Geowissenschaftliche Grundlagen: Von Wegener bis heute

Die Theorie der Kontinentaldrift

Im Jahre 1915 stellte Alfred Wegener in seinem Buch "Die Entstehung der Kontinente und Ozeane" seine revolutionäre Theorie vor. Er postulierte, dass sich die Kontinente langsam in ihre derzeitige Position verschoben haben. Tatsächlich verwendete Wegener selbst nie den Ausdruck "Kontinentaldrift". Die meisten Geologen seiner Zeit lehnten diese Idee ab, einige von ihnen machten sie sogar lächerlich. Es dauerte 50 Jahre, bis die "kontinentale Reise" (wie Wegener es nannte) berücksichtigt und als Basis für die meisten modernen Theorien herangezogen wurde.

Wegener lieferte viele Belege – paläontologische, geographische, tektonische und paläoklimatische – zugunsten seiner Theorie. Er konnte jedoch den Mechanismus für die Kontinentalverschiebung nicht korrekt erklären. Er schlug vor, dass die durch die Schwerkraft des Mondes auf die Erde ausgeübte Kraft (die auch die Gezeiten verursacht) dieselbe Kraft sei, die die Kontinentalverschiebung bewirkt. Zudem nahm er fälschlicherweise an, dass die Kontinentalrinde wie ein Eisbrecher durch das gefrorene Meer der Ozeane pflügt. Heute wissen wir, dass diese Argumente Wegeners falsch waren, aber sie legten den Grundstein für die revolutionäre Theorie der Plattentektonik, die hilft, die globale Dynamik der Erde zu erklären.

Die Entstehung der Sonne

Vor 4.570 Millionen Jahren begann in einem Arm einer Spiralgalaxie eine Wolke aus Gas und Staub zu kontrahieren. Ein paar Millionen Jahre später hatten sich aus diesem Nebel ein Stern (unsere Sonne) und seine Planeten geformt. Es wird vermutet, dass ein oder mehrere Sterne dieser Art in der Nähe des Nebels existierten und eine nahegelegene Supernova-Explosion die Kontraktion des Nebels auslöste, aus dem das Sonnensystem entstanden ist.

Der Treibhauseffekt

Die Sonne sendet uns sowohl sichtbares Licht als auch nicht sichtbare Strahlung (Infrarot- und UV-Strahlung). Ein Teil der Sonnenenergie wird von der Atmosphäre reflektiert, während die Erdoberfläche den Großteil der Energie aufnimmt, sich erwärmt und Infrarotstrahlung (Wärme) emittiert. Treibhausgase absorbieren einen Teil dieser Infrarotstrahlung und erwärmen so die Atmosphäre.

Der Treibhauseffekt ist grundsätzlich positiv, da wir ihm ein stabiles und gemäßigtes Klima auf der ganzen Welt verdanken. Oft wird er jedoch mit dem anthropogenen Treibhauseffekt verwechselt, der durch den Menschen verursacht wird, indem dieser vermehrt Kohlendioxid in die Atmosphäre freisetzt.

Muster der tektonischen Platten

Das Relief der Erde ist eine Folge der Lithosphärendynamik. Die Subduktion und Kollision von Platten haben erhebliche thermische und mechanische Effekte. Orogene (Gebirgsbildungsprozesse) sind Stätten intensiver Verformung. Dies endet mit der Erschaffung von Gebirgszügen; aufgrund der geringen Dichte der kontinentalen Kruste verdickt sich diese unter den Orogenen und wirkt wie ein Schwimmer, was die Erhebung der Gebirgskette weiter verstärkt.

Wenn die Erosion Material vom Gebirge abträgt, verursacht dies eine neue Hebung der Kruste (Isostasie), bis die Dicke der Kruste wieder normal ist und der Auftrieb nachlässt. Die Hebung des Orogens stoppt und die Erosion ebnet das Gelände ein. Die Kontinente bestehen teilweise aus diesen alten, abgetragenen Orogenen, die Kratone genannt werden und die ältesten Gesteine der Erde enthalten.