28. Januar 2017

Vulkane machen Geschichte

Im Jahre 536 n.Chr. verdunkelte eine mysteriöse Wolke den Himmel. Der Historiker Prokopios von Caesarea schreibt die Sonne sei „so schwach wie der Mond und schien so außerordentlich wie während einer Sonnenfinsternis, überhaupt nicht so, wie man es sonst gewohnt ist.“ Die Temperaturen sackten nach unten und die Ernten auf den Feldern fielen aus. Dies führte zu Hungersnöte unter Justinian I. und in 541 kam auch noch eine Seuche dazu. In seiner Not wandte sich Justinian I. verstärkt der Religion und prägte damit auch den Übergang von der Antike zum Mittelalter.
Als Verursacher der mysteriösen Wolke werden heutzutage Vulkane vermutet.



Trockenheit und Kälte führte zur Entvölkerung ganzer Landstriche, wie zum Beispiel den Balkan. Das unbewohnte Land wurde später durch andere Völker wie den Slawen wiederbesiedelt. Auf der Arabischen Halbinsel führte die durch vulkanische Aerosole verursachte Klimaveränderung dagegen zu mehr Niederschlag, es gab mehr Futterpflanzen was zu mehr Reit- und Lasttiere führte. Vielleicht ein Faktor der die islamische Expansion förderte.

22. Januar 2017

Im Wein liegt die Klima-Wahrheit

Um das Klima zu rekonstruieren können verschiedene Methoden angewendet werden, wie das Studium der natürlichen Archive von Baumringen oder Gletscherschwankungen. Deutsche und Französische Wissenschaftler haben dabei ein ungewöhnliches Archiv gefunden – Wein. Die Anbaugebiete in Deutschland und Frankreich liegen an der nördlichen Verbreitungsgrenze der Weinrebe und reagieren daher empfindlich auf Klimaschwankungen. Der französische Historiker E. Le Roy Ladurie schreibt in seinem Buch „Le territoire de l'Historien“ (1973): 

Bacchus, der Gott der Weinlese, ist ohne Zweifel eine reiche Quelle für Klimadaten! Nicht nur der Zeitraum der Weinlese, den Historikern gut bekannt, sondern auch die Qualität des Weines ist eine erstklassige Dokumentation für das Klima…[]. Der Statistiker Angot hat die Möglichkeiten [...] aufgezeigt, die aus der systematischen Untersuchung der Weinqualität in den letzten Jahrhunderten hervorgeht, in 1895 veröffentlichte er eine jährliche Serie der wechselhaften Qualität der Weine des Burgund, die bis in das XVII Jahrhundert reicht […] In Deutschland und Luxemburg haben Müller und Lahr jeweils Jahresreihen der Weinqualität rekonstruiert, von verschiedenen Weingütern (in der Nähe des Rheins, Neckar, Schwarzwald) und Rudloff hat diese Daten zur Ergänzung seiner Klimageschichte seit 1670 zu den heutigen Tagen genutzt. Die Dokumentation über Jahhunderte der Weine des Rheins ist insofern von großer Bedeutung, da die deutschen Weingüter die am randlichsten und am nördlichsten gelegenen sind und daher sehr empfindlich, in positiven Sinn, auf Sonneneinstrahlung reagieren...[]

Abb.1. Weinernte, Fresko im italienischen Schloss Buonconsiglio, um 1400.

Es ist daher ersichtlich das die Gletscherschwankungen und Abkühlung um 1560 bis 1600 auch von den zwei Datenreihen die Weine liefern können unterstützt wird, Zeitraum der Weinlese und Qualität (schlecht, in diesem Falle). Die Sommer und Frühlinge der Jahre 1553-1602 waren bedeutend weniger warm als die der Jahre 1452-1553, mit später Weinlese, Weine schlechtester Qualität und auch die Gletscher im Wachstum begriffen und gefährlich, so wurden um 1595 bis 1605 einige Hütten bei Chamonix und Grindelwald von diesen verschüttet. Im Gegensatz dazu stehen die Weine von ausgezeichneter Qualität der Jahre 1860-70 und 1940-53, in Deutschland und Frankreich, im Jahrhundert der größten Erwärmung zwischen dem XIX und XX Jahrhundert."

Abb.2. Erntezeitpunkte der Weingebiete um Alsac (orange), Burgund (grün) und Ile-de-France (violett), aus GUILLET et al. (2017) Climate response to the Samalas volcanic eruption in 1257 revealed by proxy records.

Dank der Rekonstruktion der Verbreitung von Weingütern in Europa lässt sich grob folgende Klimageschichte rekonstruieren. Im Jahre 54 v.Chr. führten die Römer den Weinbau in Südengland ein, von vielen Historikern als Beleg für ein wärmeres Klima in Südengland gedeutet. Um 280 n.Chr. wird der Weinbau auch in die römischen Provinzen nördlich der Alpen ausgedehnt. Im Mittelalterlichen Klimaoptimum wurde Wein in Preußen, Pommern und Südschottland kultiviert. Die Klimaverschlechterung ab dem 14. Jahrhundert führte zur Aufgabe der Weingüter in England. Wein wurde seitdem in seinen modernen Verbreitungsgebieten angebaut, wobei besonders günstige Lagen auch weiter nördlich bzw. in größerer Höhe Weinanbau ermöglichen würden, allerdings ist hier die Wirtschaftlichkeit nicht mehr gegeben.

18. Januar 2017

Die Rolle von Vulkanen in der Menschheitsgeschichte - von der Vorgeschichte zur Antike

Die Zivilisation existiert durch die Zustimmung der Geologie, Änderungen vorbehalten.
Will Durant
 
Man denkt selten an die Rolle die Vulkane in der Menschheitsgeschichte gespielt haben. Wir kennen heutzutage Vulkane nur von Süditalien, mit dem Vesuv, dem Ätna und Vulcano, und doch prägten und prägen Eruptionen auch die Geschichte Europas. Im Jahre 1815 brach der Tambora in Indonesien aus, geschätzte 70.000 Menschen starben an die unmittelbaren Folgen des Ausbruchs. Allerdings verschlechterte sich bald darauf auch das Klima in Europa und 1816 wurde als das "Jahr ohne Sommer" berühmt. Die schlechte Witterung hatte Missernten und Hungersnöte zur Folge die auch in Europa Tote forderten. Doch die Macht der Vulkane reicht viel weiter zurück.
 
Der Beginn des Einfluss von Vulkanen auf die Menschen verliert sich im Dunkel der Geschichte. Die älteste Darstellung eines Vulkanausbruchs könnte laut einer umstrittenen Interpretation in einer Malerei in der Höhle von Chauvet-Pont D'Arc gefunden werden. Falls die Darstellung wirklich einen Ausbruch darstellen soll, hätten vor 36.000 Jahren Europäer der Steinzeit einen solchen beobachtet und in ihren religiösen (?) Bildern festgehalten. Eher wahrscheinlicher als Vulkan zu interpretieren ist die 9.000 Jahre alte Darstellung in einer Ocker-Wandmalerei in der steinzeitlichen Stätte von Çatalhöyük in der heutigen Türkei. Der Ausbruch des Hasan Dag fällt zeitlich ziemlich genau mit der Darstellung zusammen.
Abb.1. Ocker-Wandmalerei in der steinzeitlichen Stätte von Çatalhöyük (Türkei).

Die Sage von Atlantis wurde um 350 v.Chr. vom griechischen Philosophen Platon aufgezeichnet, der sich wiederum auf den Historiker Solon beruft (um das 6. Jahrhundert v.Chr.). Das Königreich von Atlantis lebte mehr als 9.000 Jahre vor Plato in Wohlstand, bis es während einer Naturkatastrophe in nur einer Nacht und einen Tag in den Fluten versank. Autor Ignatius Donnelly (1831-1901) machte den Atlantis-Mythos schließlich im 19° Jahrhundert durch seine Bücher populär .
Der griechische Seismologe Angelos Galanopoulos identifizierte 1956 Atlantis als eine Insel im Norden von Kreta, genauer gesagt die heutige Insel von Santorin auf der sich der aktive Vulkan Thera befindet. Laut Galanopoulos hat ein Übersetzungsfehler oder Rechenfehler zu einer Verwechslung geführt. Platon gibt eine Fläche von 550x370km für Atlantis an, dividiert man diesen Wert durch 10 erhält man ungefähr die Fläche von Santorin. Auch wenn man für den Untergang von Atlantis statt 9.000 Jahre nur noch 900 Jahre vor dem goldenen Zeitalter Athens annimmt, kommt man auf einen Wert der mit dem bestätigten Ausbruch von Thera eher übereinstimmt. Ob Thera nun tatsächlich mit dem sagenhaften Atlantis übereinstimmt ist eher zweitrangig für die weitere Geschichte.
Thera liegt 120 Kilometer nördlich von Kreta. Um 1600 v.Chr. war Thera ein wichtiger vorgelagerter Stützpunkt der minoischen Kultur, die sich auf Kreta entwickelt hatte. Auf Thera wurde die Stadt Akrotiri gegründet, ein florierendes Handelszentrum. Nach einem Erdbeben wurde die Stadt aber verlassen. Man fand keine Wertgegenstände, dafür aber Gefäße mit Getreidesamen. Die Menschen hofften wohl wieder aussäen zu können nach ihrer Rückkehr. Dazu kam es aber nie. Kurz darauf wurde die Stadt durch einen Vulkanausbruch des Thera unter einer fünf Meter mächtigen Bimssteinschicht verschüttet. Nach dem Ausbruch blieb eine sieben Kilometer breite, 300m Tiefe Caldera übrig. Erst um 1967 kam die antike Stadt wieder ans Licht durch archäologische Ausgrabungen.
Abb.2. Die Insel von Santorin ist durch die Caldera des Thera geprägt, Stich aus dem Jahre 1866-70.

Die Eruption von Thera und die Verwüstung die Tsunami-Wellen auch auf dem Mutterland der Minoer verursachten führte dazu das die minoische Kultur auf Kreta um 1.600 v. Chr. zusammenbrach und massiv an Einfluss einbüßte. Die Mykener auf dem geschützten griechischen Festland dagegen gewannen an Einfluss und das goldene Zeitalter Griechenlands brach an, eine Epoche die den gesamten späteren Verlauf der westlichen Zivilisation beeinflusste.

79 nach Christus brach der Vesuv aus und verschüttete das alte Pompei unter pyroklastische Ströme. Zur damaligen Zeit hatte die Katastrophe relativ wenig Auswirkungen auf das römische Reich und die Stadt geriet für Jahrhunderte in Vergessenheit. Als aber die ersten römischen Kunstgegenstände aus den vulkanischen Schichten geborgen wurden führte das in Europa zu einer Wiedergeburt der Antike und zur Begründung des Klassizismus. Intellektuelle und Schöngeister umgaben sich mit nachgemachter römische Kunst und es gehörte zum guten Ton zumindest einmal die Ruinen von Pompei und den aktiven Vesuv besucht zu haben.

Abb.3. Ausgrabungen in Pompei, aus dem ersten vulkanischen Standardwek "Campi Phlegraei" von William Hamilton (1730-1803).

Dichter Percy Bysshe Shelley schreibt in 1819:

"Ich stand in der ausgegrabenen Stadt;
Und vernahm die herbstlichen Blätter wie leichtes Schlurfe
Von Geistern, die durch die Strae gehn; und hörte
Bisweilen des Berges schläfrige Stimme
Durch jene unbedeckten Räume schrillen;
Unheilkündender Donner, der den Schock durchdrang
Die lauschende Seele in meinem erwartungsvollen Blut;
Und spürte, daß die Erde aus ihrem tiefsten Innern sprach."
 

26. November 2016

Geologische Katastrophen und das Aussterben von Arten

Das Aussterben einer Art gehört zur Geschichte des Lebens auf der Erde. 99% aller Arten die in den letzten dreieinhalb Milliarden Jahre hier gelebt haben sind auch wieder ausgestorben. Von in prähistorischen Zeiten ausgestorbenen Arten bleiben nur Knochen und Fossilien übrig, in historischen Zeiten kommen Abbildungen und Beschreibungen und in modernen Zeiten auch Photos dazu (das erste Buch mit Tierphotographien wurde 1844 veröffentlicht). Seit 400 Jahren beobachtet man eine Zunahme der generellen Aussterberate bei Säugetiere, Reptilien und Vögel. Oft spielt dabei der Mensch eine Rolle, aber auch geologische Katastrophen können eine Art an den Rand des Aussterbens bringen … und darüber hinaus.
 

Das Aussterben des Atitlántaucher (Podilymbus gigas) am See von Atitlán (Guatemala) wurde durch die Naturforscherin Anne LaBastille (1935-2011) sehr detailliert dokumentiert. Neben anthropogenen Ursachen führte auch ein Erdbeben zum Aussterben dieser Vogelart.

Abb.1. Der Atitlántaucher, Bild aufgenommen von David G. Allen.

Die lokale Industrie und der Tourismus übernutzten den See und führten zu weitreichenden Habitatzerstörung. Vor allem der Schilfgürtel, Brutgebiet des Wasservogels, wurde zerstört. Die Population des Atitlántaucher begann daher ab 1958 stetig zurückzugehen. Im Februar 1976 gab es in Guatemala ein schweres Erdbeben. Bei diesem Beben brach das Seebett, und ein unterseeischer Abfluss sorgte dafür, dass sich der Wasserspiegel um über 6m senkte. Das letzte Reservat für den Taucher lag nun auf dem Trockenen, der Schilfgürtel vertrocknete und starb rasch ab. Versuche neue Schilfgürtel anzulegen schlugen fehl. Bis 1980 waren 60 % des Schilfgürtels am See vernichtet worden. 1983 war der Bestand der Taucher auf 32 Tiere gesunken.  1989 zählte man nur noch zwei Exemplare. Als diese beiden verbliebenen Vögel auch verschwanden, wurde der Atitlántaucher offiziell für ausgestorben erklärt.
 

Steinschlag führte fast zum Aussterben der Lord Howe Island Baumhummer (Dryococelus australis)

Abb.2. Der Baumhummer.

Wenige Exemplare überlebten rund um einen einsamen Melaleuca-Busch in der beinahe senkrechten Felswand der Pyramide von Ball, ein 562m hoher erodierter Vulkanschlot der sich 600km vor der Küste Australiens mitten im Pazifik erhebt. Der Baumhummer wurde 1920 zum letzten mal auf der Lord Howe Insel beobachtet. 44 Jahre später bemerkten einige Kletterer ein seltsames totes Insekt während eines Besteigungsversuch der Ball-Pyramide. In 2001 machten sich zwei Zoologen auf der Suche nach einem lebenden Exemplar. In 200m Höhe fanden sie den besagten Busch mit 24 Exemplare des Baumhummers. Aufgrund der kleine Population ergab sich eine langwierige Diskussion ob man einige Exemplare für die Wissenschaft und eventuelle Nachzucht sammeln könnte. Nach zwei Jahren wurde schließlich beschlossen zwei Pärchen zu entnehmen - zum Schrecken der Forscher hatte sich aber ein Felssturz in der betreffenden Felswand ereignet. Glücklicherweise hatte dieser den Myrtenheiden-Busch gerade noch verschont.
 

In der Vergangenheit lebte auf der Karibischen Insel von  Martinique eine Art von Riesenmaus - Megalomys desmarestii die im Jahre 1654 durch den französischen Naturforscher Jean-Baptiste Du Tertre beschrieben wurde, der sich dabei auch auf indigene Kochrezepte für einheimische Arten beruft. 

Abb.3. Präparat von der Karibischen Riesenmaus.

Bis 1890 war die Art generell häufig, aber Jagd, Habitatzerstörung und Konkurrenz mit eingeschleppten Arten (vor allem Jagd durch Mangusten) führte zu einer drastischen Abnahme der Population. Kleinere Gruppen überlebten an den Hängen des Berges La Pelée - einen ruhender  Vulkan. Im April 1902 erwachte der Vulkan. Am 8 Mai 1902 kam es zu einem verheerenden Ausbruch mit pyroklastische Strömen, dabei wurde die Hafenstadt St. Pierre völlig zerstörten, möglicherweise 40.000 Menschen kamen dabei um. Die Abhänge des Vulkans waren völlig verwüstet worden und kein Tier hatte dort überlebt. Spätere Expeditionen konnten keine Spuren der Riesenmaus mehr auf Martinique finden. Der Ausbruch des La Pelée hat möglicherweise das Aussterben dieser Art besiegelt.

Das 7.8M Erdbeben das am 14 November Neuseeland erschütterte forderte zwei Menschenleben und verursachte großen Schaden, darunter zahlreiche Massenbewegungen und Felsstürze. Huttons Sturmtaucher (Puffinus huttoni) oder auch kaikoura titi ist ein Vogel der entlang der Küste von Kaikoura brütet. Der Vogel gräbt Bruthöhlen in den steilen Abhängen der Kaikoura Küste und in den nahen Bergen. Die Art wird seit 1960 als gefährdet betrachtet, da verwilderte Schweine und Hermeline die Brut zerstören, und die einzigen zwei noch existierenden natürlichen Brutkolonien könnten durch das Erdbeben  stark in Mitleidenschaft gezogen worden sein. Bei einem Vorbeiflug wurde bemerkt das die größere der beiden Kolonien teilweise durch eine Rutschung verschüttet worden ist, wobei nicht nur die Bruthöhlen zerstört wurden sondern auch zahlreiche brütende Vögel getötet worden sind. 25% der Population des Sturmtauchers könnte so umgekommen sein. Auch könnten die Tiere ihre Brutkolonie auf lange Zeit hin verloren haben. Ein schwerer Schlag für diese Art die sich in den letzten Jahren relativ erholt hatte. 
Abb.4. Huttons Sturmtaucher.
 

Literatur:
 

FULLER, E. (2014): Lost Animals - Extinction and the Photographic Record. Princeton University Press: 240

10. November 2016

Der geologische Grund des Orakel von Delphi

Laut Überlieferung versetzten sich die Priesterinnen des berühmten Orakels von Delphi mit der Hilfe von Gasen, die aus einer Erdspalte ausströmten, in Trance. In diesem Zustand wisperte der Gott Apollon höchstpersönlich ihnen Zukunftsvisionen zu.

Abb.1. Die Priesterin Phytia im Orakel von Delphi, Abbildung von Heinrich Leutemann.

Es scheint das in dieser Erzählung etwas geologische Wahrheit steckt. Der Geologe Jelle de Boer und Archäologe John Hale kartierten im Gebiet um Delphi tatsächlich zwei größere Störungssysteme, die sich unter dem Tempel des Apollon kreuzen. De Boer vermutet das sich entlang der Störungen während eines Erdbebens Spalten öffnen, aus denen Gase strömen, wie Ethylen, Methan, Ethan und Kohlendioxid.  Ethylen kann in geringen Konzentrationen berauschend wirken. Alternativ können Methan und Kohlendioxid zur Atemnot und Schwindel führen. Verwirrt hätten die Priesterinnen vor sich hin gebrabbelt, das Gebrabbel wäre von weiteren Priesterinnen gedeutet wurden.
Geologe Luigi Piccardi hat auch eine Erklärung warum um 381 das Orakel von Delphi an Bedeutung verlor. Eine Serie von Erdbeben verschloss die Spalten endgültig. Da kein Gas mehr ausströmte konnten die Priesterinnen auch nicht mehr in Trance fallen und ihre Weissagungen kundtun.


5. November 2016

Gesteine Online: Ignimbrite

Ignimbrite im engeren Sinne wurden in 1932-35 von vulkanischen Ablagerungen in Neuseeland durch MARSHALL beschrieben. Es handelt sich dabei um ein Gestein bestehend aus Kristall- und Gesteinsbruchstücken, die durch die hohen Temperaturen bei ihrer Ablagerungen – aus großflächigen  pyroklastischen Strömen -  regelrecht zusammen-gesintert wurden. Ignimbrite sind gewissermaßen ein Übergang von Vulkaniten zu Sedimentgesteine, da sie aus vulkanischen Ablagerungen gebildet werden, allerdings weisen sie keine Schichtung auf.
Abb.1. Ignimbrit mit „Flammen“, die aus glasigen Schlacken bestehen, Feldspat-Kristalle und größere Bruchstücke von älteren Ignimbriten.

Im Gegensatz zu Tuffen (vulkanische Ascheablagerungen aus Eruptionswolken) zeigen Ignimbrite nicht nur keine Schichtung, sondern häufig auch säulige Absonderungen. Da Ignimbrite großflächig und auch in größerer Mächtigkeit abgelagert werden, formen sich die Säulen bei deren langsamen Abkühlung.
Abb.1. Ignimbrite mit säuliger Absonderung, "Bozner Quarzporphyr" bzw. mit modernen Namen die Auer-Formation.

Die Entstehung von echten Ignimbriten wurde rezent noch nicht beobachtet, da sie eigentlich nur bei gewaltigen Eruptionen mit sehr großen Eruptionsvolumen (der Permische "Bozner Quarzporphyr" ist bis zu 4.000 Meter mächtig) gebildet werden. In historischen Zeiten war einzig der Ausbruch des Katmai (Alaska) in 1912, wo es jedoch keine direkten Augenzeugen gab, vergleichbar. Ablagerungen von kleineren pyroklastischen Strömen, wie sie häufig bei rezenten Vulkanausbrüchen beobachtet werden, sind grobblockiger und weniger verfestigt.

29. Oktober 2016

Mineralientage München 2016 - Schweizer Kristallschätze

Gneis-Block aus dem Gotthard Basistunnel - der helle Leventina-Gneis geht im Bereich des Gotthardmassivs zum  dunkleren, stark verfalteten Lucomagno-Gneis über.

Granate aus der Val Canaria, Tessin.
Bergkristall aus einer alpinen Kluft, Cavagnoli-Gletscher.
Bergkristall mit Tessiner Habitus, Gotthardmassiv.
Quarz mit Rutilgittern, Gotthardmassiv. 
Kyanit, Pizzo Forno, Valle Leventina, Tessin.