Weltall und Kontinente

Hessischer Rundfunk
hr2-kultur
Redaktion: Dr. Karl-Heinz Wellmann
Wissenswert
Alles wandert – Migration als Prinzip des Lebens (1)
Weltall und Kontinente
Von Dirk Lorenzen
Montag, 18.02.2008, 08.30 Uhr, hr2-kultur
Zitator:
Sprecher:
08-028
COPYRIGHT:
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Zitator
“Und sie bewegt sich doch!”
Autor:
Das soll Galileo Galilei gemurmelt haben, als er 1633 vor der Inquisition in Rom seine
Lehren widerrufen musste: “Offiziell” galt die Erde damals als Mittelpunkt der Welt –
unbeweglich im Zentrum thronend, bedeckt von ewig gleichen Kontinenten und
Weltmeeren, wie sie im Moment der Schöpfung entstanden waren. Zwar erscheint uns im
Alltag die Erde tatsächlich starr und unbewegt. Aber natürlich hatte Galileo recht: Die Erde
bewegt sich – und wie!
Eine noch ganz offensichtliche Bewegung auf der Erde sind die Gezeiten: Mal steht das
Wasser höher an der Küste, mal fällt der Meeresspiegel etwas ab – hervorgerufen durch
das Wechselspiel der Kräfte von Erde und Mond. Doch Gezeiten gibt es auch fernab der
Küste, erklärt Martin Hensch; er ist Geologe an der Universität Hamburg:
O-Ton 1:
“Die spielen fürs Festland auch eine Rolle, abgesehen von den küstennahen Gebieten, die
natürlich von den Meeresgezeiten beeinflusst werden, hebt sich auch die Erdkruste im
Zuge der Gezeiten und das eben mit einer Periode von zwölf Stunden, das heißt, es kehrt
etwa zweimal am Tag wieder.”
Autor:
Um sage und schreibe 20 bis 30 Zentimeter heben und senken sich ganze Kontinente im
Rhythmus der Gezeiten. Diese Bewegung nehmen wir im Alltag nicht wahr: Denn nicht nur
etwa die Frankfurter Hochhäuser werden vom Mond 30 Zentimeter angehoben – dem
Stadtrand ergeht es genauso; ebenso dem Main und dem Taunus, und Darmstadt, Gießen
und Fulda natürlich auch. Weil sich der Kontinent als ganzes hebt und senkt, fällt uns die
Veränderung nicht auf. Doch die Kontinente bewegen sich nicht nur nach oben und
unten...
O-Ton 2:
“Zusätzlich kommt die Plattentektonik ins Spiel, wobei die sich in einem Bereich von
wenigen Millimetern pro Jahr bewegt. Das ist direkt zunächst nicht feststellbar und äußert
sich dann in anderen Dingen wie zum Beispiel Erdbeben und Vulkanismus.”
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Autor:
Man spricht zwar vom “Festland”, aber unsere Kontinente sind alles andere als fest. Ein
Menschenleben reicht nicht aus, die Veränderungen wahrzunehmen. Aber vor vielen
Millionen Jahren sah die Verteilung der Landmassen auf der Erde ganz anders aus als
heute. Kein Wunder: Denn die Erde ist keineswegs ein ganz fester, starrer Körper wie eine
Eisenkugel: Sie ist im Innern kochend heiß – das Gestein ist flüssig, man spricht vom
Magma. Auf dem "Magma-Ozean" schwimmen nur ein paar feste Gesteinsschollen.
O-Ton 3:
“Die Tektonik wird angetrieben durch Konvektionsströme im Erdinneren. Das wird primär
hervorgerufen im Erdmantel durch Konvektionsströme im Bereich von einigen Metern pro
Sekunde. Die Kruste als solche wird natürlich nur bewegt durch Konvektion im Mantel. Da
der Mantel allerdings hochviskos, also annähernd fest ist, bewegt sich im Mantel selbst
das Material nur im Bereich von Zentimetern und Dezimetern pro Jahr. Das treibt
letztendlich die darauf liegende Erdkruste an. Und die Erdkruste, das heißt die
tektonischen Platten, bewegt sich im Bereich von Millimetern und Zentimetern pro Jahr.”
Autor:
Was genau die Bewegung der Materieströme im Innern der Erde antreibt, das weiß bis
heute niemand. Klar ist nur, dass die zähflüssige Materie im Innern der Erde in Zeitlupe
brodelt wie kochendes Wasser auf der Herdplatte: Blasen heißen Gesteins steigen empor,
kühlen ab und sinken wieder tief in die Erde hinein. Doch die Details sind unverstanden.
Die große Erdkugel unter unseren Füßen birgt noch viele Rätsel. Kein Wunder: Selbst die
aufwändigsten Messbohrungen erreichen nicht einmal 20 Kilometer in die Tiefe. Und das
bei einer Erdkugel, die fast 13.000 Kilometer Durchmesser hat. Wäre die Erde so groß wie
ein Apfel, so hätten die Geophysiker noch nicht einmal die Apfelschale genau untersucht –
geschweige denn das Fruchtfleisch oder das Kerngehäuse...
Und doch gibt es Wissenschaftler, die mit ungeheurer Intuition das Innere der Erde
erforscht haben – und so auch auf Bewegung der Kontinente gestoßen sind.
O-Ton 4:
“Entdeckt worden oder erstmals beschrieben worden ist das von Alfred Wegener im Jahr
1911. Das ist allerdings von der wissenschaftlichen Fachwelt damals relativ belächelt
worden und erst lange nach seinem Tod wieder aufgegriffen und auch anerkannt worden.
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Wenn man sich das im nach hinein überlegt, ist es relativ logisch, weil einfach an den
Plattengrenzen die Plattentektonik sich äußert durch Spannungsabbau durch Erdbeben,
durch vulkanische Phänomene und dadurch, dass man mittlerweile auch in der Lage ist,
die relativen Verschiebungen der einzelnen Platten zueinander zu messen und auch
Geschwindigkeiten zu bestimmen.”
Autor:
Hochpräzise astronomische Messungen, bei denen die Forscher Radioteleskope über
Kontinente hinweg zusammenschalten, zeigen heute deutlich, dass sich Europa und
Amerika Jahr für Jahr um fast zwei Zentimeter voneinander entfernen. Doch Alfred
Wegener war damals als Phantast abgetan worden. Dabei hatte er aus einer auffälligen
Beobachtung die richtigen Schlüsse gezogen: Die Atlantikküste Südamerikas hat exakt
die gleiche Form wie die Atlantikküste Afrikas. Wegener vermutete daher, dass Afrika und
Südamerika einst verbunden waren. Doch diesen Schluss konnte er weder belegen noch
konnte er angeben, was die Bewegung ganzer Kontinente antreiben könnte. Erst Mitte der
60 Jahre – mehr als 30 Jahre nach Wegeners Tod – haben die Geologen bewiesen, wie
die Kontinente in die Gänge kommen.
O-Ton 5:
“An den mittelozeanischen Rücken steigt heißes Magma auf, erkaltet, bildet dort neue
ozeanische Kruste. Die wird auseinander gedrückt und wird irgendwann, wie jetzt zum
Beispiel beim Pazifik sichtbar, in so genannten Subduktionszonen, das sind Zonen, in
denen die ozeanische Platte abtaucht unter die kontinentale Platte, was sich dann
natürlich auch durch Vulkanausbrüche und Erdbeben äußert, wird diese Kruste wieder
aufgelöst.”
Autor:
Die Erde betreibt ein fast perfektes Recycling: Landmassen oder Ozeanböden quellen
empor, sie werden zur Seite geschoben, irgendwann unter einer andere Platte gedrückt;
sie werden wieder flüssig und fliegen uns irgendwann als Lava bei einem Vulkanausbruch
um die Ohren. Ein solcher “Kreislauf” dauert aber schon mal 200 Millionen Jahre oder
mehr.
Was uns als vermeintlich fester Boden unter den Füßen erscheint, ist also eine wie in
Superzeitlupe auf einem Magmameer driftende Eisscholle, die sich zweimal am Tag ein
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ganzes Stück auf und ab bewegt. Aber es kommt noch toller, erklärt Lars Krieger; er ist
ebenfalls Geologe an der Universität Hamburg.
O-Ton 6:
“Die Erde bewegt sich als Ganzes nicht nur durch die Gezeiten, sondern durch eine
dynamische Anregung im Inneren, vorzustellen auch als gigantisches Trampolin, auf dem
wir uns alle bewegen. Die Ausmaße der Bewegung sind aber noch weit unter denen der
normalen Gezeiten. Andererseits ist die Frequenz hier wesentlich höher. Das heißt, die
Periode ist nicht ungefähr bei zwölf Stunden, sondern bei einigen wenigen Minuten.”
Autor:
Wie eine klingende Glocke schwingt die Erde. Sie wabert geradezu ständig hin und her,
wie ein mit Wasser gefüllter Luftballon. Verglichen mit dem Durchmesser der Erde spielen
die Vibrationen zwar keine Rolle – aber messbar sind sie dennoch.
O-Ton 7:
“Die Schwingung wird angeregt durch die fortdauernde Dynamik im Untergrund, wie zum
Beispiel Konvektion, aber auch durch starke Erdbeben, deren Signale sich durch das
ganze Erdinnere ausbreiten und so auch die oberen Erdschichten zu einer Bewegung
veranlassen.”
Autor:
Wenn in Indonesien die Erde bebt, laufen diese Wellen durch die gesamte Erde. Eine gute
Viertelstunde später zittert die Erde also auch in Mitteleuropa – allerdings viel, viel
schwächer im Zentrum des Bebens.
So dynamisch die Erde im Innern ist – richtig in Schwung kommt unser Heimatplanet erst
bei der Bewegung als ganze Kugel, betont Lars Krieger, der vor seinem Einstieg in die
Geophysik als Astrophysiker tätig war. Zwei Bewegungen prägen den Himmelskörper
Erde:
O-Ton 8:
“Die Rotation der Erde, die wir als Tag und Nacht wahrnehmen. Dann gibt es noch die
Flugbahn der Erde um die Sonne in unserem Sonnensystem...”
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Autor:
...und da kommt ganz schön Tempo zusammen: In 23 Stunden und 56 Minuten dreht sich
die Erde einmal um ihre Achse. In Mitteleuropa bewegen wir uns mit ziemlich genau 1000
Kilometern pro Stunde auf diesem Karussell. Am Äquator ist die Erde am dicksten – dort
rotiert die Erdoberfläche mit fast 1700 Kilometern pro Stunde. Aber auch das ist kaum der
Rede wert gemessen am Tempo, mit dem die Erde um die Sonne fliegt: Das sind im
Schnitt knapp 30 Kilometer pro Sekunde (!), also mehr als 100.000 Kilometer pro Stunde.
Allerdings ist die Erde nicht immer gleich schnell. Die Erdbahn um die Sonne ist eine
Ellipse. Mal ist die Erde etwas näher an der Sonne, mal etwas weiter von ihr entfernt. In
Sonnennähe läuft die Erde schneller als in Sonnenferne, denn je näher die Erde der Sonne
ist, desto stärker ist die Anziehungskraft der Sonne. Entsprechend muss die Erde etwas
schneller laufen, um der solaren Anziehungskraft etwas entgegen zu setzen und auf der
eigenen Bahn zu bleiben.
O-Ton 9:
“Das können wir dadurch wahrnehmen, dass der Sommer auf der Nordhalbkugel länger ist
als der Winter. Aus unserer Sicht also nicht gerade nachteilhaft. Die Australier ärgern sich
vielleicht darüber."
Autor:
In unserem Sommer ist die Erde übrigens etwas weiter von der Sonne entfernt als im
Winter. Daher ist das Sommerhalbjahr bei uns gut eine Woche länger als das
Winterhalbjahr – zählen Sie mal im Kalender nach...
Die Bewegung der Erde um die Sonne variiert also etwas im Jahresrhythmus. Doch über
Millionen von Jahren scheint sie ziemlich stabil zu sein. Dagegen ist die Drehung der Erde
keineswegs immer gleich gewesen. Die Erde ist ein riesiger kosmischer Kreisel. So wie ein
Kinderkreisel mit der Zeit ausläuft, wird auch die Erde allmählich langsamer: Schuld ist vor
allem die Gezeitenreibung der Ozeane – denn die Flutberge wirken wie gewaltige
Bremsbacken, erklärt Lars Krieger.
O-Ton 10:
“Das hat zur Folge, dass im Laufe der Erdgeschichte die Tageslänge variiert. Das heißt,
die Erde brauchte zum Zeitpunkt ihrer Entstehung vor ungefähr 4 Milliarden Jahren 14
Stunden für eine Umdrehung. Das heißt, ein Tag war wesentlich kürzer als heute. Und zum
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Zeitpunkt, als die Saurier die Erde bevölkerten, war ein Tag immerhin schon 22 Stunden
lang. Heutzutage liegt die Zeitdauer bei 24 Stunden, aber im Laufe der weiteren
erdgeschichtlichen Entwicklungen wird sich dies weiter verlängern.”
Autor:
Die Erde dreht sich immer langsamer. Die irdischen Tage dauern immer länger. Allerdings
ist auch dies ein Effekt, der während eines Menschenlebens nicht auffällt. Die
Gezeitenreibung hat aber noch eine andere kuriose Folge:
O-Ton 11:
“Die ganzen Energieumwandlungen, die durch die Gezeitenreibung auftreten, sorgen
unter anderem auch dafür, dass der Mond sich auf Dauer weiter von der Erde entfernt.
Das bewegt sich im Rahmen von Zentimetern pro Jahr...”
Autor:
... doch künftige Mondastronauten müssen im Schnitt immerhin schon etwa einen Meter
weiter reisen als die Kollegen aus Apollo-Zeiten. Denn die Energie, die die Erde aufgrund
der Gezeitenreibung verliert, wird auf den Mond übertragen. Der rutscht dadurch immer
weiter nach draußen. Zur Zeit der Dinosaurier war der Tag nicht nur einige Stunden kürzer
– der Mond war auch viel dichter an der Erde. Die Saurier kamen also in den Genuss viel
hellerer Vollmondnächte als wir heutzutage. In einigen Milliarden Jahren wird der Mond
fast doppelt so weit von uns entfernt sein wie heute. Doch auch dann wird der Mond sich
nicht aus den Fängen der Erdanziehung befreien. Erde und Mond werden auch in ferner
Zukunft als kosmisches Doppel um die Sonne rasen.
O-Ton 12:
“Dazu kommt natürlich noch, dass sich unser Sonnensystem innerhalb der Galaxie
bewegt. Die Geschwindigkeiten, die da auftreten, sind jetzt für Leute, die normalerweise
mit dem Fahrrad oder sogar einem schnellen Auto unterwegs sind, schwer zu begreifen.
Das sind dann nicht so etwas wie mehrere Kilometer pro Stunde, sondern das sind schon
im Bereich von Hunderten von Kilometern pro Sekunde, die die Sonne auf dem Weg um
das Zentrum der Galaxie zurücklegt.”
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Autor:
Mit mehr als 200 Kilometern pro Sekunde kreisen Sonne und Planeten um das Zentrum
der Milchstraße. Etwa 250 Millionen Jahre dauert eine volle Runde um unsere
Heimatgalaxie. Als die Sonne zuletzt da stand, wo sie heute steht, waren Südamerika und
Afrika noch ein Kontinent, über den die Saurier trampelten.
O-Ton 13:
“Die Galaxis steht natürlich auch nicht still. Aber irgendwann wird es dann auch etwas
schwierig, sich einen Fixpunkt zu suchen. Man sagt ja immer so schön, das Weltall ist groß
und wir bewegen uns darin. Im Bezug auf was? Muss man immer dazu sagen. Das wird
dann bei diesen Größenverhältnissen etwas schwierig.”
Autor:
Die Bewegung der Milchstraße um das Zentrum des nächstgelegenen Galaxienhaufens
lässt sich noch halbwegs messen: Mit mehr als 500 Kilometern pro Sekunde fliegt unsere
Milchstraße um den Virgo-Haufen – gut 60 Millionen Lichtjahre entfernt. Und der
Virgo-Haufen? Richtig!
Zitator:
“Panta rhei” – alles fließt.
Autor:
Das wussten schon die alten Griechen. Für die Astronomen steht seit kurzem buchstäblich
nichts mehr still, stöhnt Andreas Tammann von der Universität Basel, einer der führenden
Kosmologen unserer Zeit:
O-Ton 14:
"Man kann schon sagen, dass sich die Kosmologie seit einigen Jahren sehr grundlegend
geändert hat. Man ist auf etwas ganz Geheimnisvolles gestoßen, auf die so genannte
Kosmologische Konstante. Sie beschleunigt im expandierenden Universum die
Expansion. Es scheint, dass unser Universum immer schneller expandiert. Gegen alle
Erwartungen, denn an sich müsste die Masse im Universum bremsen. Aber statt dessen
sehen wir, es geht schneller und schneller und das ist diese Kosmologische Konstante."
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Autor:
Andere Forscher sprechen von der Dunklen Energie. Doch egal welcher Name, das
Resultat ist das gleiche: Eine geheimnisvolle Kraft treibt den Kosmos immer schneller
auseinander. Die vom Urknall in Gang gesetzte Ausdehnung des Universums wird immer
schneller.
Da kommt für unsere Erde ganz schön was zusammen: Die Erdplatten bewegen sich.
Zudem heben und senken sie sich im Rhythmus der Gezeiten. Dann dreht sich die Erde,
während sie um die Sonne läuft. Die Sonne wiederum kreist um das Zentrum der
Milchstraße und hat die Erde im Schlepptau. Die Milchstraße kreist um andere Galaxien,
die wiederum um noch größere Ansammlungen von Galaxien laufen. Und so weiter.
Haben Sie die 14 Minuten dieser Sendung irgendwo an einem festen Ort auf einem Stuhl
verbracht? Auf einem Stuhl vielleicht... Aber in diesen 14 Minuten haben Sie eine Strecke
von gut 700.000 Kilometern zurückgelegt.
Zitator
“Und Sie bewegen sich doch!”
Autor:
Auch wenn Sie es nicht merken.