Afrikanischen Platte sorgte auch in der ersten tertiären Abteilung Paläozän für anhaltende tektonische Unruhe im Alpengebiet. Dort wurden gewaltige Gesteinsdecken von ihrer ursprünglichen Unterlage abgelöst und nordwärts geschoben. Ihre aufgearbeiteten Sedimente wurden in schnell absinkende, West-Ost ausgerichtete Tiefseebecken (Prätigau-Tauern und bayerischer Flyschtrog) geschüttet. Diese Ablagerungen (Flysch) wurden einige Jahrmillionen später durch Gebirgsdruck gefaltet und emporgehoben. Im Skagerak brachen im Paläozän Vulkane aus. Spuren vulkanischer Tätigkeit (Tuffe) fand man vor allem auf der Halbinsel Jütland am Limfjord sowie auf den Dänischen Inseln, an der Odermündung und in Ostsholland. Teilweise wurden vulkanische Aschen ins auf dem Festland abgelagert und später ins Meer gespült. Auch in der zweiten tertiären Abteilung Eozän hatten die Kontinente noch eine andere Lage als heute (siehe: Abbildung). Die Verteilung von Land und Meer wich von der gegenwärtigen ab. Das Meer bedeckte weite Gebiete von Norddeutschland (wie schon im Paläozän). Die Küste lag etwa auf der Linie Magdeburg-Hannover-Osnabrück-Emmerich. Nördlich davon erstreckte sich die tertiäre Nordsee. Auf dem Festland gab es üppige tropische Urwälder, die am ehesten mit den heutigen Urwäldern in Südostasien und Mittelamerika vergleichbar sind. Im Süden Europas lag nach wie vor der Meeresgürtel Tethys. Zu Beginn des Eozäns bestand offenbar eine Landverbindung zwischen Nordamerika und Europa. In der dritten tertiären Abteilung Oligozän veränderte eine große Überflutungsphase das Gesicht Europas. Im Unteroligozän wurde Ostdeutschland und Mitteldeutschland bis zum Harz und bis nach Leipzig (einschließlich) vom Meer bedeckt. Auch das Pariser und das Belgische Becken sowie ganz Norddeutschland bis zum Niederrhein (einschließlich) und in den Raum Kassel reichend, erhoielt im Mitteloligozän übner eine schmale Meeresstraße durch die Hessische Senke und den Oberrheingraben eine Verbindung mit dem Meer im Alpenraum. Das alpine Randmeer bedeckte Teile Süddeutschlands, der Schweiz und Österreichs. Die Gebirgsbildung der Alpen erreichte ihren Höhepunkt. In der vierten tertiären Abteilung Miozän brachen z.B. in Deutschland zahlreiche Vulkane aus. An der Meeresküste im Niederrheingebiet entwickelten sich im Schutz der Nehrungen ausgedehnte Sumpfwälder. Busch- und Riedmoore mit einer Vegetation, wie man sie heute aus den subtropischen Mooren von Florida und Georgia sowie an den Mississippi-Mündungen in Lousiana kennt. Durch den Zusammenprall der Afrikanischen und Eurasischen Platte wurden der Atlas, die Alpen und die Karpaten emporgehoben. Als das bis dahin vom asiatischen Kontinent noch unabhängige Indien mit Asien kollidierte, entstand der Himalaja. Die Geburtsstunde der Anden schlug, als die Amerikanische Platte mit der Pazifischen Platte (und wohl auch mit der Nacza-Platte) zusammenstieß. Alle diese Gebirgsfaltungen waren vom starken Vulkanismus begleitet. Die nach Norden treibende Afrikanische Platte engte den ehemaligen Meeresgürtel Tethys noch weiter ein; man könnte auch sagen, daß dies das Ende der Tethys war, denn das Mittelmeer, das von ihm übrig geblieben ist, ist ja nur ein kleiner Rest von ihm. Vor etwa 20 Millionen Jahren war die Antarktis ganz mit Eis bedeckt, die Eisfront war gegen Ende des Miozäns mindestens 400 km weiter vorgeschoben als heute. Weil große Wassermengen im Eis gebunden waren, sank der Meeresspiegel entsprechend. Im Untermiozän fiel die Beringstraße zwischen Nordamerika und Sibirien trocken (wieder einmal! Vgl. Text oben). In der fünften tertiären Abteilung Pliozän, die nur von sehr kurzer Dauer war, ähnelten die Küstenkonturen bereits weitgehend den heutigen. Doch die Britischen Inseln besaßen noch eine landfeste Verbindung zum Kontinent. Die Nordsee bedeckte weite Teile Hollands und Belgiens, andererseits war der gesamte heutige Ostseeraum festländisch. Eines der wichtigsten geologischen Ereignisse im Pliozän war die Entstehung einer Landbrücke zwischen Südamerika und Nordamerika. Das hatte auch Auswirkungen auf die Meereströmungen, speziell auf den Europa mildes Klima bringenden Golfstrom (aus dem Golf von Mexiko), der wegen der Verbindung von Südamerika und Nordamerika keine Möglichkeit mehr hatte, in den Pazifik zu fließen und statt dessen seitdem Richtung Nordwesteuropäfließt. Das Ende der Abteilung Pliozän war auch das Ende der Formation Tertiär, denn jetzt begann die Formation Quartär und somit die erste quartäre Abteilung Pleistozän, auch Eiszeitalter (Eiszeit, Diluvium *) genannt, in dem die Konturen der Erdoberfläche sich im Vergleich zu den heutigen sich geologisch kaum verändert haben (siehe: Abbildung). Das Klima im Pleistozän war von starken Schwankungen gekennzeichnet. Auf Kaltzeiten (Glaziale, Eiszeiten) folgten Warmzeiten (Interglaziale). Auch innerhalb eines Glazials konnte es zeitweise zu kurzen Phasen der Erwärmung kommen (Interstadiale). Europa, Amerika und Asien waren im Pleistozän von großräumigen Vereisungen betroffen. Die zweite quartäre Abteilung Holozän, auch Alluvium genannt, wird von nicht wenigen Forschern lediglich als Zwischeneiszeit mit vereisten Polen angesehen, auf die in einigen tausend Jahren (oder auch schon früher) eine weitere Eiszeit folgen könnte. Vielleicht gehört das Holozän sogar noch zur ersten quartären Abteilung Pleistozän, dann befänden wir uns heute nicht in einer Nacheiszeit (Zeit nach der Eiszeit), sondern in einer Warmzeit der Eiszeit. *

Paläomagnetismus und die Umpolung des Erdmagnetfeldes

Aufgrund der Rekonstruktion des Paläoerdmagnetfeldes anhand erstarrter Magma der ozeanischen Kruste, die sich im Rahmen der Plattentektonik am mittelozeanischen Rücken ständig nachbildet (), weiß man, daß sich das Erdmagnetfeld im Mittel etwa alle 250000 Jahre umkehrt. Zuletzt hat sich dieses allerdings vor etwa 780000 Jahren ereignet, die nächste Umpolung ist also gleichsam „überfällig“. Der Polsprung, also die magnetische Feldumkehr, dauert etwa 4000 bis 10000 Jahre (Computersimulationen gehen von etwa 9000 Jahren aus). Offenbar verursachen Störungen im Geodynamo die Aufhebung der ursprünglichen Polarität. Umpolungen sind bis vor etwa 100 Millionen Jahren gut dokumentiert. Da das Magnetfeld derzeit abnimmt, könnte in nicht allzu ferner Zukunft eine Umpolung bevorstehen (Schätzung: zwischen den Jahren 3000 und 4000), doch diese Vermutung ist wissenschaftlich noch nicht gesichert. Allgemein ist zu beobachten, daß die Häufigkeit der Polsprünge in den letzten 120 Millionen Jahren zugenommen hat. Während der Phase der Umpolung wäre die Erde dem Sonnenwind etwas stärker ausgesetzt. Dazu paßt die Beobachtung, daß in den entsprechenden Sedimentschichten gehäuft ein Artenwechsel von Kleinorganismen festgestellt werden konnte. Möglicherweise war also die Oszillation des Erdmagnetfeldes und die damit einhergehenden DNS-Mutationen durch hochenergetische Strahlung ein Schrittmacher und zugleich bedeutender Antrieb der Evolution. Jedoch entstehen wohl durch die Wechselwirkung der Ionen des Sonnenwindes magnetische „Schläuche“ (Filamente) in der Ionosphäre der Erde (), die von der sonnenzugewandten Seite zur Schattenseite der Erde führen. Diese Selbstmagnetisierung führt zu einer magnetischen Abschirmung von ähnlicher Wirkung wie das heutige Magnetfeld. Es gibt einige Anzeichen für eine bevorstehende Polumkehr. So gibt es Stellen in der Kern-Mantel-Zone, wo die Richtung des Magnetflusses umgekehrt ist als für die jeweilige Hemisphäre üblich. Die größte dieser Regionen erstreckt sich südlich der Südspitze Afrikas nach Westen bis unter die Südspitze Südamerikas (Südatlantikanomalie). Weitere Flußrichtungswechsel zeichnen sich unter der Ostküste Nordamerikas und unter der Arktis ab. Diese Bereiche vergrößern sich meßbar und bewegen sich immer weiter polwärts. Mit diesem Phänomen läßt sich die Schwächung und anschließende Umkehrung des Dipolfeldes erklären. Die Flußumkehr entsteht, wenn sich auf der Kern-Mantel-Grenze durch Turbulenzen die Konvektionsströme und damit auch die magnetischen Feldlinien, die im Kern normalerweise horizontal verlaufen, zu vertikalen Schlaufen verbiegen. Tritt eine solche Schlaufe in einem Punkt aus dem Kern aus und in einem anderen wieder in ihn ein, so erhält man zwei räumlich nah beieinander liegende Orte mit unterschiedlicher Richtung des magnetischen Flusses. Diese Anomalien können das Gesamtfeld schwächen, wenn die Region mit dem umgekehrten Fluß näher am geographischen Pol liegt als die Region mit normalem Fluß, weil das Dipolfeld besonders empfindlich auf Veränderungen im Polbereich reagiert. Bis zur vollständigen Polumkehr werden also diese Anomalien immer weiter wachsen.

Einige Tiere - z.B. Blindmäuse, Haustauben, Zugvögel, Meeresschildkröten, Haie und wahrscheinlich auch Wale - nutzen das Erdmagnetfeld zur Orientierung. Dieses geschieht durch eingelagerte ferromagnetische Substanzen in ihren Organen. Einige in Gewässern vorkommende, mikroaerophile Bakterienarten werden durch das Erdmagnetfeld parallel zu den Feldlinien ausgerichtet. Im Inneren dieser magnetotaktischen Einzeller befinden sich Reihen von Magnetosomen, die die ferromagnetischen Minerale Magnetit oder Greigit enthalten. Die Magnetosomen wirken wie Kompaßnadeln und drehen so die Bakterien parallel zu den Feldlinien des Erdmagnetfelds. Die Bakterien schwimmen in nördlichen Breiten zum magnetischen Südpol, in südlichen Breiten zum magnetischen Nordpol. Dadurch und wegen der Inklination des Magnetfelds schwimmen die Bakterien stets schräg nach unten.

Einige Pioniere der Urzeitforschung, der Paläontologie und der Geologie (anfangs noch Teil der [historischen] Geographie oder Kosmographie): Sebastian Münster (1488-1552), Georg Bauer (Agricola; 1494-1555), Philipp Clüver (1590-1650), Niels Stensen (1638-1686), Johann Jakob Scheuchzer (1672-1733), Johann Jakob Baier (1677-1755), Johann Christian Senckenberg (1707-1772), Georg Christian Füchsel (1722-1773), Horace-Bénédict de Saussure (1740–1799), Johann Wolfgang von Goethe (1749-1832), Abraham Gottlob Werner (1749-1817), Johann Friedrich Blumenbach (1752-1840), Samuel Thomas von Sömmering (1755-1830), Caspar Maria von Sternberg (1761-1838), Ernst Friedrich von Schlotheim (1764-1832), Alexander von Humboldt (1769-1859), Georg Küfer (1769-1832), Karl von Hoff (1771-1837), Leopold von Buch (1774-1852), Georg Graf zu Münster (1776-1844), Carl Friedrich Gauß (177-1855), Georg August Goldfuss (1782-1848), Karl Georg von Bäumer (1783-1865), Karl von Raumer (1783-1865), Georg Friedrich von Jaeger (1785-1866), Carl Friedrich Häberlein (1787-1871), Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876), Friedrich August von Alberti (1795-1878), Gustav Rose (1798-1873), Heinrich Georg Bronn (1800-1862), Hermann von Meyer (1801-1869), Karl Friedrich Schimper (1803-1867), Johann Jakob Kaup (1803-1873), Johann Carl Fuhlrott (1803-1877), Friedrich August Quenstedt (1809-1889), Heinrich Ernst Beyrich (1815-1896), Hermann Schaaffhausen (1816-1893), Ernst Otto Häberlein (1819-1896), Ludwig Meyn (1820-1878), Oskar Fraas (1821-1897), Rudolf Virchow (1821-1902), Otto Martin Torell (1828-1900), Eduard Sueß (1831-1914), Albert Oppel (1831-1865), Ferdinand von Richthofen (1833-1905), Ernst Haeckel (1834-1919), Rudolf Falb (1838-1903), Karl von Fritsch (1838-1906), Karl Alfred von Zittel (1839-1904), Wilhelm von Reichenau (1847-1925), Otto Schoetensack (1850-1912), Daniel Hartmann (1854-1952), Gustav Steinmann (1856-1929), Max Grundey (1856-1946), Albrecht Penk (1858-1945), Ernst Koken (1860-1912), Johannes Walther (1860-1937), Fritz Daniel Frech (1861-1916), Emil Wiechert (1861-1928), Eberhard Fraas (1862-1915), Otto Jaekel (1863-1929), Bernhard Hauff (1866-1950), Josef Felix Pompeckj (1867-1930), Ernst Stromer von Reichenbach (1871-1952), Franz Weidenreich (1873-1948), Otto Ampferer (1875-1947), Friedrich von Huene (1875-1969), Hans Stille (1876-1966), Oscar Haupt (1878-1939), Robert Schwinner (1878-1953), Alfred Wegener (1880-1930), Alexander Behm (1880-1952), Erich Haarmann (1882-1945), Rühle von Lilienstein (1882-1946), Bartholomäus Eberl (1883-1960), Hans Cloos (1885-1951), Franz Xaver Mayr (1887-1974), Beno Gutenberg (1889-1960), Rudolf Opitz (1890-1940), Fritz Berckheimer (1890-1954), Johannes Weigelt (1890-1948), Ott Christoph Hilgenberg (1896-1976), Gustav Riek (1900-1976), Wilhelm Gieseler (1900-1976), Gustav Heinrich Ralph von Koenigswald (1902-1982), Florian Heller (1905-1978).

Das Aussterben der Dinosaurier bedeutete für die Evolution hin zum Menschen zunächst, daß innerhalb der Säugetier-Klasse (Mammalia) aus der Insektenfresser-Ordnung (Insektivores) eine neue Ordnung hervorgehen konnte, die wir heute Herrentiere nennen (Ordnung Primates). Danach verzweigten sich die Linien wie folgt:

PRIMATES (ORDNUNG)
A) Primatisierung zu den Unterordnungen:
Aa) Prosimiae (Prosimiasierung) Ab) Simiae (Simiasierung)

HOMINOIDE (ÜBERFAMILIE)
B) Hominoidisierung zu den Familien:
Ba) Pongidae (Pongidisierung) Bb) Hominidae (Hominisierung)

Anmerkungen:

Das Senckenberg-Museum ist benannt nach dem Frankfurter Arzt Johann Christian Senckenberg [1707-1772], der 1763 sein Vermögen einer Stiftung vermachte, mit der 1817 die Senckenbergsche Naturforschende Gesellschaft [SNG] vereinigt wurde, d.h. sie ist eine nach einem Aufruf von J. W. von Goethe [1749-1832] 1817 gegründete, nach Johann Christian Senckenberg benannte naturwissenschaftliche Gesellschaft, eine freie, unabhängige Einrichtung und Trägerin des Naturmuseums und Forschungsinstituts Senckenberg (größtes deutsches Forschungsmuseum mit den Arbeitsgebieten: Zoologie, Botanik, Geologie, Paläontologie, Meeresbiologie, Anthropologie). Der Frankfurter Universität stiftete sie 1914 das zoologische, geologisch-paläontologische und das mineralogische Institut. Die größte Außenstation der SNG ist das 1928 gegründete Institut für Meeresgeologie und Meeresbilogie Senckenberg in Wilhelmshaven. Von besondere Bedeutung ist die Senckenberg-Bibliothek (Sondersammelgebiet für biologische Wissenschaft und Medizin; zahlreiche Veröffentlichungen.

Zu häufige Erdkatastrophen lassen, weil sie das Leben immer wieder zerstören, dem Leben und besonders dem höheren Leben keine Möglichkeit zur Entwicklung. Zu seltene Erdkatastrophen lassen, weil sie dem Leben keinen „Streß“ bereiten, ebenfalls dem höheren Leben keine Möglichkeit zur Entwicklung. Relativ häufige Erdkatastrophen bedeuten „Streß“ und darum eine hohe Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung von höherem Leben (vgl. z.B. auch die Korrelation zwischen dem biologischen Artenzuwachs und der Einschlagsrate von Meteoriten auf der Erde ). Relativ seltene Erdkatastrophen bedeuten keine wesentlichen Neuerungen (also: zu viel „Monotonie“, zu wenig „Streß“) und darum eine geringe Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung von höherem Leben.