Dez09

Alter der Erdkruste. Rote Bereiche sind sehr jung, die dunkelblauen zeigen die alten Krustenbereiche. Excerpted from http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/image/crustageposter.gifDas Alter des Meeresboden lässt sich mittels Geomagnetik relativ genau bestimmen. So wissen wir, dass kein Stück Meeresboden älter ist als ca. 190 Millionen Jahre; also sehr viel jünger als viele kontinentale Gesteine.

An Mittelozeanischen Rücken (MOR) öffnet sich die Erdkruste, die tektonischen Platten gleiten auseinander und es bildet sich fortlaufend neue ozeanische Kruste; diesen Vorgang nennt man Spreading. Beim Erkalten der austretenden Lava regeln sich gewisse Mineralien entsprechend dem gerade vorherrschenden irdischen Magnetfeld aus. Die Polarität dieses Magnetfeldes ändert aber in unregelmässigen Abständen, was sich in den Mineralorientierungen im Meeresboden messen lässt. Misst man die Magnetisierung des Ozeanbodens rechtwinklig vom MOR weg und das über eine gewisse Fläche, entsteht eine Art Streifenmuster, das am MOR gespiegelt wird. Die Streifen bestehen aus Zonen mit normaler und inverser Polarität. Schneidet man auf einer Karte diese Streifen stückweise weg, erhielte man die Kontinentanordnung über die vergangenen 180 Millionen Jahren.

Von vulkanischen Laven auf dem Festland kennt man die Paläomagnetische Zeitskala, mit dieser verglichen, lässt sich das Alter des Meeresboden relativ genau bestimmen. So wissen wir heute, dass das älteste Stück Ozeanboden im Nordatlantik etwa 160 Millionen Jahre alt ist und sich unmittelbar vor der Ostküste der USA erstreckt. Mit rund 190 Millionen Jahren befindet sich das älteste Stück Meeresboden südwestlich von Japan im Pazifik. Der Grossteil des Pazifiks bildete sich allerdings während der Kreidezeit.

„Streifen“ können wichtige Altershinweise sein, kenne Sie noch andere Beispiele, wo Streifen uns das Alter des Trägers verraten?

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Nov18

Bändererz mit leichten Versätzen. Ausschnitt ca. 40 cm.Dunkelrot-schwarz gebändert, passend zur bevorstehenden Adventszeit, präsentieren sich die uralten Bändererze, die englisch als Banded Iron Formations, kurz BIFs, bezeichnet werden. Die Bändererze entstanden vor allem im Präkambrium in der Zeit von 3,8 bis 1,8 Milliarden Jahren. Es sind eisenhalte, marine Ablagerungen mit höchstwahrscheinlich biochemischem Ursprung. Das Eisen dürfte mehrheitlich aus untermeerischen Vulkanen stammen; es war als zweiwertige Ionen vorhanden, da im Meer zu wenig freier Sauerstoff vorhanden war, um das Eisen zu oxidieren. In Zyklen tauchten Mikroorganismen auf, welche Sauerstoff produzierten, welcher wiederum das zweiwertige Eisen zu dreiwertigem Eisen oxidierte. Die Eisenoxide kamen in Form von Magnetit und Hämatit zur Ablagerung und sind heute als metallisch-glänzende Schichten erhalten. War der Sauerstoff wieder aufgebraucht, lagerte sich in der Zwischenzeit eine rote Schicht aus Ton oder Chert (Quarz) ab. BIFs können Mächtigkeiten von 50 bis 600 m erreichen und sind wichtige Erzlagerstätten. Sie kommen weltweit auf allen alten Kontinentalschilden vor.

In der Zeit vor 750 Millionen Jahren bildeten sich nochmals Bändererze; deren Entstehung lässt sich aber bis heute nicht klar erklären, da zu dieser Zeit der Sauerstoffgehalt im Meer bereits deutlich höher war.

Welches Gestein bringen Sie mit der Adventszeit in Verbindung?

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Jul15

Glimmerschiefer mit Hornblende-Garben und Granat von der Gotthard-Südseite.Glimmerschiefer mit Granat und Hornblende (Amphibol) von der Gotthard-Südseite (Tremola-Serie) ist ein sehr dekoratives Gestein; die 5-6 cm langen, schwarzen Hornblende-Garben und die roten Granatkristalle sind auch für den Laien schön anzuschauen.

Ausgangsgesteine waren sandig-mergelige Sedimente, die schon vor der Trias-Zeit abgelagert worden waren. Hornblende und Granat bildeten sich erst während der Metamorphose im Verlauf der Alpenfaltung; in einer Tiefe von etwa 20 km und bei Temperaturen um 600 Grad Celsius. Diese Tiefe erreichten die ursprünglich an der Oberfläche abgelagerten Sedimente durch Stapelung. Hornblende bildet häufig längliche Kristalle von dunkelgrün-schwarzer Farbe. Granat besitzt ein kubisches Kristallsystem und bildet häufig „kugelige“ Rhombendodekaeder aus.

Heute lassen sich unterschiedliche Gesteine mittels Satellitenbildern kartieren, früher sah man nur mit den eigenen Augen und musste sich vor Ort begeben, um Gesteinsgrenzen erkennen zu können. Wie Geologen früher forschten, zeigt die Sonderausstellung in focusTerra, die noch bis zum 10. August läuft – richtig für einen regnerischen Sommertag. Kunstvolle Alpenfotos zeigt das Naturmuseum Olten in seiner aktuellen Sonderausstellung bis zum 19. Oktober 2014.

Welches ist Ihr Geologie-Tipp für verregnete Sommerferientage?

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Jun10

Granatperidotit - ein Gestein aus der tiefsten Erdkruste, heute im Tessin nördlich von Bellinzona auf der Alpe Arami aufgeschlossen.Am nächsten Samstag startet die Tour de Suisse 2014 in Bellinzona. Nur unweit nördlich liegt mit der Alpe Arami ein Ort mit einzigartiger Geologie – hier treten in einer Linse Gesteine an die Oberfläche, die einst extrem tief in der Erdkruste versenkt waren. Die Rede ist von Granat-Peridotit. Das ultrabasische Gestein besteht vor allem aus Olivinen mit wenig Pyroxen, Amphibol, Plagioklas, Spinell, Glimmer und gut sichtbaren, blutroten, magnesiumreichen Granaten (Pyrop). Vor rund 40 Millionen Jahren befand sich das Gestein als Folge der Alpenfaltung in einer Tiefe von etwa 100 km im Übergangsbereich von der untersten Erdkruste zum obersten Erdmantel.

Wie kam es dahin? Bei der Kollision des europäischen mit dem adriatisch-afrikanischen Kontinent wurde anfänglich die Europäische Platte subduziert, d.h. unter Afrika geschoben. Am Rande von Europa war ein Saum von schwerer ozeanischer Kruste; diese sank unter Afrika. Erst als die leichteren kontinentalen Gesteine aufeinander trafen, kam es zur eigentlichen Kollision und zur Hauptphase der Alpenfaltung. Die Gesteine auf der Nordseite der Kollisionszone (Insubrischen Linie) wurden tief versenkt und dabei stark metamorph verändert. Welche Werte Temperatur und Druck in der Tiefe von 100 km annehmen, darüber streiten sich die Wissenschafter immer wieder. Je nach Analyse reichen die Werte für den Granat-Peridotit der Alpe Arami von 800 bis über 1000 °C und 2-5 GPa.

Nach dem Rundkurs in Bellinzona geht’s am Sonntag 15.6. über Gotthard und Grimsel bis nach Sarnen.

Geben Sie vor Tourstart einen Tipp ab – wer gewinnt 2014 die Tour de Suisse?

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Apr15

Geschlossene Geode - was sich wohl in ihrem Inneren versteckt?Mit etwas Fantasie kann man auch in der Geologie Ostereier entdecken – sogar gefüllte – allerdings natürlich nicht mit Schokolade ;-)

In diesem Fall meine ich Geoden und Drusen in vulkanischem Gestein. Lava enthält Gas, welches entweder sofort austritt oder als Blase noch eine Weile mit der Gesteinsschmelze mittransportiert wird. Am Rande eines Lavastromes sind die Blasen kleiner, gegen die Mitte und Tiefe hin können auch grössere Blasen erhalten bleiben beim Erstarren der Schmelze. Beim Abkühlen der ursprünglich rund 1000 Grad Celsius heissen Schmelze bilden sich Kondensationswässer. Bereits aus diesen Wässern können sich die ersten Minerale in den Hohlräumen (Geoden) abscheiden. Tritt später im Laufe der Erdgeschichte sehr stark Drusen im Osternest. Drusen entstehen in Hohlräumen (Geoden), in denen Kristalle an den Wänden wachsen.mineralhaltiges Wasser ins Gestein, können sich in den Hohlräumen Kristalle in Schalen oder frei wachsend bilden. Prinzipiell können sich in jedem Gesteinshohlraum, auch in Sedimenten und in magmatischen Gesteinen, Kristalle ausscheiden. Eine mit Kristallansammlungen gefüllte Geode nennt man Druse. Bekannt sind vor allem Achat-Drusen, die durch ihre bunten Mineralringe charakterisiert sind und die Amethyst-Drusen mit den violetten Kristallspitzen im Innern. Oftmals gibt es auf Mineralienbörsen die Gelegenheit, eine noch geschlossene Druse zu kaufen und diese vor Ort zu knacken, um sich vom glitzernden Inneren überraschen zu lassen.

Ich wünsche allen erdwissen-Lesern frohe Ostern und glitzernde Überraschungen im Osternest!

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Aug20

Schwefelquelle im Luchsinger Tobel (GL). Foto: M. Feldmann, geo-life.chWeit hinten im Glarnerland gibt es etwas Einmaliges im Kanton – eine Heilquelle mit schwefelhaltigem Wasser. Schon 1542 wurde in Luchsingen gebadet und in den folgenden Jahrhunderten wurde der Badebetrieb lange Zeit an leicht unterschiedlichen Standorten aufrecht erhalten. Erst im 19. Jahrhundert scheiterte eine erneute Inbetriebnahme und damit war auch das Schwefelbad Geschichte.

Bei der Schwefelquelle im Luchsinger Tobel handelt es sich um eine kalte Quelle. Der Schwefel wird aus dem Gestein ausgewaschen.

Vor rund 230 Millionen Jahren war es ziemlich trocken und in den Lagunen des Tethysmeeres lagerte sich magnesiumhaltiger Kalkschlamm ab. Und wo die Verdunstung noch höher war, konnte sogar Gips ausfällen, ein schwefelhaltiges Mineral mit der Formel CaSO4.2H2O. Im Laufe der Jahrmillionen wurde aus dem Schlamm Dolomitgestein (CaMg(CO3)2) mit Gipseinschlüssen. Durch die Alpenbildung und die nachfolgende Erosion gelangten die gipshaltigen Gesteinsschichten ins heutige Glarnerland und näher an die Oberfläche. Regenwasser drang ins Gestein ein und löste den Gips aus dem Dolomit. Das saure Wasser frass sich so weit durch Kalkgestein in die Tiefe, bis es auf die wasserundurchlässigen Flyschschichten traf. Oberhalb dieser Flyschschichten tritt das schwefelhaltige, bläuliche Wasser nun aus und markiert gleichzeitig auch die Glarner Überschiebung. Neben Schwefelwasserstoffgas H2S, welches für den charakteristischen Geruch nach faulen Eiern verantwortlich ist, enthält das Quellwasser auch Bittersalz (Glaubersalz), womit es offiziell zum Heilwasser wird.

Am nächsten Samstag 24.8.2013 wird ein neuer Informationspfad im Luchsinger Tobel eingeweiht. Wer dabei sein will, findet die notwendigen Informationen hier.

Wasser, das nach faulen Eiern stinkt soll gesund sein? Würden Sie darin baden?

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Jun25

Flüssigkeitseinschluss. schwarz-rund: Gasblase; klar-viereckig: Kristall. Bild-Quelle: USGSKein Kristall ist perfekt. Jeder Kristall enthält Wachstumsfehler. Solche Fehler können Flüssigkeitseinschlüsse sein, die 0,1 bis 1 mm gross sind und fast nur unter dem Mikroskop erkennbar sind. Die mikroskopisch kleinen Einschlüsse enthalten meist zwei oder mehr Phasen, d.h. neben einer Flüssigkeit sind häufig auch eine Gasblase und/oder ein kleiner Salzkristall zu erkennen.

Für die Wissenschaft sind solche Einschlüsse – auch Flincs (engl. Fluid inclusions) genannt – sehr interessant. Die Einschlüsse enthalten Informationen über die Bildungstemperatur oder sogar über die Zusammensetzung des ursprünglichen Fluids, aus dem sich der Hauptkristall bildete. Das ist besonders im Zusammenhang mit Erzvorkommen von grossem Interesse. Man will die Bedingungen (besser) verstehen unter denen sich grosse Erzvorkommen gebildet haben.

Primäre, sekundäre und pseudosekundäre FlincsWird ein Fluid-Gaseinschluss in einem Mineral aufgeheizt, mischt sich irgendwann die Gasblase mit dem Fluid. Diese Homogenisierungstemperatur entspricht der ursprünglichen Kristallbildungstemperatur in der Erdkruste.

Man unterscheidet primäre (a) Flincs, die während des Kristallwachstums parallel zu den Kristallflächen entstehen und sekundäre (b) Flincs, welche sich bei einem tektonischen Ereignis in heilenden Rissen bilden. Pseudosekundäre (c) Flincs enthalten ebenfalls Flüssigkeit aus der Zeit des Kristallwachstums.

Kennen Sie andere Beispiele für spannende Imperfektionen?

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Die Lösung

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