Dez08

In Oman im Hadschar Gebirge verläuft auf einer Länge von rund 600 Kilometern die Moho-Grenzschicht an der Oberfläche. Dies ist die Sensation und das Mekka der Geologen. Über die Moho kann sonst nur spekuliert werden und nur  in Oman liegt dieses Gestein offen an der Erdoberfläche.

Der Kontakt zwischen Erdmantel und Erdkruste, der normalerweise zwischen 35 – 70 km tief unter den Kontinenten und 5 – 10 km unter dem Ozeanboden liegt, heisst Mohorovičić-Diskontinuität oder einfach MOHO. Benannt ist sie nach dem kroatischen Wissenschaftler Andrija Mohorovičić, der 1909 während eines Erdbebens in Zagreb diese Grenze entdeckte. Seismische Wellen breiten sich nämlich unterhalb dieser Grenze um 30% schneller aus als oberhalb. Es ist eine scharfe Diskontinuitätsfläche, die die Erdkruste vom Erdmantel trennt. Diese Diskontinuität wird durch den Übergang von basischen zu ultrabasischen Gesteinen, es sind dies Peridotite mit viel höherer Dichte, hervorgerufen.

Samail-Ophiolite Briefmarke von Oman © colnect.com Hadschar Gebirge, Oman @ Google Map Moho an der Oberfläche, Wadi Abyad, Hadschar Gebirge, OmanMOHO - Grenze zwischen Erdkruste und oberer Erdmantel MOHO-Grenze zwischen ozeanischer Kruste aus basischen Gesteinen und oberem Mantel aus Peridotiten

v.l.n.r.: Die Ophioliten von Oman als Briefmarke © colnect.com; Hadschar-Gebirge, Oman © Google Maps; MOHO im Aufschluss, Wadi Abyad © Chuck Bailey; Schematischer Aufbau der Erde, © JOIDES; Ozeanisches Profil der Gesteinsabfolge und des Übergangs ozeanische Kruste oberer Mantel © Chuck Bailey;

Die über 3000 m hohen Gesteinsformationen des Hadschar Gebirges bieten zudem Einblicke in 825 Millionen Jahre Erdgeschichte und wie gewaltige Schuppen durchbrechen Teile der Arabischen Platte den Boden. Auffallend ist eine vulkanische Schicht, die Samail-Ophiolith-Schicht, eine z.T. mit Chrom und Kupfer angereicherte Formation, die sich über ein Gebiet von 20’000 Quadratkilometern erstreckt. Es sind Ophiolite, ein Gestein, das normalerweise den Sockel des Meeresbodens bildet. Das Hadschar Gebirge bietet den Geologen, Petrologen und Seismologen reichlich Stoff zum Erforschen von Schichten, die sonst mehr oder weniger tief im Erdinnern verborgen sind!

>> Oman Geology
>> Documentary on the Geology of Oman
>> Oman Geotourismus

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Jun26

Mikroben bilden Lagerstätten

Die Lehrmeinung ging bis heute davon aus, dass beispielsweise Uranlagerstätten in Sandsteinen hauptsächlich aus einer kristallinen Form von Uran mit der Wertigkeit IV besteht. Demnach sorgten abiotische, chemische Reaktionen des Gesteins in wässriger Umgebung dafür, dass sich das Uran als kristalline Minerale ablagerte, beispielsweise als Uraninit, UO(Pechblende).

Sandsteingebundene Uran-Lagerstätten findet man in mittel- bis grobkörnigen Sandsteinen in kontinental fluvialer oder marin-sedimentärer Umgebung. Solche Uran-Lagerstätten gibt es weltweit; sie umspannen eine grosse Bandbreite geologischer Zeitalter und machen ca. 18% der weltweiten Uran-Reserven aus. Zu den wichtigsten Lagerstätten-Provinzen gehören das Wyoming-Becken und der Grants District in New Mexico in den USA, Lagerstätten in Zentraleuropa und Kasachstan, sehr potentielle Vorkommen in Australien, der Mongolei, Südamerika und in Afrika.

Uraninit: Chestnut Flats Mine, Spruce Pine, Mitchell County, North Carolina © Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0

Uraninit: Chestnut Flats Mine, Spruce Pine, Mitchell County, North Carolina © Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0

An der Colorado State University wurden nun Kernproben aus einer sandsteingebundenen Uran-Lagerstätte in Wyoming untersucht. Dabei zeigte sich, dass Uran-IV nicht kristallin, jedoch an organisches Material gebunden, vorhanden ist. Zudem ergab die Analyse des Isotopenverhältnisses, dass dieses Uran durch enzymatische Reduktion gebildet worden war. Man fand DNA-Beweise für Uran-reduzierende Bakterien, darunter Geobacter und Pseudomonas, von denen bereits bekannt ist, dass sie Schwermetalle wie Uran reduzieren und so ihre Energie gewinnen. Ob sie zur Zeit der Entstehung der Lagerstätte an der Bildung der organischen Uranverbindungen mitwirkten oder andere, ähnliche Bakterienarten, bleibt vorerst noch ungeklärt.

Aktuelle Forschungen liefern immer mehr Hinweise, dass Mikroben häufiger an der Entstehung von Erzvorkommen beteiligt sind als lange angenommen. Denn auch für Goldlagerstätten postulieren Forscher inzwischen eine mikrobielle Mithilfe.

Das Bakterium C. metallidurans bildt winzig kleine Gold-Nuggets © American Society for Microbiology

Das Bakterium C. metallidurans fällt winzig kleine Gold-Nuggets aus © American Society for Microbiology

Goldnuggets zum Beispiel beherbergen Bakterien, die biochemische Tricks anwenden, um die Toxizität des Metalls zu umgehen. Mithilfe biochemischer und Genomanalysen entdeckten die Forscher eine Reihe von Genen und einen chemischen Metaboliten, die für die Ausfällung des Goldes verantwortlich waren. Es wurde auch eine Chemikalie isoliert, die das Bakterium dazu braucht, Goldpartikel auszufällen. Die Chemikalie wird Delfibactin genannt.

Die Forscher vermuten, dass die von ihnen identifizierten Gene an der Produktion von Delftibactin beteiligt sind und es ausserhalb der Zelle ableiten. Durch Fällung von Gold kann D. acidovarans das Eindringen des Metalls in seine Zellen in Lösung verhindern. Es ist auch möglich, dass Bakterien andere Mechanismen verwenden um Gold zu entgiften, das seine Zellwände durchbricht.

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Jun12

Eine Tageswanderung mit tollem Panorama führt von Rougemont aus zur Bergstation Videmanette, erreichbar auch mit der Seilbahn, dann um die Alp La Pierreuse nach Chateau-d’Oex.

Die Wanderung vom Panoramaberg Videmanette hoch über Rougement hinunter nach Château-d’Oex  © transpiree.com

Die Wanderung vom Panoramaberg Videmanette hoch über Rougement hinunter nach Château-d’Oex  © transpiree.com

La Pierreuse heisst die Alp im Talkessel, die im Westen vom Rocher du Midi, im Süden von den weissen Kalkwänden der Gummfluh und im Osten vom Le Rubli eingegrenzt wird. Die Alp ist so steinig wie die umgebenden Berge und wurde nach den grossen Geröllkegeln benannt, die sich am Fusse der hohen Felswände finden.

Einst, so weiss eine Sage zu berichten, sei diese Alp besonders reich und grün gewesen, bis ein Bergsturz nach einer Untat des Jungsenns sie verwüstete. Heute ist La Pierreuse das grösste Naturschutzgebiet der Romandie und eine Landschaft von nationaler Bedeutung mit typischem Voralpen-Charakter: Felsengebiete, alpine Rasen mit reicher Flora, Flachmoore, Tannen, Fichten und vereinzelt Laubwald.

Wanderkarte für das Gebiet d'Enhaut

Wanderkarte für das Gebiet d’Enhaut

Diese Voralpen-Landschaft erstreckt sich auf mittlerer Höhe von der Bergkette der Gummfluh bis zu jener des Pic Chaussy und umfasst ein Schutzgebiet von 34 km². Die Landschaft ist von wilder Natur. Hier gibt es sie noch die seltenen Wildtierarten wie Steinbock, Gämse, Murmeltier, Königsadler, Luchs und Birkhuhn.

Château-d’Oex ist ein charmantes Dorf und begeistert mit seiner 1883 erbauten Eisenbrücke, die älteste Hängebrücke der Westschweiz.

Weitere ungeahnte Wandermöglichkeiten bietet der Regionale Naturpark Gruyère Pays-d’Enhaut ein 500 km² grosses Gebiet zwischen den Städten Bulle, Montreux und Gstaad.

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Sep19

Wenig Anstrengung und viel Erlebnis verspricht die einfache Rundwanderung am Monte Carasso, dem Hausberg von Bellinzona. Die von der Curzùtt-S. Barnàrd-Stifftung gebaute Hängebrücke ist 270 m lang und wiegt 50 Tonnen. Dabei hängt sie 14 Meter durch, was zu einer Steigung von 24 Prozent an ihren Enden führt. Sie vermittelt Blicke in die Sementina Schlucht und Kribbelgefühle im Bauch.

Tibetische Hängebrücke am Monte Carasso bei Bellinzona © Ticino Tourismus

Tibetische Hängebrücke am Monte Carasso bei Bellinzona © Ticino Tourismus

Die Brücke ist mit der Seilbahn erreichbar, welche von Monte Carasso nach Curzùtt fährt. Curzùtt ist ein antikes und charakteristisches Hügeldorf. Es ist für seine aufwendig restaurierte, historische Baustruktur bekannt. Die alte Siedlung beweist, dass die Menschen früher die höheren Lagen zur Mogadinoebene bevorzugten. Der Ausflug führt weiter zur kleinen romanischen Kirche San Bernardo mit ihren wertvollen Fresken aus dem 14. und 15. Jahrhundert. Heute wirkt sie einsam, früher war sie fester Bestandteil des Alltagslebens der Siedlung Curzútt.

1. Von Curzùtt (Monte Carasso) Rundwanderung zur Hängebrücke. 2. Wanderung von Monte Carasso Endstation Mornera nach Capanna Albagno, Alpe Arami, Bedretto zurück nach Bellinzona

1. Von Curzùtt (Monte Carasso) Rundwanderung zur Hängebrücke. 2. Wanderung von Monte Carasso Endstation Mornera nach Capanna Albagno, Alpe Arami, Bedretto zurück nach Bellinzona

2 Rundwanderungen vom Monte Carasso aus.

2 Rundwanderungen vom Monte Carasso aus.

Geologie

Auch in Punkto Geologie ist das Bellinzonese eine interessante Sache. Vom Monte Carasso geniesst man einen uneingeschränkten Ausblick auf die Südalpen und auf die Magadino-Ebene, wo man den Verlauf der Insubrischen Linie weiss. Es ist eine scharfe Trennlinie zwischen der schwach metamorphen afrikanischen Kruste der Südalpen und der stark metamorphen europäischen Kruste der Alpen. Diese strukturelle Trennlinie, bzw. tektonische Störzone ist besonders im Tessin “gut sichtbar”, nämlich durch das steile Abfallen der Gesteinsschichten am nördlichen Rand der Magadino-Ebene, während die Gesteinsschichten der Berge im Süden flach einfallen.

Penninische Decken Tessin, Insubrische Linie und Südalpen

Penninische Decken Tessin, Insubrische Linie und Südalpen

Die Rundwanderung am Monte Carasso liegt in den Tessiner Gneisen. Es sind stark metamorphe Gesteinspakete der Penninischen Wurzelzone, d. h. Material des europäischen Kontinentalrandes. Wandert man von Mornera der Endstation der Seilbahn Monte Carasso Richtung Norden kann man bei Alpe Arami im Bedretto Tal Aufschlüsse von Eklogiten und Peridotiten, eingebettet in Gneisschichten, finden.

Granat Eklogit © Public Domain

<Granat Eklogit © Public Domain

Diese Gesteine stellen Hochdruckmetamorphe Ultramafitite aus der Tethys dar. Es sind Zeugen einer sehr komplizierten Entstehungsgeschichte sowohl petrologisch wie tektonisch. Man nimmt für die Entstehung dieser Gesteine Tiefen von mehr als 400 km an.

Eine zweitägige Geologie-Wanderung ist von Bellinzona aus möglich:
→ Mit der Seilbahn Monte Carasso zur Endstation Mornera (1346 m)
→ Wandern zur Capanna Albagno (1867 m) mit Übernachtung. Sehr schöne Aufsicht auch auf die Insubrische Linie!
→ Am nächsten Tag ca. 3 km bis zur Alpe Arami mit den Eklogit-Peridotit-Aufschlüssen. Weiter talwärts nach Bedretto und mit dem Bergtaxi zurück zum Bahnhof Bellinzona.

Viel Vergnügen!

Curzútt und die tibetische Brücke “Carasc”
Ponte tibetano “Carasc”
Ticino Ausflüge

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Jul11

Arabien ist die grösste Halbinsel der Welt, umfasst sie doch eine Fläche von nahezu 3 Millionen km². Die Halbinsel ist mit der Grossen Nefud im Norden und der Rub al-Chali im Süden fast vollständig ein Wüstengebiet und gehört zu den fünf grössten Wüsten der Erde.

Berühmt wurde die “Grosse Nefud”, die beinahe 80’000 km² bedeckt, durch Lawrence von Arabien, der sie 1917 zusammen mit beduinischen Kämpfern in Rekordzeit durchritt. Die Rub al-Chali mit ihren 780’000 km² ist die grösste Sandwüste der Erde und erstreckt sich im südlichen Arabien von Westen nach Osten, Jemen und Oman einschliessend.

Beide Wüsten gehören, bedingt durch ihre geographische Lage, zu den Wendekreiswüsten.

Arabische Halbinsel; © SeaWiFS Project, NASA/Goddard Space Flight Center, and ORBIMAGE - http://visibleearth.nasa.gov/view_rec.php?id=898, Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3325274

Arabische Halbinsel; © SeaWiFS Project, NASA/Goddard Space Flight Center, and ORBIMAGE – Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3325274

Geologie – Tektonik

Arabien bildet tektonisch gesehen die Arabische Platte, eine eher kleine Kontinentalplatte, die geologisch zum afrikanischen Kontinent gehört und seit etwa 50 Millionen Jahren durch die Bildung des Grabenbruchs des Roten Meeres Richtung Osten driftet. Geologisch gehört Arabien also zu Afrika, geographisch jedoch zu Asien.

Das Rote Meer, ein Nebenmeer des Indischen Ozeans, ist bis zu 2600 m tief und 2240 km lang und verbreitert sich jährlich um 0,8 cm im Norden und 1,6 cm im Süden.

Der geologisch älteste Teil der Arabischen Platte mit Gesteine aus dem Präkambrium, ist der Arabische Schild, welcher sich im Westen neben dem Roten Meer befindet. Hier liegen der Hedschas und das Asir-Gebirge und im Jemen der 3760 Meter hohe Berg Dschabal an-Nabi Schuʿaib.

Arabisch-Nubischer Schild © Kopiersperre (Diskussion) - Eigenes Werk, Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=45737444

Arabisch-Nubischer Schild © Kopiersperre, Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=45737444

Im Zentrum und teilweise im Osten der Arabischen Platte wird das präkambrische Grundgestein von einer bis über 10 Kilometer dicken Sedimentschicht bedeckt. Dort finden sich grosse unterirdische Salzbecken, die sich teilweise zu Salzstöcken umformten. Und so sind dort auch Lagerstätten von Erdöl und Erdgas entstanden. Die grössten Ölfelder sind das Ghawar-Ölfeld in Saudi-Arabien und das Burgan-Ölfeld in Kuwait. Das grösste Gasfeld ist das Nord-Feld in Katar, das seine Fortsetzung im Iran findet. Auf der iranischen und irakischen Seite des Persischen Golfs und im Gebiet um Mosul, im Irak, gibt es weitere Lagerstätten. Im Omangebirge finden sich Ophiolithe (→ Erdwissen Beitrag: Das Mekka der Geologen liegt im Oman) also auf das Festland geschobener ehemaliger Ozeanboden.

Erdöl und Erdgas wie auch fossiles Grundwasser liegen im Osten der Halbinsel gegen den Persischen Golf – wie kommt das?

 

 

Die Plattentektonik und das Klima die damals herrschten, haben dazu geführt, dass sich unter dem Persischem Golf und dem Kaspischen Meer ausgedehnte Öl- und Gasreserven bildeten. Durch die Bewegungen der Plattentektonik wurde aus flachen und warmen Schelfmeeren, in denen es von Plankton und Pflanzen wimmelte, Seen. Die abgestorbenen Tiere und Pflanzen bildeten das Sediment. So entstand über Jahrmillionen Schicht für Schicht, der mit toter organischer Substanz angereicherten Sedimente.  Meeresgebiete wurden zu Wüsten und wieder zu Meeren, so wie es dem Persischem Golf mehrmals ergangen ist. Im übrigen ist dieser Prozess noch nicht abgeschlossen.

Nach der letzten Eiszeit vor etwa 25’000 Jahren, als das Klima auf der Arabischen Halbinsel ähnlich warm und niederschlagsreich war wie in den heutigen Savannen, und das Wasser im Boden versickerte, sammelte es sich in den Hohlräumen der Sedimentgesteine.

Deshalb liegt der grösste Teil der fossilen Grundwasserhorizonte genau dort, wo auch die meisten Erdöl- und Erdgasvorräte gespeichert sind. So kann es passieren, dass jemand Wasser findet, obwohl er nach Öl sucht – und umgekehrt. Und genau wie das Öl sind auch die kostbaren Tropfen aus der Eiszeit endlich. Als Folge davon sinkt der Grundwasserspiegel und von den Küsten her dringt Salzwasser ein.

 

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Apr11

Sanddünen singen nur in wenigen Gebieten der Erde und sie singen, wenn der Sand den Hang hinunterrutscht. Über die Entstehung der Klänge – ein tiefes, monotones Brummen – wird seit Jahrhunderten fleissig spekuliert. Schon Marco Polo begegnete diesem Brummen auf seinen Reisen und Charles Darwin beschrieb in seinem Buch “The Voyage of the Beagle” einen klingenden, sandigen Hügel, den die Chilenen “Bellower” (lautes Gebrüll eines Tieres) nannten.

Der Klang des Sandes ist ein Brummen im tieferen Frequenzbereich eines Cellos. Menschen können den Sand in Bewegung versetzen oder der Wind kann Sandrutschungen auslösen und einen plötzlichen, dröhnenden Chor auslösen.

Mystery Of Singing Sand Dunes Solved | Video, Standard YT Lincence

Zwei “singende” Sanddünen in Marokko und Oman. American Geophysical Union / Video von Derek Sollosi und Sean Treacy. Bilder and Ton von Simon Dagois-Bohy.

Wissenschaftler dachten bisher, dass der rutschende Sand in den stabileren, unteren Schichten einer Düne die Klang-Vibrationen erzeugt. Aus Experimenten im Jahr 2009 ergaben sich jedoch Hinweise, dass der Sand bzw. die Sandkörner und nicht die Düne singt. Dasselbe Forschungsteam untersuchte noch ein weiteres Rätsel: Wie entstehen in einer Düne gleichzeitig mehrere Klänge?

Es wird vermutet, dass die Korngrösse die Reinheit der Töne beeinflusst. Wenn die Korngrösse variiert, fliessen die Sandströme mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und produzieren eine grössere Bandbreite von Tönen. Wenn aber die Sandkörner alle etwa gleich gross sind, bewegen sich die Sandströme innerhalb der Rutschung mit gleichmässigeren Geschwindigkeiten und sorgen dafür, dass der Klang sich auf spezifische Töne beschränkt.

Man nimmt an, dass sich die Vibrationen fliessender Sandkörnchen synchronisieren und im Einklang vibrieren lassen. Die tausenden, schwachen Vibrationen vereinigen sich so wie die Membran eines Lautsprechers, um die Luft zusammenzudrücken. Wieso sich die Sandkörner synchronisieren, bleibt vorerst noch ungeklärt.

Lieder der Dünen; YT Standardlizenz

≪The songs of the dunes≫ von Stéphane Douady. Aufgenommen auf einer singenden Düne in Morokko. © gefilmt von Etienne Chaillou and Mathias Thery.

>> Hier noch die Auflösung des Rätsels von letzter Woche: Es handelt sich um die Rub al-Chali, oder auch Arabia’s Empty Quarter und ist die grösste durchgängige Sandfläche der Welt. Es ist eine Landschaft aus endlosen, wandelbaren Sandgebirgen, die durch den britischen Entdecker Wilfred Thesiger und seine emiratischen und omanischen Begleiter in den 1940er- und 1950er-Jahren berühmt wurden.

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Aug09

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts war die britische Kronkolonie Indien zum grössten Teil erforscht, kartographiert und von Eisenbahnlinien durchzogen. Weitgehend unbekannt aber war noch immer das geheimnisumwitterte Tibet. Dort lebten die Menschen in einem feudalen System unter der Herrschaft der Lamas mit einem Priesterkönig, dem Dalai Lama, als geistiges Oberhaupt. Für Ausländer war Tibet ein streng verbotenes Land.

Potala Palast

Potala Palast

Als die tibetischen Herrscher Verhandlungsangebote der britischen Regierung über politische Kontakte ignorierten, führte dies 1903 zum britischen Tibetfeldzug. Lhasa, auf 3600 Meter Höhe damals die höchstgelegene Hauptstadt, wurde vorübergehend besetzt. Der 13. Dalai Lama floh in die Mongolei. Nun kamen erstmals Augenzeugenberichte und Fotos von Tibet und seiner Hauptstadt nach Europa.

Forscher wie Sven Hedin konnten nun, wenn auch noch unter vielen Schwierigkeiten, nach Tibet reisen und verlässliche wissenschaftliche Informationen sammeln. Eine der schillerndsten Persönlichkeiten, die aufbrachen, die Wunder Asiens persönlich zu erfahren, war die Französin, Alexandra David-Néel (1868–1969).

Alexandra David-Neel, © Preus Museum

Alexandra David-Neel, © Preus Museum

1911 startete sie zu ihrer zweiten Asienreise, die 14 Jahre dauern sollte. Sie durchwanderte als bettelnde Pilgerin den Himalaya, lebte zwei Jahre als Einsiedlerin in einer Steinhütte auf 4000 Metern und wurde in den Stand einer Lamina erhoben. Später überquerte sie von China aus zu Fuss das Himalaya Gebirge. Als Nonne verkleidet erreichte sie als erste Europäerin 1924 die verbotene Stadt Lhasa. Trotz ihres Status als Lama musste sie sich mit Russ und Schmutz tarnen, um im noch immer für Ausländer verbotenen Tibet nicht als Europäerin erkannt zu werden. Zwei Monate weilte sie in der sagenumwobenen Hauptstadt. Ihre Reisebücher lesen sich heute noch wie Abenteuerromane und sind sehr empfehlenswert.

Das Forschen zu jener Zeit umfasste alle wissenschaftlichen Disziplinen. Später sollte gezieltere Feldforschungen betrieben werden. So reiht sich der Schweizer Geologe, Augusto Gansser, auch Baba Himalaya genannt, unter die Bedeutenden.

Augusto Gansser 1933, © ETH-Bibliothek

Augusto Gansser 1933, © ETH-Bibliothek

Gansser begab sich 1936 zusammen mit Arnold Heim auf die erste Schweizer Himalaya-Expedition, die acht Monate dauerte. Dabei entdeckte er die geologische Nahtstelle zwischen der indischen – und der eurasischen Platte am Fusse des Kailash. Er war der erste Geologe, der diesen heiligen Berg in Tibet erforschte. Da das Betreten Tibets damals für Ausländer immer noch verboten war, unternahm Gansser die Umrundung des Kailash von indischem Boden aus als buddhistischer Pilger.

Der heilige Berg Kailash, © Augusto Gansser

Der heiligste Berg der Welt, Kailash, ist 6700 m hoch. 1936 fotografiert von Augusto Gansser auf seiner Pilgerreise durch das verbotene Tibet, © Augusto Gansser

 

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Die Lösung

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