Erkenntnisse aus dem Meer

Trotz der Magnetismusbefunde, die auf eine Verlagerung der Kontinente in der Erdgeschichte hinwiesen, fehlte den Verfechtern der Theorie der Beweis für einen Mechanismus. Weitere Unterstützung kam aus dem Meer.

Dank kriegsbedingter Verbesserungen von Echolot- und Sonartechnik (Schallnavigation und -messung), für die U-Bootaufklärung konnte Harry Hess, ein Geologe von der Princeton Universität, sowohl dem amerikanische Militär als auch der Geologie weiterhelfen. Als Kommandant eines Angriffstransportes während des zweiten Weltkriegs hatte Hess das stärkste Modell eines Echolots verfügbar, und er benutzte es fast ständig während seiner Missionen im Pazifik, um das Wenige, was über die Struktur des Meeresbodens bekannt war zu erweitern. Ein Sonargerät kann durch das Aussenden von Schallwellen und Auffangen des Echos, das vom Meeresboden zurückgeworfen wird, die Entfernung zwischen einem Schiff und dem Meeresboden bestimmen. Hess vereinigte Messungen mehrerer Schiffsreisen, um eine grobe Umrisskarte des Meeresbodens herzustellen und entdeckte und kartierte im Verlauf seines Kriegsdienstes, ungefähr 100 Unterwasserberge mit abgeflachtem Gipfel. Hess theoretisierte später in Princeton, daß diese Berge ursprünglich Vulkane mit spitzen Gipfeln waren, die erst nachträglich durch Erosion abgeflacht worden waren. Dies führte zu seinem Interesse am Lebenszyklus von Unterwasserbergen, das er während der 50iger Jahre weiterverfolgte.

In der Zwischenzeit war Columbia Universität unter der Leitung von Maurice Ewing die Heimstatt für ein energisches Forschungsprogramm in mariner Geologie geworden. Die Forschungsschiffe von Columbias Lamont-Geologischer Beobachtungsstation (nun Lamont-Doherty Erdbeobachtungsstation genannt) führten in den frühen 50iger Jahren zahlreiche Tiefemessungen im Atlantischen Ozean durch, und 1952 begannen die Forscher von Lamont, basierend auf diesen Messungen, eine Landkarte zu erstellen.

Der mittelatlantische Rücken, ein Unterwassergebirgszug, war seit 1870 bekannt. Der Gebirgszug ragt aus einer breiten flachen Ebene empor und seine Gipfel reichen auf bis über 3 000 Meter Höhe. Die Forscher von Lamont machten jedoch erstaunliche neue Entdeckungen. Der mittelatlantische Rücken war nicht nur hoch, er war auch lang. Mit insgesamt 9 000 Meilen, beinahe die volle Länge des Ozeanes, erstreckte sich der Gebirgszug weiter als die Rocky Mountains und die Anden zusammengenommen, von nördlich von Grönland bis südlich von Afrika. Die Forscher von Lamont fanden auch heraus, daß die Haube des Gebirgszuges praktisch kein Sediment aufweist verglichen mit der dicken Sedimentschicht mit der die Ebene in der Nähe der Ränder der Kontinente bedeckt ist, und die mehrerer Meilen dick sein kann. Das vielleicht überraschendste Merkmal des mitteltlantischen Rückens war das tiefe Tal, das an seinem Rückgrat entlangläuft. Diese Spalte ist im Durchschnitt 2 000 Meter tief und 8 bis 30 Meilen weit - ein Ausmaß, das bequem den Grand Canyon des Colorados, der maximal 18 Meilen breit ist, beherbergen könnte. Bodenproben vom Spalt zeigten, daß der Meeresgrund dort aus extrem jungem vulkanischem Gestein besteht.

Eine Karte des Nordatlantiks, die die Umrisse des Gebirgszuges zeigt, wurde 1959 von Bruce Heezen, Marie Tharp, und Maurice Ewing, Forschern von Lamont, veröffentlicht. Echomessungen an anderen Orten der Welt produzierten ähnliche Profile des Meeresbodens und ein außerordentliches Muster wurde sichtbar. Die Messungen zeigten, daß das Gebirgssystem in der Mitte des Ozeans eine Gesamtlänge von 37 200 Meilen hat, lang genug, um den Equator eineinhalbmal zu umspannen. Es war zusammen mit den Kontinenten und Ozeanen eines der drei physischen Hauptmerkmale des Planeten. An der nordöstlichen Grenze des Indischen Ozeanes hatten Forscher ebenfalls ein System tiefer Gräben vermessen, den tiefsten Abschnitten des Ozeanbeckens, die fast den ganzen Pazifischen Ozean umgeben.

Harry Hess, der auf dem Laufenden geblieben war, war begierig, die Bedeutung dieser fundamentalen neuen Entdeckungen zu erforschen. 1960 übernahm er von Bruce Heezen die Idee, daß die Erde aus den "Fugen" gerät, - was heißt, den Graten. Heezen argumentierte, daß, wenn man das junge Alter der Proben vom Spaltboden in Betracht zog, vulkanisches Gestein, Magma genannt, unterhalb der Kruste hervorquellen mußte. Basierend auf diesem Anhaltspunkt für einen Mechanismus, der den mittelatlantischen Rücken erklären könnte, entwickelte Hess in seiner berühmten Veröffentlichung von 1962, "Die Entstehung der Ozeanbecken" eine neue Interpretation der Geologie. Obwohl er den Aufsatz als "Geopoetik" charakterisierte, als ob er damit andere Wissenschaftler davor zu warnen versuchte, daß nicht jedes darin beschriebene Konzept auch beweisbar war, regte die Arbeit doch zum Nachdenken an.

Die Erkenntnisse der Seismologen reflektierend, postulierte Hess ein mehrschichtiges Planeteninnere. Forscher hatten zu diesem Zeitpunkt ihre Ansichten über die innerste Struktur der Erde verfeinert. Anstelle eines einzelnen eisernen Kerns gingen sie nun von einem festen inneren Kern aus Eisen und einem flüssigen äußeren Kern aus Metall-Legierung, hauptsächlich Eisen, aus. Der Kern war von einem Mantel umgeben, der wiederum von der äußersten dünnen ozeanischen und dicken kontinentalen Kruste überzogen war. Dann arbeitete Hess die Evolution der Architektur des Planeten aus. Die Kruste bestand aus eisen-armem Gestein, das zur Oberfläche gestiegen war als radioaktiver Verfall im Inneren des neu verdichteten Planeten das Gestein erhitzte und schmolz. Diese Kruste hatte einmal eine einzige kontinentale Landmasse gebildet. Die Präsenz kontinuierlicher Aufheizung im Inneren des Planeten würde eine Konvektions-"schleife" mit sich hebendem und sinkendem Material im Mantel bilden, genau wie Arthur Holmes 1929 vorgeschlagen hatte.

Die Theorie von Hess besagte, daß sobald sich der Planet gebildet hatte, Mantelkonvektion sich in zahlreiche separate zirkulierende Schleifen, die vom Kern ausgehen, aufgeteilt hätte. Wo die Ströme zur Oberfläche aufsteigen, tritt geschmolzenes Material aus, was die mittelozeanischen Rücken aufbaut und neue ozeanische Krusten formt; wenn Magma forgesetzt fließt, wird älterer Meeresgrund in einer von beiden Richtungen zum Grat durch die Mantelkonvektion mitgerissen. Wo die Konvektionsströme absteigen, stürzt abgekühlte ältere ozeanische Kruste an den tiefen Ozeangräben in den Mantel zurück.

Hess hat deshalb die Gestaltung der Ozeane und Kontinente der Verlagerung des sich ausbreitenden, bewegenden Meeresgrundes untergeordnet. Obwohl die Theorie einer Verschiebung des Meeresgrundes eine überzeugende Sichtweise darstellte, war sie nicht nachprüfbar. Hess ging davon aus, daß es sich mit derselben Rate vollzog mit der ein Fingernagel wächst. Der Beweis mußte - wenn auch indirekt - vom Magnetismus kommen.

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