Onlinekurs „Planet Earth … and You!“
University of Illinois at Urbana-Champaign / coursera.org
Dr. Stephen Marshak und Dr. Eileen Herrstrom
Erdbeben
Stephen Marshak beginnt seinen Geologiekurs mit Erbeben. Er meint selber, dass dies eher ungewöhnlich sei, denn bei Geologie würde man doch zunächst an Gesteine oder Mineralien denken. Für ihn sei aber das Verständnis der Erdbeben ein Einstieg in das vieler anderer Phänomene.
Erdbeben sind Vibrationen, die die Oberfläche der Erde beeinflussen. Mit dem Brechen eines Holzstocks zeigt Marshak, wie Schwingungen bzw. Vibrationen entstehen. Im Fall eines Erdbebens bricht statt des Stocks das Gestein in der Erde. Es entsteht im Gestein eine Fraktur, die in der Fachsprache als Verwerfung, Sprung, Verschiebung oder Störung bezeichnet wird. Im Englischen wird von Fault (Fehler, Störung) gesprochen. Die Vibrationen merken wir durch die Bodenerschütterungen, die zu Schäden an Gebäuden oder Brücken führen können.
Mit der von Giuseppe Mercalli erdachten Intensitätsskala kann die die Zerstörungsfähigkeit eines Erdbebens gemessen werden. Mit Seismometern werden heute Erdbeben aufgezeichnet und grafisch dargestellt. Die Werte die heute bei Nachrichtenmeldungen zu Erdbeben genannt, sind die der Richterskala nach Charles Richter.
Erdbeben sind laut Dr. Marshak in erster Linie die Folge von „Fehlern“ (Verwerfungen). Gesteinsschichten werden nach oben bewegt oder fallen nach unten ab. Aber nicht alle Verwerfungen können wir sehen, viele sind unter der Erdoberfläche.
Plattentektonik und Kontinentaldrift
Ein weiteres großes Thema im Kurs ist die Plattentektonik und der Kontinentaldrift.
„If you look up at the night sky and look at the moon, you’re looking at a landscape that’s been there for billions of years. Each crater, each ridge, each sea on the surface of the moon is a feature that formed back when the Earth was very, very young. But if you look at the Earth, the surface that you’re seeing is something that’s a much younger feature. It’s a dynamic place. The evidence of that is all around.“ (Zitat aus dem Kurs)
Während der Mond sich also seit einer Ewigkeit an der Oberfläche nicht verändert hat, ist unsere Erde weiterhin im Innern und an der Oberfläche in Bewegung und verändert sich. Über die Ursachen dieser Veränderungen spekulierte die Menschheit lange. Die Japaner beispielsweise sahen einen „gigantic catfish under Japan“ als Verursacher. Früher glaubte man auch, die Erdoberfläche hätte immer so ausgesehen wie heute. Die Kontinente waren an der gleichen Stelle wie heute. Die Ozeane waren immer an ihrer Stelle. Aber dies ist absolut falsch.
Alfred Wegener war einer derjenigen, die sich wissenschaftlich mit der Verschiebung der Erdteile beschäftigte. Er nannte seine Idee „Continental Drift“. Am Ende des Zeitalters Paleozoic hätte es den großen Kontinent Pangea gegeben, der später auseinander gebrochen sei.
Als Meteorologe hatte Alfred Wegener nach Beweisen gesucht, „wo in der Vergangenheit Eiszeiten, also Zeiträume, in denen wesentliche Bereiche der kontinentalen Kruste von Gletschern oder Eisschilden bedeckt waren, existierten“. Die letzten Eiszeiten hatten Teile Nordamerikas, große Gebiete Europas und Russlands betroffen. Wegener wusste aber aus der Literatur, dass es große Flächen mit Gletschersedimenten (Sedimenten oder Trümmer, die von Eisschilden transportiert wurden) bedeckt sind. Er erkannte, dass diese Gebiete nicht unbedingt in Regionen liegen, die von den letzten Eiszeiten betroffen waren. Sie stammten aus dem Paläozoikum stammten und waren damit ein paar hundert Millionen Jahre alt. Er verzeichnete diese Lagerstätten in einer Karte und zeichnete auch die Gletscherstreifen ein, also die Kratzer in der Gesteinsoberfläche, die bei der Bewegung eines Gletschers über das Gestein entsteht. Mit diesen Daten stellte er fest, dass die paläozoische Eiszeit auch Teile Südamerikas, Südafrikas, Teile von Australien und Indien sowie Teile der Antarktis betroffen hatte. Nur in den Gebieten der Antarktis wäre aber eine Vergletscherung möglich gewesen. Des Weiteren erkannte er anhand der Gletscherstreifen, dass die Gletscher aus den Meeren gekommen waren. Was allerdings unmöglich war: „denn man kann keinen Gletscher aus dem Ozean wachsen lassen und sich dann auf das Land ausbreiten. Gletscher bilden sich an Land und breiten sich in Richtung Meer aus.“
Er baute diese Erkenntnisse mit in sein Konzept des Kontinents Pangea ein. Seine Annahme war, dass die vergletscherten Gebiete Südamerikas, Südafrikas, Australien und Indiens mit der Antarktis verbunden waren und später von dieser abbrachen.
Alfred Wegener betrachtete nun die Erkenntnisse über die Klimazonen auf der Erde und übertrug dieses Wissen auf den Kontinent Pangea. Allgemein gilt, dass „Äquatorialgürtel tendenziell tropisch sind, [mit] Regenwäldern und viel Regen, viel Vegetation, sehr warme Ozeane. Dass es auf beiden Seiten der Äquatorialgürtel in subtropischen Regionen zu Wüsten neigt. Und dann weiter nördlich und südlich, betreten Sie gemäßigte Regionen.“ So konnte Wegener feststellen, dass die genannten Teile Südamerikas, Südafrikas, Australien und Indiens wie die Antarktis vergletschert waren, wohingegen auf der Nordhalbkugel, nördlich des Äquators, nördlich der Tropen, Wüsten waren.