Eine Gesteinsmasse als Lebensgrundlage — unsere Erde
WIR leben auf der Oberfläche eines riesigen kugelförmigen Raumschiffes aus Gestein und Metall. Wenn man ungefähr 32 Kilometer tief unter die Landoberfläche bohren könnte, würde man in den sogenannten Mantel der Erde vorstoßen und nichts als totes Gestein vorfinden. Demzufolge ist die Kruste, auf der wir leben und die größtenteils aus nichtmetallischen Elementen besteht, eine sehr dünne Schicht, die auf Milliarden und aber Milliarden Tonnen von Material ruht, das wir niemals sehen, abgesehen von der geringen Menge Gesteinsschmelze, die sich, bedingt durch vulkanische Tätigkeit, ihren Weg durch die Kruste bahnt. Und doch ist all das Material unerläßlich, damit wir eine Lebensgrundlage haben.
Wie gelangen die Geologen zu ihren Schlußfolgerungen über die Zusammensetzung der Erde? Sie haben tatsächlich Methoden, mit denen sie das „Innenleben“ unseres Planeten erforschen und die ihnen eine vorsichtige Beschreibung des Erdinnern gestatten, wobei sie allerdings zugeben, daß das Bild nicht unbedingt genau ist. Bisher ist niemand in der Lage gewesen, bis in den Mantel zu bohren, nicht einmal unter den Ozeanen, wo die Kruste die geringste Stärke, nur ungefähr 5 bis 8 Kilometer, aufweist. Während des Internationalen Geophysikalischen Jahres (Juli 1957 bis Dezember 1958) wurde ein Plan erstellt, um das zu verwirklichen. Wahrscheinlich hast du schon einmal etwas über das sogenannte Mohole-Projekt gelesen. „Moho“ ist eine Abkürzung für die Grenzfläche zwischen der Kruste und dem darunter befindlichen Mantel. Dieser Versuch, die Zusammensetzung der Kruste und lediglich dessen, was den äußeren Teil des Mantels bildet, zu ergründen, schlug fehl wegen der enormen Kosten, die damit verbunden sind, und wegen des Mangels an Erfahrenheit auf diesem Gebiet.
Die Erde wird durch Erdbeben „geröntgt“
So unglaublich es auch klingt, die Erdbeben sind bisher die beste Hilfe gewesen, die Struktur des Erdinnern zu erforschen. Dadurch wiederum, daß man weiß, wie es dort aussieht, kann man sich leichter Gegebenheiten erklären, die es uns ermöglichen, auf der Erdkruste zu leben. Die Erforschung von Erdbeben nennt man „Seismologie“.
Die Seismologen haben entdeckt, daß während eines Erdbebens mehrere Arten von Schwingungen oder Wellen entstehen. Diese Wellen pflanzen sich vom Erdbebenherd aus, der Ausgangsstelle des Bebens, in alle Richtungen fort. Der unmittelbar über dem Erdbebenherd an der Oberfläche gelegene Punkt wird Epizentrum genannt. Die Krümmung, die die Wellen auf ihrem Weg durch die Erde aufweisen, ist der der Erde entgegengesetzt, und kilometerweit entfernt aufgestellte Seismographen sprechen auf die Wellen an und zeichnen sie auf. Es gibt drei Arten von Wellen: 1. die Oberflächenwellen, die sich rings um die Kruste bewegen, 2. die Primärwellen oder P-Wellen (stoßweise verlaufende Wellen) und 3. die Sekundärwellen oder S-Wellen (querlaufende Wellen). Die beiden letztgenannten Arten von Wellen laufen durch das Erdinnere. Ein Teil der P-Wellen wird in einer Tiefe von ungefähr 2 900 Kilometern abgelenkt. Die S-Wellen werden unterhalb dieses Bereiches vollständig ausgelöscht. Das geschieht deshalb, weil diese beiden Arten von Wellen offensichtlich an der Grenze zwischen dem Mantel und dem äußeren Kern auf eine Art Hindernis auftreffen. Der andere Teil der P-Wellen pflanzt sich durch den Erdmittelpunkt fort, wohingegen die S-Wellen nicht weiter als bis in eine Tiefe von 2 900 Kilometern reichen.
Ein teilweise flüssiger Kern
Warum werden die S-Wellen in dieser Tiefe von 2 900 Kilometern aufgehalten? Warum wird außerdem ein Teil der P-Wellen abgelenkt und der andere gedämpft? Offensichtlich deshalb, weil der unterhalb des Erdmantels befindliche äußere Kern flüssig ist. Diese Erscheinung kann damit veranschaulicht werden, daß sich in einem harten Metallgegenstand (zum Beispiel in einer Glocke) Schwingungen viel besser fortpflanzen als in einem weichen Gegenstand. Die S-Wellen können sich nicht durch eine Flüssigkeit hindurch ausbreiten, und die P-Wellen werden teils abgelenkt, teils beträchtlich gedämpft. Dieser Dämpfungsvorgang reicht über eine Strecke von 2 200 Kilometern. Folglich scheint der 2 200 Kilometer dicke äußere Kern flüssig zu sein oder sich wie eine Flüssigkeit zu verhalten. Bei dem großen Druck und der Hitze (ungefähr 2 200 °C im äußeren Bereich des äußeren Kerns und ungefähr 5 000 °C im inneren Bereich, wo der innere Kern beginnt) kann es gut angehen, daß sich das Gestein des äußeren Kerns in einem geschmolzenen, flüssigen Zustand befindet.
Woraus setzen sich der äußere Kern und der innere Kern zusammen? Eine Untersuchung von Meteoriten, die aus dem Weltraum kommen und auf der Erde auftreffen, legt nahe, daß diese Bereiche des Erdkerns hauptsächlich aus Eisen, legiert mit Nickel, bestehen. Erdbebenwellen, die durch den inneren Kern verlaufen, werden beschleunigt, was andeutet, daß er fest und wahrscheinlich zum größten Teil äußerst dicht und hart ist.
Die Kruste und der darunter befindliche Mantel
Wir, die wir auf der Erdkruste leben, benötigen eine feste, stabile Lebensgrundlage, die uns von der Erde auch wirklich geboten wird. Aber wir brauchen mehr als Gestein, das sich größtenteils aus Metall zusammensetzt. Dafür hat der Schöpfer gesorgt, denn diese anderen Bedürfnisse werden durch die Erdkruste sowie durch die Atmosphäre erfüllt. Die Kruste besteht aus viel leichterem Gestein, das viele Elemente enthält, insbesondere — die Reihenfolge entspricht dem Umfang ihres Vorkommens — Sauerstoff und Silicium, Aluminium, Eisen, Kalzium, Natrium, Kalium und Magnesium. Die beiden nichtmetallischen Elemente, Sauerstoff und Silicium, stellen ungefähr drei Viertel des Gewichts und 93 Prozent des Volumens der ganzen Erdkruste. Außerdem sind noch das Wasser und die Atmosphäre zu nennen, beide zerlegen in gemeinsamer Arbeit die steinige Kruste in Erdreich. Der Schöpfer hat die Bewältigung dieser Aufgabe aber nicht mechanischen Methoden vorbehalten. Er erschuf den niedrigen Regenwurm, der mehr für den Menschen tut, als dieser sich vorstellen kann.
Das Erdreich liefert insbesondere Elemente, die dem Wachstum und der Erhaltung des Pflanzenlebens, der Hauptnahrung allen tierischen Lebens auf der Erde, dienen (1. Mose 1:29, 30). Die anderen in der Kruste vorkommenden Stoffe, sowohl organische als auch anorganische, sind für zahllose Verwendungszwecke nützlich, zum Beispiel für die Errichtung von Gebäuden, die Herstellung von Maschinen, Kraftstoff, Chemikalien und Medikamenten.
Das unterhalb der Kruste befindliche Material verursacht durch vulkanische Tätigkeit ständige Veränderungen in der Kruste. Man sagt, Konvektionsströmungen unter dem Meeresboden seien die Ursache für die Entstehung des Mittelatlantischen Rückens gewesen, eines ungefähr 600 Meter hohen Gebirgszuges. Einige Geologen glauben, daß die Kontinente, die jetzt den Atlantischen Ozean umsäumen, einmal miteinander verbunden waren und dann allmählich auseinandertrieben, wobei sich der Mittelatlantische Rücken zwischen beiden in der Mitte befand.
Nach einer Theorie soll das Wasser des Ozeans vom Mantel erzeugt worden sein. Der Grund für diese Vorstellung liegt darin, daß der obere Teil des Mantels ein Mineral enthält, das man Serpentin nennt und das eine Kombination aus dem Mineral Olivin und Wasser darstellt. Offensichtlich stammt das Wasser aus dem Mantel. Jemand mag einwerfen: „Aber denkt doch an das gewaltige Volumen des Wassers in den Ozeanen.“ Das stimmt, aber wenn wir uns vor Augen führen, daß alle unsere Ozeane in der Kruste eingebettet sind und der Mantel mehr als das fünfzigfache Volumen der Kruste aufweist, kann man erkennen, daß dies leicht möglich ist.
Das scheint daher anzudeuten, daß die Erdkruste auf einem sehr heißen Mantel ruht, der sich anscheinend, zumindest in einigen Bereichen, in einem plastischen Zustand befindet, so daß die Kruste praktisch auf dem Mantel „schwimmt“. In einem Bereich von acht Kilometern der äußeren Erdkruste steigt die Temperatur mit zunehmender Tiefe auf je 30 Metern um etwa 1 Grad Celsius an. Der Druck vergrößert sich ebenfalls bei zunehmender Tiefe. Durchsickerndes Wasser erreicht sehr heißes Gestein im Erdinnern und wird auf 145 °C überhitzt, um dann augenblicklich, wenn es entweicht, in Dampf zu zerstieben. Dieser Erscheinung haben wir die Geysire zu verdanken, wie zum Beispiel den Old Faithful im Yellowstone Park (Vereinigte Staaten), der Tausende von Litern Wasser mehr als 30 Meter hoch in die Luft schleudert. Ein Teil dieses unterirdischen Wassers tritt in Form von heißen Quellen zutage, die für den Menschen sehr wichtig sind, z. B., für heiße Bäder, Wäschereien, Gebäudeheizungen und für die Versorgung mit Dampf bei der Stromerzeugung.
Der stellenweise in der Kruste vorherrschende Gasdruck fördert aus großer Tiefe Wasser und Öl an die Oberfläche und ermöglicht auch die Entnahme natürlichen Gases für Treibstoffzwecke. Tief im Mantel bildet sich Gesteinsschmelze. Man nennt sie „Magma“ (von einem griechischen Wort hergeleitet, das „Teig“ bedeutet). Es kann unter großem Druck durch Öffnungen oder Risse aufsteigen und sich in der Kruste ansammeln und dann bei vulkanischer Tätigkeit hervorbrechen. Auf diese Weise werden große Mengen Gestein, Lavaschmelze, Dampf, Staub und Asche sowie eine Anzahl giftiger Gase ausgestoßen. Diese Vorgänge sind einerseits zerstörerisch, andererseits wird dadurch Material an die Oberfläche geschafft, das die Kruste bereichert.
Also ist die Erde unter uns weit davon entfernt, ein lebloser, untätiger „Gesteinshaufen“ zu sein. Wenn der Mensch Erde und Gestein bis zur Größe von Bergen aufschütten könnte, wäre das Ergebnis weit davon entfernt, dem schönen Aufbau zu gleichen, den der Schöpfer zuwege gebracht hat. Ein von Menschen gemachter Berg wäre ein bloßer „Haufen“. Aber ziehe lediglich eines der wunderbaren Merkmale eines von Gott geschaffenen Berges in Betracht, nämlich die Unmengen frischen Wassers, das aus vielen Quellen sprudelt und an den Hängen herabfließt. Welch einmalige „Installateurarbeit“! Wir finden auch heiße Quellen, Mineralquellen, schwefel- und eisenhaltiges Wasser und andere Arten von Wasser, das in vielen Fällen der Gesundheit förderlich ist.
Das Magnetfeld
Ein anderer Faktor, der augenscheinlich durch den schweren Kern der Erde maßgeblich beeinflußt wird, ist das Magnetfeld der Erde. Man ist der Auffassung, daß elektrische Ströme im äußeren Kern die Hauptursache für das Magnetfeld sind. Dieses Feld umgibt die Erde genauso wie ein Magnetfeld einen Stabmagneten. Es ist lebenswichtig, denn es schützt die Erde vor zerstörerischer Strahlung, die aus dem Weltraum kommt. Es beeinflußt auch die Radioübertragung und hat zweifellos andere noch nicht entdeckte nützliche Auswirkungen auf das Leben. Geladene Teilchen von der Sonne und aus dem Weltraum folgen gewöhnlich dem Magnetfeld und rufen die imposanten Nordlichterscheinungen hervor. Seefahrer und Reisende verlassen sich schon seit langem auf den Erdmagnetismus, um sich nach dem Kompaß zu orientieren.
Das Magnetfeld der Erde unterliegt langsamen Veränderungen, die auf unbekannte Ursachen zurückzuführen sind. Von Zeit zu Zeit ändert sich die Lage der Magnetpole. (Es besteht ein Unterschied zwischen dem „erdmagnetischen“ Nordpol, der das nördliche Ende des Magnetfelds der Erde bildet, und dem magnetischen Nordpol, in dessen Richtung die Kompaßnadel weist. Derselbe Grundsatz trifft auch auf den Zusammenhang zwischen dem erdmagnetischen Südpol und dem magnetischen Südpol zu.) Der wirkliche geographische Nordpol (das nördliche Ende der Rotationsachse der Erde) ist gegenwärtig mehrere hundert Kilometer vom erdmagnetischen Nordpol und vom magnetischen Nordpol entfernt. In ähnlicher Weise ist auch der wirkliche Südpol nicht an derselben Stelle wie der erdmagnetische und der magnetische Südpol.
Die Erforschung dauermagnetischen Gesteins in verschiedenen Teilen der Erde scheint zu beweisen, daß die Magnetpole in sehr ferner Vergangenheit über die Erde „wanderten“ und dabei mehrmals ihre Stellung vertauschten. Der Grund ist — wie so viele andere Faktoren in Verbindung mit unserer wunderbaren Erde — unbekannt. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt weist das Erdinnere ebenso viele Geheimnisse auf wie einige Probleme in Verbindung mit dem gesamten Weltraum. Genaugenommen werden dadurch die Worte des Propheten betont, die er über den Schöpfer und Souverän, Jehova Gott, äußerte:
„Wer hat die Wasser in seiner bloßen hohlen Hand gemessen und die Abmessungen der Himmel selbst mit einer bloßen Spanne vorgenommen und den Staub der Erde in ein Maß gefaßt oder mit einem Waagezeiger die Berge gewogen und die Hügel in den Waagschalen? ... Siehe! Die Nationen sind wie ein Tropfen von einem Eimer; und wie der Staubbelag auf den Waagschalen sind sie geachtet worden. Siehe! Er hebt die Inseln selbst auf wie bloßen feinen Staub. ... Da ist Einer, der über dem Kreis der Erde wohnt, deren Bewohner wie Grashüpfer sind, Er, der die Himmel ausspannt so wie einen feinen Flor, der sie ausbreitet wie ein Zelt, um darin zu wohnen“ (Jes. 40:12-22).
[Diagramm auf Seite 17]
(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)
Innerer Kern
Äußerer Kern
Mantel
Kruste
1 300 Kilometer
2 200 Kilometer
2 900 Kilometer
5 bis 35 Kilometer