Die Haut der Erde trägt heftige Spuren: Falten, Risse und tiefe Furchen. Sie zeugen von gewaltigen Kräften und Bewegungen im Inneren unseres Planeten.
Berchtesgaden, am 12. Mai 2000 um etwa 15 Uhr – dunkle Wolken verhüllen die Berggipfel, ein Gewitter zieht auf. Plötzlich klappert einige Sekunden lang das Geschirr in den Schränken, Bücher verrutschen in den Regalen und Bilder fallen von den Wänden. Bei der Polizei klingelt das Telefon. Vielleicht hat irgendwo der Blitz eingeschlagen, meinen zunächst die Beamten. „ Das war ein kleineres Beben von 3,5 auf der Richter-Skala”, berichtigt später Geophysiker Eberhard Schmedes von der seismologischen Station in Fürstenfeldbruck bei München. Dort wird, wie in mehr als 100 weiteren Erdbeben-Observatorien der Bundesrepublik, jede Regung unseres Planeten hierzulande und anderswo auf der Welt registriert.
Nur 10 bis 15 der etwa 800000 Beben, die sich weltweit jährlich ereignen, haben katastrophale Folgen. Die Erschütterung in der Alpenstadt Berchtesgaden gehört zu den weltweit ungefähr 49000 Beben pro Jahr, die Menschen zwar spüren, die aber keine größeren Schäden anrichten.
In jungen Gebirgen wie den Alpen gerät der Boden immer wieder ins Wanken. Der Grund: Die afrikanische Kontinentalplatte drückt von Süden her kräftig gegen den eurasischen Kontinent. Dabei bauen sich Spannungen im Gestein auf. Ist ein kritischer Wert erreicht, entladen sie sich ruckartig, und die Erde erzittert. Der Druck aus dem Süden besteht schon seit etwa 90 Millionen Jahren. Damals lag dort, wo heute mächtige Felsgipfel aufragen, noch ein Ozean, der Vorläufer des heutigen Mittelmeeres. Auf dessen Boden hatten sich seit dem Erdaltertum Sedimente Schicht für Schicht übereinander abgelagert – stellenweise viele Kilometer dick. Dieses sedimentgefüllte Ozeanbecken wurde im Laufe der Zeit auf ein Drittel seiner ursprünglichen Größe zusammengepreßt. Gewaltige Kräfte haben kilometerdicke Schichtstapel übereinander geschoben, verfaltet und einige Kilometer in die Höhe gedrückt. Die Hauptphase der Alpenfaltung ging vor etwa fünf Millionen Jahren zu Ende. Noch heute wächst der Gebirgszug im Jahr durchschnittlich um einen Millimeter gen Himmel. Trotzdem werden die Alpen nicht mehr höher. Denn Wind und Wetter hobeln das Gestein ab – und sorgen so für Ausgleich.
Egal, ob sie Jahrmillionen oder – wie Erdbeben – nur Sekunden andauern, die Bewegungen in der äußeren Schale der Erde hinterlassen Spuren. Sie erzeugen Narben im Gestein, an denen sich die Art der Bewegung ablesen läßt. In den oberen 10 bis 15 Kilometern der Erdkruste, wo das Gestein spröde ist und bricht, reißen Klüfte und Spalten auf. Bei schweren Erdbeben werden die Schollen entlang von Brüchen teils mehrere Meter weit versetzt. In der Tiefe ist das Gestein dagegen durch die hohen Temperaturen und den starken Überlagerungsdruck plastisch formbar: Die Schichten wölben sich auf und verbiegen sich, wenn sie seitlich zusammengequetscht werden.
Klüfte und Risse können genau wie Falten nur Bruchteile eines Millimeters, aber auch Meter, sogar Kilometer groß sein. Das hängt ab von der Zeitdauer und von der Stärke der Kraft sowie vom Widerstand des Gesteins. Sedimentgesteine, deren Bestandteile durch Wind, Gletschereis oder Wasser verschleppt und Schicht für Schicht übereinander abgelagert wurden, sind leichter verformbar als die oft sehr kompakten magmatischen oder vulkanischen Gesteine, die als heiße Schmelze aus dem Erdinnern aufgedrungen, stecken geblieben und abgekühlt sind – wie Granit – oder in Lavaströmen ausgeflossen sind – wie Basalt. Alte, fast schon völlig abgetragene Gebirge wie im südwestafrikanischen Damaraland zeigen aus der Vogelperspektive Zickzack-Strukturen ungeheuren Ausmaßes. Es sind die Reste tausende Meter großer, schräg gestellter Falten. Das Damaragebirge erhob sich im Erdaltertum vor 600 bis 450 Millionen Jahren. Vermutlich hatte es der Schraubstock der Plattentektonik zwischen der urzeitlichen afrikanischen und südamerikanischen Platte wachsen lassen. Das bizarre Zickzack-Muster ist entstanden durch die Verwitterung, die das zur Ruhe gekommene Gebirge im Laufe der Zeit abgehobelt hat.
Motor der Bewegungen ist die Hitze im Erdinnern. Sie läßt die heiße, plastische Gesteinsmasse in Konvektionsströmen zirkulieren, auf deren Oberseite die riesigen Platten, aus denen die harte Schale der Erde besteht, wie auf Förderbändern mitgezogen werden. Seit Anfang der neunziger Jahre messen Satelliten diese Bewegungen per Radar. Die Driftgeschwindigkeit liegt bei durchschnittlich drei bis vier Zentimetern pro Jahr. Das ist ungefähr so schnell, wie unsere Fingernägel wachsen. Zu den schnellsten Platten gehört derzeit die Nazca-Platte im Südpazifik. Sie besteht ganz aus Ozeanboden und schiebt sich mit mehr als zehn Zentimetern pro Jahr unter den südamerikanischen Kontinent. Dabei haben sich im Laufe der letzten 200 Jahrmillionen die Anden aufgetürmt. Wesentlich langsamer wandern die Platten im Nordatlantik, die am mittelatlantischen Rücken aneinandergrenzen. Sie weichen auseinander – jährlich um etwa zweieinhalb Zentimeter. In den aufreißenden Spalten dringt Magma aus dem Erdinnern aus. Auf Island läßt sich das, was sonst tief auf dem Meeresgrund vor unseren Blicken verborgen ist, direkt an Land beobachten – ein Eldorado für Geowissenschaftler. Aus der Luft sieht die Insel aus, als hätte ein Riese sie mit einem Beil bearbeitet. Scharen von fast parallelliegenden Spalten durchziehen quer über das Eiland den steinigen, kaum von Vegetation verhüllten Boden. Die Risse sind hunderte Meter lang und nur wenige bis viele Dutzend Meter breit. 30 Vulkangruppen liegen in diesen Spaltenzonen. Dort bricht laut Statistik etwa 20mal im Jahrhundert Magma aus dem Erdinnern hervor.
Kaum meßbar, mit nur wenigen Millimetern im Jahr, bewegen sich die Ränder des ostafrikanischen Grabens auseinander. Diese Bruchzone zieht sich etwa 4000 Kilometer lang vom Süden des Roten Meeres bis nach Mosambik durch den Kontinent. Dort begann Afrika vor etwa 25 Millionen Jahren zu zerbrechen. Der bekannteste und wohl am besten erforschte Riß in der Erdkruste ist die San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien. Dort schrammen zwei Platten mit einer Geschwindigkeit von etwa 5,5 Zentimetern im Jahr aneinander vorbei: die nordamerikanische wandert nach Süden, die pazifische nach Norden.
Seit dem Jahr 1906, als ein schweres Erdbeben San Francisco zerstörte, wird jede Regung in dieser aktiven Naht der Erde von Geophysikern registriert und genau studiert. Aufgrund ihrer Beobachtungen wagten kalifornische Wissenschaftler schließlich sogar, ein Erdbeben vorherzusagen. 1988 rechneten sie mit einem starken Beben an einem mittleren Abschnitt der San-Andreas-Bruchzone. Doch nichts passierte. Erst ein Jahr später erzitterte die Erde 200 Kilometer von diesem Punkt entfernt, südlich von San Francisco. Dieses Loma-Prieta- Beben mit der Stärke 6,9 auf der Richter-Skala forderte 62 Menschenleben und richtete einen Sachschaden von sechs Milliarden Dollar an. Es war eine der teuersten Naturkatastrophen in der Geschichte der USA .
Apropos Prognosen: Wenn San Francisco weiterhin pro Jahr etwa 5,5 Zentimeter an Los Angeles heranrückt, werden die beiden Millionenstädte, die heute noch knapp 600 Kilometer trennen, in etwa zehn Millionen Jahren nebeneinander liegen. Weitsichtige plattentektonische Zukunftsmodelle sagen sogar vorher, daß der Atlantik sich beständig weiten und der Pazifik kleiner werden wird. In etwa 200 Millionen Jahren könnte der heute größte Ozean der Erde ganz verschwunden sein, Asien und Nordamerika wä- ren dann zusammengewachsen – und ein hohes Faltengebirge würde die ehemalige Plattengrenze markieren.
Kompakt
Bei schweren Erdbeben bekommt die Erdkruste in den oberen zehn Kilometern Sprünge, und die Schollen werden manchmal mehrere Meter weit versetzt. In größerer Tiefe wird das heiße und weiche Gestein dagegen bei Druck gestaucht und gefaltet. In der Mitte des Nordatlantik weichen die Schollen jährlich um etwa zweieinhalb Zentimeter auseinander. In die frischen Klüfte dringt Magma auf, erstarrt und bildet neuen Meeresboden. Die Alpen wachsen bis heute – werden aber nicht höher, da Wind und Wetter das Gestein abhobeln.
Angelika Jung-Hüttl
