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!

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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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Mai31

Es handelt sich um die Reichenbachfälle im Berner Oberland bei Meiringen im Haslital. Der englische Krimiautor Sir Arthur Connan Doyle nutzte die atemberaubende Kulisse für den finalen Kampf zwischen Sherlock Holmes und seinem Gegenspieler James Moriarty und liess die beiden in der Kurzgeschichte “The Final Problem” (1893) nach heroischem Kampf in den Abgrund stürzen.

© Unbekannt | Nachgestellter Zweikampf zwischen Sherlock Holmes und Professor Moriarty (Quelle Kaspar Willi)

© Unbekannt | Nachgestellter Zweikampf zwischen Sherlock Holmes und Professor Moriarty (Quelle Kaspar Willi)

Die Absicht des Autors, die Abenteuer des Sherlock Holmes elegant zu beenden, scheiterte am vehementen Protest seiner Leserschaft. So liess er 1903 seinen Helden in der Geschichte “The Empty House” wieder aus den Reichenbachfällen auferstehen. Die Reichenbachfälle sind seither über die Landesgrenze hinaus bekannt und Sherlock Holmes kam zu einer Ehre, die für eine Romanfigur ziemlich aussergewöhnlich ist; er wurde 1987 Ehrenbürger der Gemeinde Meiringen. Eine Gedenktafel am Reichenbachfall sowie eine Bronzefigur und ein Museum in Meiringen erinnern an den berühmten Meisterdetektiv.

Der Rychenbach – so der altdeutsche Name – entspringt dem Rosenlauigletscher und stürzt in sieben Kaskaden zu Tal.

Der oberste Reichenbachfall, ©  Raphael Schmid

Der oberste Reichenbachfall, © Raphael Schmid

Die schönste und mächtigste, 120 Meter hoch und bis zu 40 Meter breit, kann bequem mit der Reichenbachfall-Bahn erreicht werden. Unweit der Bergstation bieten drei Aussichtsplattformen einen atemberaubenden Blick auf den tosenden und stiebenden Wasserfall und das Haslital.

Seinen Ausgangspunkt nimmt der Rosenlauigletscher an der Nordostflanke der Wetterhorngruppe auf einer Höhe von etwa 2800–3500 Metern. Der Rosenlauigletscher fliesst in einem etwa 600 m hohen Eisfall aus dem Wetterkessel nach Nordosten. Die Gletscherzunge befindet sich derzeit auf einer Höhe von 2000 Metern. Hier entspringt der Weissenbach, der mit Wasserfällen steil ins Tal fällt und nach der Gletscherschlucht Rosenlaui in den Reichenbach mündet. Dieser führt das Wasser über den berühmten Reichenbachfall durch das Reichenbachtal zur Aare.

Wandervorschlag Sherlock Holmes Weg, 2:45 h: Meiringen – Willigen – Zwirgi – Geissholz – Blatti – Meiringen
Wanderung Reichenbachfälle und Rosenlauischlucht, 3:15 h

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Feb17

Ein nur 3 mm grosser, unregelmäßig geformter und trüber Diamant aus Minas Gerais, Brasilien, verbirgt in seinem Innern einen wahren Schatz – einen winzigen, ca. 40 Mikrometer kleinen, grünlichen Kristall, Ringwoodit. Zum ersten Mal haben die Forscher damit ein Mineral in der Hand, das aus der Übergangszone des Erdmantels stammen muss – aus einer Tiefe zwischen 520 bis 660 km. Dies ist die Zone, die den oberen vom unteren Mantel trennt. Das winzige Körnchen ist wahrscheinlich durch vulkanische Aktivität in höhere Schichten gelangt, wo es von “unserem” Diamanten eingeschlossen wurde und so an die Oberfläche gelangte. Dies ist ein Sensationsfund, kennt man Ringwoodit doch ausschliesslich aus Meteoriten, denn auf dem Weg an die Oberfläche wandelt es sich normalerweise wieder in Olivin zurück. Es speichert zudem bis zu 1.5 Gewichtsprozent Wasser ganz im Gegensatz zu seinem trockenen “Vetter” Olivin.

Diamant mit Ringwoodit         Modell Erdmantel © Kathy Mather

Links: Der in Brasilien gefundene Diamant JUc29 stammt aus der Mantel-Übergangszone mit dem Hochdruckmineral Ringwoodit aus der Gruppe der Olivine. Bild: Richard Siemens/University of Alberta. Rechts: Schematischer Aufbau des Erdmantels – Entlang einer Subduktionszone kann Wasser in die Übergangszone oberer-unterer Erdmantel gelangen. Bild: K. Mather. 

Unsere Erde kennen wir heute als wasserreichen Planeten. In seiner Anfangszeit war es an der Erdoberfläche glühend heiss und trocken und auch die Uratmosphäre enthielt kaum Wasserdampf. Woher stammt nun aber das kostbare Nass? Aus wasserreichen Kometen und Asteroide oder aus dem Erdmantel? Sowohl Theorie als auch Experimente haben gezeigt, dass die Übergangszone ein wesentlicher Speicher für Wasser sein könnte, doch geophysikalische Untersuchungen haben bislang widersprüchliche Ergebnisse geliefert. Das wasserhaltige Hochdruckmineral, Ringwoodit ist deshalb so wertvoll, weil wir zum ersten Mal ein klares Indiz für Wasservorräte im Erdmantel erhalten und sich Vorräte grösser als alle Ozeane der Erde zusammen errechnen lassen.

In mancher Beziehung ist es ein Ozean im Innern der Erde, wie es Jules Verne in seinem Roman ‘Reise zum Mittelpunkt der Erde’ beschrieb. Ich bin gespannt, was Ihr, liebe Leserinnen und Leser dazu findet.

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Die Lösung

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