Das Feuer unter unseren Füßen

Vor rund 135 Millionen Jahren gab es einen riesigen Urkontinent, Pangäa genannt (was so viel wie «All Erde» bedeutet), der auseinander brach und seine Bruchstücke haben sich im Laufe der Zeit so bewegt und angeordnet, dass daraus das heutige Bild der Erdoberfläche entstanden ist. Dieses Bild ist kein definitives und wird sich in Zukunft weiter verändern, da die Bewegung der Kontinente anhält (in der Fachsprache Kontinentaldrift genannt). Europa und Amerika entfernen sich jedes Jahr um mehrere Zentimeter voneinander, der Atlantik wird breiter. In 20 Millionen Jahren wird sich Ostafrika vom übrigen Afrika abspalten und ein neuer Ozean wird entstehen. Die Iberische Halbinsel wird sich von Europa lösen. In 200 Millionen Jahren wird die Antarktis weit nach Norden gewandert sein und am Äquator liegen. Eine üppige Vegetation wird dann den Kontinent bedecken. Verursacht werden diese Bewegungen durch gewaltige Kräfte im Erdinneren. Je tiefer wir ins Innere der Erde eindringen, umso heißer wird es. Unter der mexikanischen Wüste, in 300 Meter Tiefe, gibt es eine Höhle mit Riesenkristallen, die von Menschen betreten und erforscht wurde. In ihr herrschen Temperaturen von 45 –  50°C. In mehreren hundert Kilometern Tiefe (pro hundert Meter nimmt die Temperatur im Schnitt um 3°C zu), im Erdmantel, sind die Temperaturen so hoch, dass keine festen Gesteine mehr existieren,  sondern nur noch zähflüssiges Magma, das seinen Weg nach oben sucht und ganze Kontinente in Bewegung setzt. Das Magma, das von unten gegen die Erdkruste drückt (genauer gesagt, gegen die Lithosphäre, die die Erdkruste und den oberen, festen Teil des Erd-mantels umfasst), kann ganze Gebirgszüge entstehen lassen, wie die Alpen, die Pyrenäen, die Anden und das höchste Gebirge der Welt, das Himalaya Gebirge. Es kann aber auch neues Land entstehen lassen, indem es sich auf dem Meeresboden ablagert und anhäuft, bis es über den Meeresspiegel hinausragt. Island verdankt seine Entstehung solchen Magmaablagerungen auf dem Meeresgrund und bildet die Spitze einer 15 000 Kilometer langen Gebirgskette, die sich mitten durch den Atlantik erstreckt (der so genannte Mittelatlantische Rücken). 30 Kilometer vor der Südküste Islands kam es im November 1963 zu einer ganzen Serie von Vulkanausbrüchen im Atlantik und sozusagen über Nacht hat sich eine neue Insel gebildet, die 1965 eine Größe von zweieinhalb Quadratkilometern erreichte. Im selben Jahr siedelten sich auch schon die ersten Moose und Flechten auf der Insel an. Die neue Insel trägt heute den Namen Surtsey.

Die Magmamassen, die die Lithosphäre durchdringen, lassen Vulkane entstehen, die von Zeit zu Zeit in gewaltigen Explosionen Druck ablassen. Während für die Menschen Jahrhunderte vergehen, schöpfen viele Vulkane nur Atem. Am 9. Juni 1991 bricht der Pinatubo auf den Philippinen nach einer 600-jährigen Pause wieder aus. Rauchsäulen steigen bis 30 000 Meter hoch in die Atmosphäre, ein dichter Ascheregen geht auf die Erde nieder und bedeckt tausende Quadratkilometer Land. Der Tag wird zur Nacht. Die niedergehende Asche vermischt sich mit dem Wasser der Bäche und Flüsse, die sich in Schlammströme verwandeln und alles mit sich reißen. Man schätzt, dass der Pinatubo während seiner mehrere Tage anhaltenden Eruption bis zu 10 Kubikkilometer Material ausgeworfen hat. Die größten Vulkanexplosionen haben übrigens nach Meinung der Geologen im Gebiet des heutigen «Yellowstone N.P.» stattgefunden. Man schätzt, dass während den drei größten Explosionen mehrere hundert bis mehrere tausend Kubikkilometer Material ausgeworfen wurden.

Am 24. August 79 n. Chr. zerstört der Ausbruch des Vesuvs die antike Stadt Pompeji in nur 18 Stunden. 1500 Jahre lang bleibt die Stadt unter einer bis 25 Meter dicken Decke aus Asche und Bimsstein begraben.

Am 18. Mai 1980 wird der Mt. St-Helens im Süden des US-Staates Washington nach einer 123-jährigen Ruhepause wieder wach. Neun Stunden lang werden Asche und Gaswolken bis hoch in die Stratosphäre hinausgeschleudert. Asche- und Gesteinslawinen, so genannte pyroklastische Ströme, mit Temperaturen von über 640 Grad Celsius wälzen sich die Berghänge herunter. Die Wucht der Explosion sprengt den Gipfel des Berges weg, der 400 Meter an Höhe verliert.

Im August 1883 ereignet sich einer der heftigsten Vulkanausbrüche in der Menschheitsgeschichte. Im damaligen Niederländisch-Indien zerstört eine gewaltige Explosion fast eine ganze Insel: die Insel Krakatau, zwischen Java und Sumatra gelegen. Dabei werden 20 Kubikkilometer Asche und Gesteinsbrocken bis zu 25 000 Meter hoch in die Atmosphäre geschleudert. Die Explosionen sind bis in das 3500 km entfernte Australien zu hören. Im Umkreis von 75 Kilometern verdunkelt sich der Himmel fast 60 Stunden lang. Zerstörerischen Tsunamis, die von der Insel ausgehen, fallen Zehntausende zum Opfer. Das englische Schiff «Charles Bal» befindet sich zur Zeit der Explosion in der Nähe der Insel. Im Logbuch des Kapitäns kann man später nachlesen: «Der die Augen beizende Regen aus Sand und Steinen, die tiefe Schwärze um uns, die nur das ständige Zucken großer und kleiner Blitze durchbricht, und das fortgesetzte brüllende Donnern des Krakatau machen unsere Lage wahrhaft entsetzlich».
In den letzten 300 Jahren sind mehr oder weniger 275 000 Menschen durch Vulkanausbrüche ums Leben gekommen. Seit den ersten Berichterstattungen über Vulkanausbrüche waren in etwa 600 Vulkane weltweit aktiv. Des Weiteren schätzt man, dass in den letzten zehntausend Jahren rund 1500 Vulkane aktiv waren. In heutiger Zeit kommt es jährlich zu 50-60 Vulkanausbrüchen, also in etwa ein Vulkanausbruch pro Woche.

Seismographen weltweit registrieren pro Jahr mehr als 170 000 Erdbeben der Stärke 2,5 und höher. Das sind im Durchschnitt 465 Erdbeben pro Tag. Obschon Menschen Erdbeben der Stärke 1, 2 und 3 meistens nicht spüren, zeugen sie davon, dass die Erdkruste immer in Bewegung ist. Erdbeben der Stärke 4 werden von Menschen wahr-genommen und können auch schon kleinere Schäden anrichten. Jeden Tag gibt es auf der Erde mehr als 15 davon. Wenn sich die Spannungen in der Erdkruste, die sich über Jahre aufgebaut haben, ruckartig lösen, finden folgenschwere Erdbeben statt. Erdbeben der Stärke 7 und mehr gibt es immerhin noch rund 10 pro Jahr.

Über 140 000 Menschen verlieren ihr Leben und knapp 2 Millionen Menschen werden obdachlos, als im September 1923 in Tokio die Erde bebt. Das Beben hat die Stärke 7,9 und ist eines der stärksten in der japanischen Geschichte. Sollte sich ein ähnliches Beben im Großraum Tokio heutzutage ereignen, könnten laut Einschätzungen von Versicherungsgesellschaften materielle Schäden von zwei bis dreitausend Milliarden Dollar entstehen (das ist mehr als das BIP des Vereinigten Königreichs, der sechstgrößten Volkswirtschaft dieser Erde). Am 18. April 1906 zerstört ein Erdbeben der Stärke 7,8 in weniger als 30 Sekunden mehr als 80% der kalifornischen Stadt San Francisco. Die Pazifische Platte rückt über eine Strecke von rund 400 Kilometern sechs Meter vorwärts. Die Erdkruste (bis maximal 50 Kilometer dick) ist im Vergleich mit dem Erdradius (6370 Kilometer) extrem dünn. Wenn wir in Gedanken den Erdradius schrumpfen lassen bis auf 12,75 Zentimeter, dann beträgt die Dicke der Erdkruste einen halben Millimeter.

Aber so gewaltig und zerstörerisch die Kräfte im Erdinneren sein können, sie sind gleichzeitig auch eine der Voraussetzungen dafür, dass sich Leben auf der Erdoberfläche überhaupt entwickeln konnte. Die Prozesse, die dort stattfinden, haben seit Beginn der Entwicklung unseres Planeten das Werden an seiner Erdoberfläche maßgeblich mit beeinflusst. Die Vulkane speien nämlich nicht nur glühende Lavamassen, Gesteinsbrocken und Asche aus, sondern auch Wasserdampf, Stickstoff, Kohlendioxid, Methan, Ammoniak und Schwefelwasserstoff. Und das taten sie auch vor 4 Milliarden Jahren. Die Ausgasungen der Ur-Vulkane haben die Entstehung der Atmosphäre und der Ozeane ermöglicht. Der Erdkern, der in 3000 Kilometer Tiefe beginnt und aus Metall besteht (obschon im Erdkern Temperaturen von mehreren tausend Grad herrschen, ist er nicht zähflüssig wie der Erdmantel, wegen dem hohen Druck), ist verantwortlich für die Existenz des Erdmagnetfeldes, das die Erde vor den gefährlich geladenen Teilchen des Sonnenwindes schützt (der Sonnenwind ist ein Strom geladener Teilchen, der hauptsächlich aus Protonen, Elektronen und Heliumkernen besteht). 6370 Kilometer unter unseren Füßen herrschen Temperaturen, die höher sind als die auf der Sonnenoberfläche: um die 7000°C. Dort befindet sich der Mittelpunkt unseres Planeten, der einzige Ort der Erde ohne Gravitation. Die Welt unter unseren Füßen ist seltsam und fantastisch. In südafrikanischen Bergwerken in 4000 Metern Tiefe haben Wissenschaftler eine große Vielfalt an Bakterien gefunden. Manche Wissenschaftler behaupten, dass die Biomasse der Bakterien im Erdinneren größer ist als die Biomasse aller Lebewesen auf der Erdoberfläche.

Bakterien, die ursprünglich einmal im tiefen Erdinneren gelebt haben und durch vulkanische Aktivitäten an die Erdoberfläche gelangt sind, stehen vermutlich auch am Anfang einer tiefgreifenden Veränderung der Ur-Atmosphäre. An der Erdoberfläche angekommen, haben diese Bakterien (die so genannten Stromatolithen) eine neue Methode entwickelt, Energie zu nutzen. Die Methode bestand darin, nicht mehr die Erdwärme und die chemische Energie im Gestein in Energie umzuwandeln, sondern das Sonnenlicht zur Energiegewinnung zu nutzen. Diese neue Form der Energieerzeugung ist die Photosynthese. Dabei entsteht ein Nebenprodukt, das für alle heute existierenden Lebensformen unentbehrlich ist: Sauerstoff.

Eisen, das in großen Mengen in den damaligen Meeren gelöst war, begann sich mit dem neu erzeugten Sauerstoff zu verbinden; es entstanden Eisenoxyde, die sich auf dem Meeresgrund ablagerten und Sedimentschichten bildeten. Sie standen am Anfang der Eisenerzlagerstätten, die die Basis bildeten zur Entstehung der Stahlindustrie. Die Ur-Bakterien haben es ermöglicht, dass wir heute pro Jahr 1,7 Milliarden Tonnen Eisen gewinnen, um daraus eine große Vielfalt von Eisen- und Stahlprodukten herzustellen, die uns das Leben erleichtern (in allen Eisenerzschichten zusammen ist mehr Sauerstoff gebunden als die Atmosphäre enthält).

In 160 Kilometer Tiefe unter der Erdoberfläche sind die Temperatur und der Druck so hoch, dass vor schätzungs-weise 3,2 Milliarden Jahren große Mengen Kohlenstoff zu Diamanten zusammengepresst wurden, die dann durch spätere Vulkanausbrüche vor einer Milliarde Jahren an die Oberfläche gelangt sind.

Wir waren und sind immer noch untrennbar verbunden mit der oder den Welten, die sich über unseren Köpfen und unter unseren Füßen befinden.

Das ist unsere Welt

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