Dienstag, 31. Januar 2012

Goldschmidt Conference: "Weathering of sediments - from natural processes to underground CO2 storage"

Please let me draw your attention once again to the session "Weathering of sediments - from natural processes to underground CO2 storage" (Theme 7: Evolutive and Integrative Earth Surface Processes - see also abstract below) at the 22nd Goldschmidt Conference in MONTRÉAL, June 24-29, 2012.

http://www.vmgoldschmidt.org/2012/index.htm 

The weathering of silicate minerals exposed on the continents is known to be the main natural sink of CO2 from the atmosphere. Detrital silicates derived from the physical denudation of the continents are also a major component of marine sediments and it has recently been shown that CO2-induced weathering is a common process in marine sediments. Nevertheless, their geochemical behaviour and reaction rates are poorly understood. The same weathering processes are the final and long-term trapping mechanisms for underground CO2 storage, one of the options to mitigate our anthropogenic CO2 emissions. Nevertheless, reaction rates at those high-CO2 conditions and the geochemical behaviour in the natural storage formation are difficult to predict and hence the risks and/or safety of the CCS technology difficult to assess.

Furthermore, only very limited data is available from natural analogues with high CO2 concentrations, e.g. volcanic/hydrothermal CO2 seeps. This session aims at bringing together experts for the naturally-occurring weathering processes and those involved in CCS projects in order to exchange know-how as well as identify knowledge gaps on both sides. In this context we would like to invite contributions presenting field work, experimental investigations as well as thermodynamic and transport-reaction modeling studies.

Bernsteinwälder: Ökologische Studien zur Harzproduktion

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Privatdozent Dr. Alexander Schmidt vom Courant Forschungszentrum Geobiologie der Universität Göttingen ist den „Bernsteinwäldern“ im südlichen Pazifik auf der Spur. Während einer sechswöchigen Expedition untersuchten die Wissenschaftler zunächst die Bernsteinvorkommen Neuseelands und reisten dann auf die Pazifikinsel Neukaledonien. Dort entdeckten sie neue Pilzarten und entschlüsselten Wechselbeziehungen zwischen harzenden Bäumen, Gliederfüßern und Mikroorganismen als Ursache erhöhter Harzproduktion.

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Privatdozent Dr. Alexander Schmidt vom Courant Forschungszentrum Geobiologie der Universität Göttingen ist den „Bernsteinwäldern“ im südlichen Pazifik auf der Spur. Während einer sechswöchigen Expedition untersuchten die Wissenschaftler zunächst die Bernsteinvorkommen Neuseelands und reisten dann auf die Pazifikinsel Neukaledonien. Dort entdeckten sie neue Pilzarten und entschlüsselten Wechselbeziehungen zwischen harzenden Bäumen, Gliederfüßern und Mikroorganismen als Ursache erhöhter Harzproduktion. Sie wiesen für diese heutigen Ökosysteme nach, dass Insektenbefall und pathogene Mikroorganismen die Art und Menge von Harzausflüssen stark verändern. Diese ökologischen Zusammenhänge könnten eine Erklärung für die Bernsteinlagerstätten auf der südlichen Erdhalbkugel liefern.

Massive Bernsteinvorkommen entstanden im Lauf der Erdgeschichte in bestimmten Zeitabschnitten. Warum Bäume in manchen Zeiträumen überhaupt übermäßig Harz produziert haben, gilt bislang als ungelöstes Rätsel. Die tropischen Waldökosysteme Neukaledoniens werden von Koniferen dominiert, von denen einige Vertreter große Harzmengen produzieren. So konnte das Forscherteam an heute lebenden Arten untersuchen, unter welchen Bedingungen starke Harzflüsse produziert werden.

Dabei stießen die Wissenschaftler auf eine Pilzflora, die artenreicher ist als bisher angenommen. Sie entdeckten neue Arten, die zur Gruppe der Schlauchpilze (Ascomycota) gehören. Diese neuen Pilzarten leben ausschließlich auf frisch entstandenen Harzflüssen der Koniferen und ernähren sich von den Inhaltstoffen der Harze. Das Forscherteam fand zudem verschiedene Rüsselkäferarten, die in Zweigen von Araukarien leben. Die Besiedlung durch die Käferlarven löst in den Ästen und Zweigen der Bäume eine gesteigerte Harzproduktion aus – als Abwehrmechanismus gegen den Insektenfraß. Von den dadurch entstehenden unzähligen Harztropfen profitieren wiederum Vertreter der oben genannten harzbewohnenden Schlauchpilze.

„Die Entschlüsselung solcher Wechselbeziehungen in heutigen Ökosystemen hilft uns dabei, Ökosysteme aus der erdgeschichtlichen Vergangenheit zu rekonstruieren“, erklärt der Göttinger Paläontologe Dr. Schmidt. „In die weiteren Diskussionen um die Ursachen für Bernsteinlagerstätten muss das Auftreten von neuen holzbewohnenden Insektengruppen und Mikroorganismen in der Erdgeschichte stärker als bisher einbezogen werden.“ Die Ergebnisse der ökologischen Studien auf Neukaledonien ermöglichen zudem ein besseres Verständnis der alten „Bernsteinwälder“ Neuseelands, die ebenfalls eine hohe Diversität an Koniferen aufwiesen und in denen, ebenso wie heute auf Neukaledonien, Vertreter der Araukariengewächse große Mengen an Harz produzierten.

Von ihrer Expedition brachten die Forscher auch Bernsteinstücke von bis zu zwei Kilogramm Gewicht von der Südinsel Neuseelands mit, die nun in Göttingen präpariert und nach Einschlüssen von Gliederfüßern, Pflanzenresten und Mikroorganismen durchsucht werden. Die Paläontologen wollen zum Beispiel herausfinden, ob die 20 Millionen Jahre alten Fossilien direkte Vorfahren von Arten heutiger neuseeländischer Waldökosysteme sind, oder ob es statt einer solchen kontinuierlichen Entwicklung zu einer mehrfachen Wiederbesiedlung der Inseln kam. „Durch den oft außerordentlich guten Zustand der Einschlüsse im Bernstein können diese zuverlässig mit den heute lebenden neuseeländischen Arten verglichen werden. Die Einschlüsse werden entscheidend dazu beitragen, Fragen nach dem Ursprung und der Entwicklungsgeschichte heutiger neuseeländischer Ökosysteme beantworten zu können“, so Dr. Schmidt. 

Beate Hentschel Presse, 
Kommunikation und Marketing 
Georg-August-Universität Göttingen

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Wie alt ist die Welt? In: Uni(versum) für alle! -- Halbe Heidelberger Sternstunden

Montag, 30. Januar 2012

Getting kids into science

Wie kann man Kinder am Einfachsten für Wissenschaft interessieren? Immerhin leben wir in einer Gesellschaft, deren Grundlagen größtenteils auf den Erkenntnissen von Wissenschaft und Technik basieren. Und leider auch in einer Gesellschaft, in welcher eben diese Grundlagen immer seltener verstanden werden. Oder, was noch schlimmer ist, in der man Wissenschaft und Technik im zunehmenden Maße feindselig gegenübersteht. Früher hieß es, Wissen sei Macht, heute ist Unwissen dagegen allem Anschein nach cool. Aberglaube ist für viele Menschen heute attraktiver geworden, als Wissen. Phil Plait ist in diesem Video der Frage nachgegangen, wie man diese Entwicklung bei den heutigen Kindern vermeiden kann. Wie begeistert man Kinder für Wissenschaft und für skeptischens Denken:

Sauerstoff-Molekül überlebt enorm hohe Drücke

Mit Computersimulationen hat ein Forscher der RUB gezeigt, dass das Sauerstoff-Molekül (O2) Drücken bis zu 1,9 Terapascal standhält. Das entspricht dem 19-millionenfachen Atmosphärendruck. Bei höheren Drücken polymerisiert Sauerstoff, bildet also größere Moleküle oder Strukturen. „Das war sehr überraschend“, sagt Dr. Jian Sun vom Lehrstuhl für Theoretische Chemie. „Andere einfache Moleküle wie Stickstoff oder Wasserstoff überleben solche hohen Drücke nicht.“

Mit Computersimulationen hat ein Forscher der RUB gezeigt, dass das Sauerstoff-Molekül (O2) Drücken bis zu 1,9 Terapascal standhält. Das entspricht dem 19-millionenfachen Atmosphärendruck. Bei höheren Drücken polymerisiert Sauerstoff, bildet also größere Moleküle oder Strukturen. „Das war sehr überraschend“, sagt Dr. Jian Sun vom Lehrstuhl für Theoretische Chemie. „Andere einfache Moleküle wie Stickstoff oder Wasserstoff überleben solche hohen Drücke nicht.“ In Kooperation mit Kollegen des University College London, der University of Cambridge und des National Research Council, Kanada berichtet der Wissenschaftler, dass sich Sauerstoff mit steigendem Druck sehr kompliziert verhält. Seine elektrische Leitfähigkeit steigt zunächst, sinkt dann und steigt schließlich wieder an. Die Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in der Zeitschrift Physical Review Letters.

Schwächere Bindung, aber höhere Stabilität

Eine Elektronenpaar-Doppelbindung hält die beiden Sauerstoffatome im O2-Molekül zusammen. Stickstoff (N2) hingegen besitzt eine Dreifachbindung. „Man würde denken, dass die schwächere Doppelbindung leichter aufzubrechen ist und dass Sauerstoff daher bei niedrigerem Druck polymerisiert als Stickstoff“, so Sun. „Wir haben aber das Gegenteil gefunden. Das war auf den ersten Blick erstaunlich.“

Näher zusammenrücken, wenn der Druck steigt

Im kondensierten Zustand, wenn der Druck steigt, kommen die Moleküle näher zusammen. Das Forscherteam nimmt an, dass sich unter diesen Bedingungen die freien Elektronenpaare der verschiedenen Moleküle gegenseitig abstoßen. Das hindert sie daran, sich einander anzunähern. Da Sauerstoff mehr freie Elektronenpaare als Stickstoff besitzt, ist die Abstoßungskraft zwischen den Sauerstoff-Molekülen stärker, was das Polymerisieren erschwert. Allerdings kann die Anzahl der freien Elektronenpaare nicht das einzige sein, was den Druck bestimmt, bei dem die Polymerisation eintritt. „Wir denken, es ist eine Kombination aus der Anzahl der freien Elektronenpaare und der Stärke der Bindung zwischen den einzelnen Molekülen“, erklärt Sun.

Die vielen Strukturen des Sauerstoffs

Bei hohen Drücken polymerisieren gasförmige Moleküle wie Wasserstoff, Kohlenmonoxid oder Stickstoff und werden so zu Ketten, Schichten oder Netzwerkstrukturen. Gleichzeitig wandeln sie sich üblicherweise von Isolatoren in Metalle um, d.h. mit steigendem Druck werden sie leitfähiger. Das Forscherteam zeigte jedoch, dass die Lage mit Sauerstoff etwas komplizierter ist. Unter Standardbedingungen hat das Molekül isolierende Eigenschaften. Steigt der Druck, metallisiert es und wird zum Supraleiter. Bei weiterem Druckanstieg wird Sauerstoff zunächst zum Halbleiter mit Polymerstruktur. Dann nimmt er erneut metallische Eigenschaften an, seine Leitfähigkeit steigt also wieder. Das metallische Polymer verwandelt sich schließlich in eine metallische Struktur aus vielen Schichten.

Im Inneren von Planeten

„Die Polymerisation kleiner Moleküle unter hohem Druck hat viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Sie hilft, die fundamentale Physik und Chemie geologischer und planetarischer Prozesse zu verstehen“, erklärt Sun. „Der Druck im Inneren von Jupiter wird zum Beispiel auf etwa sieben Terapascal geschätzt. Man hat auch herausgefunden, dass polymerisierte Moleküle, wie N2 und CO2, verblüffende Eigenschaften haben. Sie haben etwa eine hohe Energiedichte oder sind superhart.“ Dr. Jian Sun trat 2008 als Humboldt-Stipendiat der RUB-Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Dominik Marx bei, um mit der Vibrationsspektroskopie wässrige Lösungen zu untersuchen. Parallel zu dieser Arbeit in der Lösungsmittelchemie („Solvation Science“) verfolgt er als Nachwuchsforscher physikalisch-chemische Prozesse im Hochdruck-Bereich.

J. Sun, M. Martinez-Canales, D.D. Klug, C.J. Pickard, R.J. Needs (2012): Persistence and eventual demise of oxygen molecules at terapascal pressures, Physical Review Letters, doi: 10.1103/PhysRevLett.108.045503

Dr. Josef König
Pressestelle
Ruhr-Universität Bochum
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Donnerstag, 19. Januar 2012

Angesäuerte Magma als treibende Kraft - Wie diamanthaltige Kimberlite an die Oberfläche kommen

Kimberlite sind magmatische Gesteine, die tief aus dem Erdinneren stammen und durch vulkanische Eruptionen an die Erdoberfläche gelangten. Auf ihrem explosiven Weg nach oben rissen sie zahlreiche weitere Gesteine und auch Diamanten mit - der größte Teil der Welt-Diamantproduktion stammt aus Kimberlitlagerstätten. Wie Kimberlite genügend Auftrieb für ihren langen Aufstieg durch die Erdkruste bekommen, war bisher noch weitgehend ungeklärt. Ein internationales Team um Professor Donald Dingwell, Direktor des Departments für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU, konnte nun zeigen, dass gerade die mitgerissenen Fremdgesteine den nötigen Schwung liefern: Diese schmelzen in der ursprünglich sehr basischen Magma und machen sie saurer. Dadurch kommt es zur Freisetzung von Kohlendioxid - das resultierende ständige "Schäumen" vermindert die Dichte der Magma und erleichtert den Aufstieg. "Unsere Ergebnisse können bei der Suche nach neuen Diamantminen und bei der Beurteilung existierender Lagerstätten helfen, da wir nun besser verstehen, unter welchen Bedingungen Kimberlit entsteht", sagt Dingwell. (Nature 18. Januar 2012)

Die meisten Kimberlite entstanden vor 70 bis 150 Millionen Jahren, es gibt aber auch Kimberlit, der bereits 1,2 Milliarden Jahre alt ist. Allgemein kommen sie nur in uralten Kontinentalkernen - sogenannten Kratonen - vor, die über Äonen unverändert blieben.

Die Quelle der kimberlitischen Magma liegt etwa 150 km unter der Erdoberfläche und damit viel tiefer als die aller anderen vulkanischen Gesteine. In dieser Tiefe herrschen auch die notwendigen hohen Temperaturen und Drücke, damit Kohlenstoff zu Diamant kristallisieren kann. Wird kimberlitische Magma durch sogenannte Pipes - tiefe Schlote vulkanischen Ursprungs - an die Oberfläche geschleudert, kann sie Diamanten wie mit einem Lift ans Licht befördern - deshalb liegen die meisten Diamantenminen in Kimberlitschloten. Aber Kimberlite reißen auch zahlreiche andere Gesteine auf ihrem langen Weg nach oben mit.

Trotz dieses zusätzlichen Gepäcks steigt kimberlitische Magma schnell auf und wird in explosiven Eruptionen freigesetzt. „Man nimmt an, dass Gase wie Kohlendioxid und Wasser essenziell sind, um die für den rasanten Aufstieg erforderliche Antriebskraft zu bekommen", sagt Dingwell, „wie es zu deren Freisetzung aus der Magma kommt, war allerdings unklar". Mithilfe von Hochtemperaturexperimenten konnten die Wissenschaftler nun nachweisen, dass die mitgerissenen Fremdgesteine eine wichtige Rolle spielen: Die ursprüngliche Magma tief im Erdinneren besteht vor allem aus carbonathaltigen Komponenten, die zudem viel Wasser enthalten können. Passiert die Magma auf ihrem Weg nach oben silikatreichere Gesteine, werden diese sehr effektiv gelöst, wodurch es zu einer Übersättigung der zunehmend silikathaltigen Schmelze mit Kohlendioxid kommt - als Folge wird Kohlendioxid freigesetzt. „Das Resultat ist ein kontinuierliches „Schäumen" der Magma, das deren Fließeigenschaften verbessert und ihr den nötigen Auftrieb verleiht, um sehr vehement an die Erdoberfläche zu drängen", erklärt Dingwell. Desto schneller die Magma weiter nach oben steigt, desto mehr Fremdgestein reißt sie mit, und desto mehr Silikate werden gelöst - letztendlich treiben Kohlendioxid und Wasserdampf die heiße Gesteinsschmelze mit großer Wucht voran wie eine Rakete. Die Ergebnisse der Wissenschaftler erklären auch, warum das Vorkommen von Kimberliten an die alten Festlandskerne gebunden ist: Hier sind zum einen die Gesteinsschichten ausreichend mit Silikaten angereichert. Zum anderen sind die kratonischen Kontinentalblöcke sehr dick - dadurch ist der Weg ans Licht sehr lang und bietet der Magma ausreichend Gelegenheit, mit dem silikatreichen Gestein in Kontakt zu kommen.

„Kimberlite ascent by assimilation-fuelled buoyancy”;
J.K. Russell, L.A. Porritt, Y. Lavallée, D.B. Dingwell;
Nature Advanced Online Publication 18. Januar 2012
doi: 10.1038/nature10740

Luise Dirscherl 
Stabsstelle Kommunikation und Presse
Ludwig-Maximilians-Universität München
Via Informationsdienst Wissenschaft

Mittwoch, 18. Januar 2012

7th International Conference on Mineralogy and Museums, August 27 - 29, 2012 in Dresden Germany - Call for Abstracts

It is a great pleasure for the organizing committee to invite you to the upcoming "7th International Conference on Mineralogy and Museums" which will be held at "Deutsches Hygiene Museum" Dresden, August 27-29, 2012.
 
We cordially request you to submit abstracts related to one of the following topics:
 
- Museums and research
- Museums and history
- Museums and collection management
- Museums and society
 
Please click here to submit your abstract.
http://www.conventus.de/index.php?id=kuerzel-abstracts6
 
Deadline for abstract submission is March 15, 2012.
 
Please click here to download the second circular with call for abstracts (PDF).
http://www.conventus.de/fileadmin/media/2012/mm7/Circulars/Second_Circular_final_version_Web_01.pdf
 

In addition, registration forms for the online registration are also available on the conference website. Please click here to get to the registration forms.
http://www.conventus.de/index.php?id=12203

Macht Lichtverschmutzung Jugendliche hellwach?

Eine Studie an der PH Heidelberg mit mehr als 1.500 Schülern in der Metropolregion Rhein-Neckar wies jetzt weltweit erstmals einen Zusammenhang nach.

Je heller es nachts in den Wohngebieten ist, desto später gehen Jugendliche ins Bett. Dies hat immense Auswirkungen auf ihr Schlafverhalten, ihr Wohlbefinden und auf ihre Schulleistung. Eine Studie an der Pädagogischen Hochschule Heidelberg mit mehr als 1.500 Schülern in der Metropolregion Rhein-Neckar wies diesen Zusammenhang jetzt weltweit erstmals nach. Zu dem Ergebnis kam das interdisziplinären Forscherteam durch einen Abgleich von nächtlichen Satellitenbildern mit Ergebnissen einer Fragebogenstudie.

„Jeder Mensch hat etwas andere Schlafens- und Aufstehzeiten“, so Christian Vollmer, der die Studie im Rahmen einer Kooperation der Abteilungen Biologie (Prof. Dr. Christoph Randler) und Geographie (Prof. Dr. Ulrich Michel) durchführte. Besonders in der Pubertät verschiebt sich diese innere Uhr bis weit in die Abend- und Nachtstunden. Daraus resultiert eine erhebliche Tagesschläfrigkeit der Jugendlichen. „Dies wiederum hat negative Auswirkungen auf Schulleistung, Drogenkonsum und Gesundheit“, so Vollmer weiter.

Licht ist der stärkste Zeitgeber für die innere Uhr des Menschen. Jugendliche, die in nachts hell beleuchteten, städtischen Wohnvierteln schlafen, haben einen deutlich späteren Tagesrhythmus als Jugendliche in dunkleren, ländlichen Gebieten. Die Verschiebung der inneren Uhr wird aber nicht nur durch nächtliches Licht beeinflusst: Vollmer fand heraus, dass auch die häufige und späte Nutzung von elektronischen Bildschirmmedien einen starken Einfluss auf den Tagesrhythmus hat. Jugendliche mit einem späteren Rhythmus konsumieren darüberhinaus eher Stimulanzien wie Kaffee, Alkohol oder Zigaretten.

Damit sich die innere Uhr der Jugendlichen nicht noch weiter in die Nacht hinein verschiebt, empfehlen die Autoren der Studie, dass die Städteplaner bei der Neugestaltung von Wohngebieten nächtliche Lichtquellen sparsam einsetzen. Eltern sollten darüberhinaus für eine angemessene Verdunkelung der Zimmer sorgen. Die Autoren raten den Jugendlichen außerdem, nachts in ihrem Zimmer keine elektronischen Bildschirmmedien (Mobiltelefon, Computer, Fernseher) zu nutzen, da das blaue Bildschirmlicht zusätzlich wach hält.



Macht Lichtverschmutzung Jugendliche hellwach?

Verena Loos 
Presse & Kommunikation
Pädagogische Hochschule Heidelberg

via Informationsdienst Wissenschaft

Donnerstag, 12. Januar 2012

Dienstag, 10. Januar 2012

Video: Die Intelligenz der Vögel

Prof. Dr. Dr. Gerhard Roth vom Institut für Hirnforschung der Universität Bremen (Fachbereich Biologie und Neurobiologie; Abteilung Verhaltensphysiologie und Entwicklungsneurobiologie) mit seinem Vortrag "Wie einzigartig ist der Mensch? Die Evolution des Geistes, der Intelligenz und des Bewusstseins", Teil 8: "Die Intelligenz der Vögel".

Mittwoch, 4. Januar 2012

Vom Kopf auf die Füße gestellt: 100 Jahre Kontinentaldrifttheorie

Vor genau 100 Jahren, am 6. Januar 1912, stellte Alfred Wegener seine Theorie der Kontinentaldrift erstmals öffentlich vor. Die moderne Plattentektonik bestätigte seine Ideen, indem sie diese vom Kopf auf die Füße stellte.

Vom Kopf auf die Füße gestellt: 100 Jahre Kontinentaldrifttheorie
Die moderne Plattentektonik und das Bild der Erde
Vor genau 100 Jahren, am 6. Januar 1912, stellte Alfred Wegener seine Theorie der Kontinentaldrift erstmals öffentlich vor. Anlässlich eines Treffens der Geologischen Vereinigung im Frankfurter Senckenberg-Museum legte er seine Gedanken zum Urkontinent Pangaea dar, der auseinanderbrach und dessen einzelne Teile als heutige Kontinente über die Erde driften. 1915 erscheint sein Buch „Entstehung der Kontinente und Ozeane“, das 1922 in dritter Auflage in die Weltsprachen übersetzt wird und heute als Grundlegung der Theorie der Plattentektonik gilt.
Wegeners geniale Idee fand nicht nur Freunde, denn sie hatte den zentralen Nachteil, dass ihr der Motor fehlte, der Urkontinente auseinanderbrechen und riesige Kontinentalmassen über die Erdoberfläche verschieben konnte. Tatsächlich wurde erst durch die Seismologie in den 1950ern und durch Forschungsbohrungen auf den Ozeanen in den 1960er Jahren die Fundamente für die Plattentektonik gelegt – zugleich aber wurde Wegeners bahnbrechende Theorie vom Kopf auf die Füße gestellt.
Seismologische Erkenntnisse
Erdbeben sind nicht nur furchtbare Naturkatastrophen, sie sind zugleich ein Fenster in das Erdinnere. Es waren die Geophysiker Wadati und Benioff, die unabhängig voneinander 1954 die systematische Anordnung von Erdbeben an den Stellen entdeckten, die wir heute als Plattengrenzen kennen. „Über 90% der seismischen Energie weltweit wird an den Plattengrenzen freigesetzt“, sagt dazu Professor Michael Weber, Chefseismologe am Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ. „Wir nutzen diese Beben zur tomographischen Durchleuchtung des Erdkörpers.“ Mit modernen Verfahren der wissenschaftlichen Seismologie kann man sogar rekonstruieren, wie schnell die Kontinente wanderten: den Rekord hält Indien, das sich mit 20 Zentimetern pro Jahr vor rund 140 Millionen Jahren auf dem Weg von Ost-Gondwana nach Eurasien machte.
Bohren in die Ozeanböden
Der eigentliche Durchbruch kam aber erst, als diese Erkenntnisse mit Forschungsergebnissen aus den großen Ozeanbohrprogrammen der sechziger Jahre zusammengeführt wurde. Zuvor hatte man mit magnetischer Ozeanbodenvermessung und Topographie des Meeresbodens die mittelozeanischen Rücken entdeckt und beiderseits der mittelozeanischen Rücken eine Magnetisierungsrichtung der Gesteine in parallelen Streifen. Die jetzt gewonnenen Bohrkerne zeigten: Kein Stück des erbohrten Ozeanbodens war älter als 200 Millionen Jahre und damit entschieden jünger, als Wegener angenommen hatte. Kontinentale Gesteine hingegen erreichen mehr als vier Milliarden Jahre Alter. Zweitens ergab sich, dass in unmittelbarer Nähe der mittelozeanischen Rücken der Ozeanboden sehr jung ist. Mit zunehmender Entfernungvon diesen untermeerischen Gebirgen weisen die Gesteine zunehmendes Alter auf. Drittens sind Ozeanböden unterhalb der obersten Sedimentschicht durchweg magmatischen Ursprungs. „Diese Ergebnisse ließen eigentlich nur eine Interpretation zu. Aus dem Erdinnern steigen an diesen Rücken heiße, flüssige Gesteine auf und drücken den Ozeanboden zur Seite weg“, erläutert Dr. Ulrich Harms, der am GFZ das „Zentrum für Wissenschaftliches Bohren“ leitet. „Nicht die Kontinente driften, sondern ganze tektonische Platten, die die aus Ozeanböden, Kontinenten und oberstem Erdmantel bestehen.“
Aufsteigende Gesteine – der Motor der Plattentektonik
Alle diese Befunde stellten in der zweiten Hälfte der sechziger Jahre Wegeners geniale Entdeckungen in den korrekten Zusammenhang und zugleich seine Theorie vom Kopf auf die Füße: nicht nur seine Annahmen zum Alter von Ozeanen und Kontinenten wurden komplett umgekehrt, auch die Vorstellung, dass die Kontinente durch die Ozeane pflügen, dreht sich dahingehend um, dass Kontinente und Ozeane als gemeinsamer oberer Teil der Lithosphärenplatten sich zusammen bewegen. Die Kontinente als leichteste Gesteine schwimmen sozusagen oben auf.
Diese tektonischen Platten bewegen sich, kollidieren miteinander, reiben aneinander vorbei oder driften auseinander. Alle diese Prozesse sind mit Erdbeben verbunden, die sich so als Teil des Gesamtprozesses erklären lassen. Aber was bringt schweres Gestein im Erdinnern zum Aufstieg? Die enorme Hitze, die sich im Erdkern und im Erdmantel befindet, stammt zum Teil noch aus der Entstehung der Erde, zum anderen aus dem radioktiven Zerfall von Elementen im Erdmantel. Das dadurch erhitzte Gestein steigt auf und setzt damit die Bewegung in Gang, die sich auf der Erdoberfläche als Verschiebung der Platten äußert. Wir kennen diesen Prozess heute als Plattentektonik, die das Wissenschaftsmagazin „New Scientist“ gleichberechtigt neben die Evolutionstheorie und die Relativitätstheorie stellt.
Die leise Revolution in der Theorie der Tektonik
Die klassische Auffassung der Tektonik als quasi mechanischer Prozess von der Bewegung und Kollision starrer Platten ist mittlerweile selbst in Auflösung begriffen. „Neuere Erkenntnisse zeigen die Plattentektonik als ein sich selbst regulierendes System von Wechselwirkungen, in dem alle Subsysteme des Planeten Erde mitwirken“, führt dazu Professor Onno Oncken aus. Der Direktor des Departments „Geodynamik“ am GFZ stellt fest: „Es handelt sich nicht um ein mechanisches System, sondern um komplexe, rückgekoppelte Prozesse.“ Beispiel Klima: dass Hochgebirge einen entscheidenden Einfluss auf das Klima haben, ist verständlich. Aber dass das Klima seinerseits die Tektonik steuert, ist eine neue Erkenntnis: Die Anden beispielsweise entstehen durch die Kollision der Nazca-Platte mit Südamerika. Das feuchte Klima der Süd-Anden führt zum Abtragen von Gebirgsmaterial, das als Sediment im Pazifik landet. Die von Westen herankommende Nazca-Platte lagert dieses Gestein an der südamerikanischen Kruste an. Das aride Klima der Nord- und Zentral-Anden hingegen lässt kein Sediment entstehen, daher raspelt hier die Nazca-Platte hier die kontinentale Kruste ab. Die dabei stark erhöhte Reibung überträgt ihrerseits eine Kraft, die das Andenplateau in die Höhe und Breite wachsen lässt. Das wiederum verstärkt den Regenschatten an der Westseite der Anden und verringert die Erosion zusätzlich.
Auch die klassische Vorstellung eines Faltengebirges als Resultat eines Zusammenstoßes musste in die Revision: „Die Anden beispielsweise, in ihrer heutigen Form, existieren erst seit rund 45 Millionen Jahren, das Abtauchen der Nazca-Platte unter Südamerika dauert schon seit dem Paläozoikum an, also Hunderte von Millionen Jahren länger“, sagt Onno Oncken. Ebenso ist das Wechselspiel zwischen den aufsteigenden heißen Gesteinsmassen und der Erdkruste viel komplexer, als ursprünglich angenommen. Steigt eine heiße Gesteinsblase auf, so wirkt die schlecht wärmeleitende Lithosphäre als Grenzschicht zur Oberfläche wie eine Wärmedecke, wodurch wiederum die Temperatur unterhalb weiter ansteigt. Dieser Hitzestau kann schließlich wie ein Schweißbrenner ganze Kontinente bis zur Auflösung durchweichen, etwa vor 140 bis 130 Millionen Jahren, als Gondwana zuerst im Osten, dann im Westen auseinanderbrach.
Damals trennte sich auch Südamerika von Afrika, es waren aber genau die Konturen dieser beiden Kontinente, die Wegener auf seine Idee brachten. Professor Oncken: „Wegeners Ansatz war der Startpunkt, die Plattentektonik des vorigen Jahrhunderts die Revolution in den geowissenschaftlichen Auffassungen. Heute sehen wir eine ebenso gründliche, leise Revolution in der Theorie der Plattentektonik, weil wir unseren Planeten zunehmend als ein Gesamtsystem verstehen.“  
Dipl.Met. Franz Ossing 
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

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Bauteile für "Mikroskop-Fernrohre" benötigt

Für unseren Ausstellungsbereich "Unruhiger Planet Erde" baut  das Museum Mensch und Natur
Schloss Nymphenburg, München, gerade sieben "Mikroskop-Fernrohre", in Gesteinsblöcke
eingelassene Polarisationsmikroskope.Hier kann sich der Besucher einen
entsprechenden Dünnschliff mit gegebener Vergrößerung anschauen kann.
Der Dünnschliff ist drehbar, ansonsten ist durch die spezielle
Ausführung vom Besucher nichts einstellbar oder veränderbar. Es gibt
diese interaktiven Mikroskop-Fernrohre schon im Naturmuseum Südtirol,
das freundlicherweise mit Infos und Bauplänen ausgeholfen hat.

Für die sieben Mikroskop-Fernrohre werden aber noch einige  
(optische) Bauteile benötigt.Diese dürfen gerne auch gebraucht sein.

- 7x Kondensor (Aufbaukondensor für Auflichtmikroskope)
- 6x Planobjektive POL 2,5x oder 4x; 1x Planobjektiv POL 16x (oder
ähnliche Vergrößerung); für beide Vergrößerungen 160 mm Okularabstand
- Polarisationsfolien

Das Museum Mensch und Natur Schloss Nymphenburg wäre für eine entsprechende Sachspende sehr dankbar.

Wer einen der benötigten Bauteile abgeben mag, kann sich direkt an das Museum Mensch und Natur wenden.
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