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Die Geschichte der Geologie

Die Geologie untersucht den Aufbau des Planeten Erde, vor allem die Gesteine in der Erdkruste. Das wichtigste Prinzip der Geologie ist der Aktualismus, die Gleichförmigkeit der Prozesse.

Die Anfänge der modernen Geologie beginnt, man glaubt es kaum, erst Anfang der 1960er Jahre mit allgemeiner Akzeptanz über die Theorie der Plattentektonik.

Bis dahin war es ein weiter Weg. Bis Mitte des 19.Jahrhunderts glaubte die Wissenschaft sogar noch daran, dass die Schöpfungsgeschichte der Erde im Jahr 4004 vor Christus begonnen hat und so natürlich auch an die in der Bibel beschriebene Sintflut.

Die Anfänge der Wissenschaft

Der große Bremser der Erforschung der Erdentstehung war wie so oft die Kirche. Im 2. Jahrhundert war es Theophilus von Antiochia (115–181), Bischof von Antiochien, der nach jüdischem Vorbild das Alter der Erde aus den Angaben der Bibel errechnete. Er errechnet das Jahr 5529 v. Chr. als das Jahr an dem die Erde entstand.

Der Erzbischof von Armagh in Irland James Usher (1580–1656) sollte es fast 1,5 Jahrtausende später noch genauer machen, er errechnete die Entstehung der Welt auf Montag, den 23. Oktober 4004 v. Chr.

Lactantius Firmianus (ca. 240–320) hingegen leugnete rund 100 Jahre später die Kugelgestalt der Erde und favorisierte eine Flache-Erde-Theorie, wie sie durch seine Auslegung dem Alten Testament nahegelegt wurde.

Xenophanes von Kolophon (um 570 bis um 470 v. Chr.), ein antiker griechischer Philosoph und Dichter war mit seiner These schon nahe an der Wahrheit. Er deutete die Abdrücke von Muscheln und anderen Seetieren in meeresfernen Landstrichen als die Überreste von versteinerten Lebewesen (Fossilien). Ihre Lage erklärte er damit, dass sich die Gebirge einstmals aus dem Meer gehoben hätten. Ebenso erkannte er die voranschreitende Erosion an den Küsten. Aus diesen beiden Prozessen schloss er auf große Zyklen, in denen sich Gebirgsbildung und Erosion abwechselten. Bei der Zerstörung der Festländer wird dabei jedes Mal die jeweilige Menschheit vernichtet.

Der große Leonardo da Vinci (1452–1519) entdeckte die organische Natur der Fossilien erneut, wobei er die Bedeutung der biblischen Sintflut für den Prozess klar verneinte. Man glaubt es kaum, bis Mitte des 19. Jahrhunderts glaubte die Wissenschaft noch an die in der Bibel beschriebene Sintflut.

Leonardo da Vinci verneinte in seinen wissenschaftlichen Schriften auch das aus der Bibel errechnete kurze Alter der Erde. Da Leonardo seine Notizbücher aber nie veröffentlichte, blieben seine Erkenntnisse praktisch wirkungslos.

Der dänische Arzt und Naturforscher Niels Stensen entwarf im Jahre 1669 das erste geologische Profil, das wirklich historisch gedacht war. Mit der Erkenntnis, dass die unteren Gesteinsschichten auch die älteren sind, und die darüber lagernden, sukzessive immer jünger, entdeckte Stensen das stratigraphische Prinzip. Die Anordnung der Schichten entspricht also einer Abfolge in der Zeit. Außerdem erkannte er, dass alle Schichten ursprünglich horizontal abgelagert wurden, und sie nur nachträglich durch Kräfte aus dem Erdinnern verändert werden können.

Im Laufe der Aufklärung, eigentlich wurden schon in der Renaissance die ersten Versuche gemacht, ging der Glaube an die biblische Zeitskala im 18. Jahrhundert nach und nach verloren.

Mitte des 18. Jahrhunderts fertigte der preußische Bergrat Johann Gottlob Lehmann (1719–1767) und der fürstliche Leibarzt Georg Christian Füchsel (1722–1773) die ersten Profilschnitte und geologische Karten an die die Gesteinsschichten in den Bergbaurevieren von Thüringen repräsentierten.

Das Sammeln von Fossilien und Mineralen wurde in bürgerlichen Kreisen zu einer regelrechten Modeerscheinung, und Kenntnisse über geologische Merkwürdigkeiten galten als ein wichtiger Bestandteil der Allgemeinbildung.

Plutonisten und Neptunisten

Wer jetzt glaubt, in der Entwicklung der Geologie Wissenschaften herrscht Einigkeit, der irrt. Die weitere Erforschung der Erde wurde von teilweise äußerst heftigen, wissenschaftlichen Kontroversen bestimmt.

Es kommt zum sogenannten „Basaltstreit“ zwischen Plutonisten und Neptunisten. Vordergründig wissenschaftlich geführt, war der Basaltstreit auch eine Grundsatzdiskussion verschiedener religiöser Anschauungen bezüglich der biblischen Schöpfungsgeschichte.

Bei den Neptunisten bilden sich die Gesteine ausschließlich durch Sedimentation aus wässrigen Lösungen. Sein Hauptvertreter war der Leiter der neu gegründeten Bergakademie in Freiberg, Abraham Gottlob Werner (1749–1817). Vulkanische Phänomene erklärte er als unbedeutende, lokale Erdbrände, und die resultierenden Gesteine seien lediglich aufgeschmolzene Sedimente.
Die Plutonisten waren da anderer Meinung, sie erfanden die heute allgemein akzeptierte Idee vom Kreislauf der Gesteine.
Der schottische „Gentleman-Farmer“ James Hutton (1726–1797) vertrat die Ansicht, dass der Ursprung aller Gesteine in magmatischen und vulkanischen Prozessen beruht.

Geschmolzene Massen aus dem Erdinneren bahnen sich demnach, von Zeit zu Zeit, ihren Weg nach oben und können sogar zur Oberfläche durchbrechen. Durch die Erosion werden diese Gesteine frei gelegt und wieder abgetragen, um auf den Festländern als Böden, und in den Ozeanen als Sedimente abgelagert zu werden. Durch das Gewicht immer neuer Sedimentlagen werden die älteren Schichten immer stärker verfestigt und schließlich, unter dem enormen Druck, wieder erhitzt und umgewandelt, bis sie schließlich wieder aufschmelzen.

Die These der katastrophalen Ereignisse in der Geschichte der Erde

Der französische Naturforscher Georges de Cuvier (1769–1832) besaß eine der führenden Rolle in einer weiteren Kontrovers geführten Diskussion, der Katastrophentheorie.

Aus den, oft dramatischen Unterschieden im Fossilbestand der einzelnen Formationen schloss er, dass im Laufe der Erdgeschichte riesige Umwälzungen stattgefunden haben müssen, die in bestimmten Gebieten alle Lebewesen ausgelöscht hätten. Danach seien diese durch neue, entweder von außen zugewanderte, oder gänzlich neu erschaffene Organismen ersetzt worden. Die biblische Sintflut sei dabei nur die allerletzte dieser Katastrophen gewesen.

Das Konzept des Aktualismus

Das heute als tragende Säule der Wissenschaften der Geologie zählende Konzept des Aktualismus wurde von Sir Charles Lyell (1797–1875) entwickelt. Er kommt zu dem Schluss, dass die geologische Zeitskala, im Vergleich zur menschlichen Geschichte, sehr lang ist. Außerdem ging er davon aus, dass die Prozesse, die zur Bildung von bestimmten Gesteinen führten, im Wesentlichen identisch sind zu den Vorgängen, die man noch heute beobachten kann. Die Veränderungen im Fossilbestand erklärte Lyell durch ständige, langsame Hebungen und Senkungen der Erdkruste, die Schichtgrenzen an denen sich die Lebewesen anscheinend sprunghaft veränderten, entsprächen einfach den Zeiten, in denen sich auf den herausgehobenen Festländern keine Sedimente abgelagert hätten.

Unterstützung erhält Lyell durch Charles Darwin (1809–1882), dieser hat in seiner Jugend eine, zwar nur kurze, Ausbildung als Geologe erhalten.

Seine Evolutionstheorie basiert wesentlich auf Lyells aktualistischem Prinzip. Darwin lieferte mit seiner Theorie von der natürlichen Zuchtwahl das Werkzeug, mit dem man die langsame Veränderung der Organismen im Laufe der Erdgeschichte erklären kann ohne dafür völlig unbekannte, willkürliche, wenn nicht sogar übernatürliche Kräfte postulieren zu müssen.

Erste globale Hypothesen zur Gebirgsbildung

Im Verlauf des 19. Jahrhunderts wurden weltweit immer mehr Einzelinformationen zusammengetragen. Nach und nach bildete sich eine allgemein akzeptierte, relative geologische Zeitskala heraus. Die verschiedenen Staaten gründeten ihre jeweiligen geologischen Institute, die sich besonders mit der Herstellung nationaler Kartenwerke und der Erforschung von Lagerstätten beschäftigten.

Der Katastrophist Léonce Élie de Beaumont (1798–1874) entwickelte die erste umfassende Theorie zur Gebirgsbildung (Orogenese).

Im Schweizer Jura und besonders in den Kohlefeldern der Appalachen in Nordamerika, wurden tatsächlich immer mehr Indizien entdeckt, die auf bedeutende seitliche Einengung von Gesteinsschichten hinwiesen. Diese Bewegungen hatten dort anscheinend zur Bildung von ausgedehnten Falten und tektonischen Überschiebungen geführt.

Im Jahre 1873 fasste der amerikanische Aktualist James Dwight Dana (1813–1895) solche Beobachtungen zu seiner Geosynklinal-Theorie zusammen. Diese blieb, bis weit ins 20. Jahrhundert hinein, das maßgebliche tektonische Erklärungsmodell.
In Europa verhalf Eduard Suess (1831–1914), mit seinen Arbeiten über die Alpen, solchen Vorstellungen zum Durchbruch. Auf Suess geht auch die Unterscheidung der weltweiten Gebirgsbildungsphasen zurück. Am bekanntesten sind die kaledonische, variszische und alpidische Gebirgsbildungsära.

Die These vom fest verankerten Urkontinent

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden immer mehr Ähnlichkeiten zwischen den Ablagerungen und Fossilien auf verschiedenen Kontinenten entdeckt. Man postulierte daher die Existenz von Landbrücken, die die Kontinente früher miteinander verbunden hätten.

Bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts hinein wurden die verschiedensten geotektonischen Hypothesen vorgeschlagen, wie die Pulsationshypothese, die von abwechselnden Phasen von Kontraktion und Expansion der Erde ausgeht, oder die Oszillations-Hypothese, die verstärkt auf vertikale, isostatische Ausgleichsbewegungen in der Erdkruste zurückgreift. Wie ihren Vorgängern, so ist allen diesen Hypothesen gemeinsam, dass sie von einer festen Fixierung der Erdkruste auf ihrer Grundlage ausgehen.

Seismografen deuten auf eine Schalenstruktur der Erde

Besonders italienische, und später deutsche Geophysiker begannen mit der Konstruktion von Seismografen, mit denen die Ausbreitungswellen von Erdbeben im Erdkörper aufgezeichnet werden konnten. Um das Jahr 1900 schloss Emil Wiechert (1861–1928) aus seismischen Daten auf die Schalenstruktur der Erde, mit Erdkern, Erdmantel und Erdkruste.

Die Entdeckung der treibenden Kontinente

Ab etwa 1930 setzten sich statt der Modelle des Fixismus zunehmend solche des Mobilismus und einer beweglichen Erdkruste durch. Es entstanden die Kontraktionstheorie sowie ihr Gegenteil, die Expansionstheorie der Erde. Beide hatten zahlreiche Argumente für sich, konnten aber nicht alle Phänomene erklären.

Der endgültige Paradigmenwechsel kam mit Erkenntnissen von Tiefbohrungen und durch Forschungsschiffe der Ozeanografie.
Beim Verlegen der ersten untermeerischen Fernsprechkabel von den Britischen Inseln nach Nordamerika zum Ende des 19. Jahrhunderts, entdeckte man den mittelatlantischen Rücken. Jedoch zog man lange Zeit keine Schlüsse aus der Tatsache, dass er sich küstenparallel von Norden nach Süden durch den ganzen Ozean zieht, anstatt, wie eigentlich zu erwarten gewesen wäre, die Festländer zu beiden Seiten des Atlantiks in Ost-West-Richtung zu verbinden.

Die Kontinentaldrift-Hypothese Alfred Wegeners

Die ersten mobilistischen Vorstellungen über die Möglichkeit bedeutender seitlicher Bewegungen von Festlandsmassen finden sich in der Kontinentaldrift-Hypothese Alfred Wegeners (1880–1930) aus dem Jahr 1915. Wegener nahm an, dass die verhältnismäßig leichten, granitischen Gesteine der kontinentalen Kruste (Sial) auf dem dichteren, aber zähflüssigen Untergrund aus basaltischem Material (Sima) schwimmen, wie Eisberge auf dem Wasser. Ein ursprünglicher Superkontinent (Pangaea) könnte so durch relativ schwache Kräfte in Stücke brechen und auseinander treiben. Dies würde nicht nur den parallelen Verlauf der östlichen und westlichen Küsten des Atlantiks erklären, sondern auch die Ähnlichkeiten der Fossilien und Klimazeugen, sowie bestimmter alter Gebirgszüge in Gondwana.

Wegeners Theorie stieß zu seinen Lebzeiten aber auf breite Ablehnung, da er die wirkenden Kräfte nicht plausibel erklären konnte. Erst Arthur Holmes (1890–1965) schlug 1930 einen Mechanismus vor, die Konvektionsströmungen heißer Magmen im Erdmantel, mit der die Bewegung von Kontinentalplatten erklärt werden konnten.

Das Konzept der Plattentektonik

Der Durchbruch mobilistischer Theorien erfolgte aber erst drei Jahrzehnte später, in den 1960er Jahren. Man erkannte, dass das weltumspannende System der mittelozeanischen Rücken seismisch aktiv ist, und dass dort, entlang von vulkanischen Spalten, kontinuierlich neues Material aus dem Erdmantel an die Oberfläche tritt.

Aus einer Fülle von geophysikalischen, ozeanografischen, paläontologischen und petrografischen Beobachtungen entwickelte sich daraufhin die heute allgemein akzeptierte Theorie der Plattentektonik. Der zyklische Wechsel von Phasen des Auseinanderbrechens von Kontinenten, und der erneuten Kollision dieser Platten liefert eine plausible Erklärung für die wiederkehrenden, globalen Gebirgsbildungsphasen (Wilson-Zyklus) sowie für eine Reihe anderer geologischer Phänomene.

Die Informationen über die Geschichte der Geologie stammen im Wesentlichen aus dem Artikel Geschichte der Geologie auf Wikipedia, wer möchte kann ihn dort auch in einer ausführlicheren Version lesen.

Weitere Quellen alle Februar 2020

https://de.wikipedia.org/wiki/Geowissenschaften
https://de.wikipedia.org/wiki/Theophilus_(Antiochia)
https://de.wikipedia.org/wiki/Laurussia
https://de.wikipedia.org/wiki/Gondwana
https://de.wikipedia.org/wiki/Gebirgsbildung
https://de.wikipedia.org/wiki/Variszische_Orogenese
https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Sammlungen-Grundlagen/GG_geol_Info/Karten/Deutschland/GK1000/gk1000_beschreibung.html
https://de.wikipedia.org/wiki/Wei%C3%9Ff%C3%A4ule
https://lgrbwissen.lgrb-bw.de/geologie/schichtenfolge/perm/zechstein
https://lgrbwissen.lgrb-bw.de/rohstoffgeologie/rohstoffe-des-landes/salzgesteine/steinsalz
https://lgrbwissen.lgrb-bw.de/geotourismus/geotope/aufschluesse/steinbruch-am-schrofel-bei-baiersbronn
https://www.geocaching.com/geocache/GC494VF_sandbruch-hohe-strasse?
https://timms.uni-tuebingen.de/tp/UT_20050512_002_regiogeol_0001
https://de.wikipedia.org/wiki/Proterozoikum
https://de.wikipedia.org/wiki/Pal%C3%A4ozoikum
https://de.wikipedia.org/wiki/Trias_(Geologie)
https://www.baunetzwissen.de/schiefer/fachwissen/einfuehrung/entstehung-von-schiefer-2548239

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