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Von Thermen, warmen Quellen, Onsen und Weltwundern!

29.12.2015
Heisse Quellen des Längenfelder Aqua Dome im Ötztal, Tirol, © aqua-dome.at
Heisse Quellen des Längenfelder Aqua Dome im Ötztal, Tirol, © aqua-dome

In Österreich auf 3’000 Metern sickert Gletscherwasser durch das Tiroler Gestein bis in eine Tiefe von 1’800 Metern, von wo das Thermalwasser mit einer Temperatur von 40 Grad Celsius in die heissen Quellen des Längenfelder Aqua Dome sprudelt.

Terme von Saturnia, © Creative Commons
Terme von Saturnia, © Creative Commons

Die Badekultur wurde schon im römischen Reich sehr ausgiebig gepflegt.

Aber auch Japan ist berühmt für seine 2000-jährige ausgeklügelte Badekultur. Weil die japanischen Inseln vulkanischen Ursprungs sind, verhält sich das Land wie ein Schwamm, der mit dem Wasser der heissen Quellen durchtränkt ist. An zahlreichen Stellen sprudelt es heiss und mineralreich aus der Erde. Es bilden sich einladende Becken und prägt ganze Landschaften. Onsen nennen sich die Bäder, die an Stellen warmer Quellen enstanden sind.

Heisse Quellen im Jigokudani Affen Park in Nagano, Japan © Creative Commons
Heisse Quellen im Jigokudani Affen Park in Nagano, Japan © Creative Commons

Auch unsere weitläufige Verwandtschaft, hier die Japan Makaken lieben es im Winter warm und nass!

Die Travertine-Terrassen von Pamukkale, Westtürkei, © Creative Commons
Die Travertine-Terrassen von Pamukkale, Westtürkei, © Creative Commons

Und wer kann, sollte unbedingt den Jahreswechsel an einem Ort begehen, der wie Pamukkale als achtes Weltwunder gilt! Die Travertine, die aus Kalksinter entstanden sind und die natürlichen Wasserbecken bilden, brauchten dazu etwa 15’000 Jahre. Das Wasser sprudelt munter aus unterirdischen Quellen mit einer Temperatur von 34 Grad. Es ist ein Naturschauspiel eingebettet in der kargen Berglandschaften der südwestlichen Türkei.

Für bescheidenere Budgets aber ebenso erholsam, können diverse Bäder in der Schweiz besucht werden. Zum Beispiel empfiehlt sich bei schönem Wetter das, von Mario Botta umgebaute, Rigi Kaltbad. Hier geniesst man nicht nur Erholung im Bad, sondern einen wunderbaren Ausblick in die Berge.

Erdwissen wünscht Euch liebe Leserinnen und Leser einen schwungvollen Rutsch ins 2016. Zudem freut mich, dass Erdwissen mit dem letzten Beitrag in diesem Jahr sicher die 4000er Marke aller Likes erreicht haben wird, vielen Dank an Euch alle!

Prosit und bis zum nächsten Jahr!  smiley


Farbenwunder im Dünnschliff!

22.12.2015

Durchs Polarisationsmikroskop geschaut sehen Gesteine im Dünnschliff schön bunt aus. Das Bild aus vielen verschiedenen Dünnschliffbildern zusammengesetzt soll zu Weihnachten das Gemüt erfreuen!

In diesem Sinne wünscht Erdwissen allen Leserinnen und Lesern frohe und fröhliche Weihnachtstage!

Dünnschliff-Mosaik diverser Gesteine durchs Polarisationsmikroskop geschaut

 


3D-Seismik in Jura Ost – keine Messungen zwischen Weihnachten und Neujahr

21.12.2015

Die Messfirma DMT macht ab 23. Dezember Weihnachtspause. Die Hotline für Fragen zu den seismischen Messungen ist auch während der Feiertage in Betrieb.

Vibratoren, LKW
Kein Winter in Sicht bei den aktuellen seismischen Messungen rund um den Bözberg. Hier ein Foto aus dem Winter 2011/2012 von der damaligen Messkampagne. (Foto: Beat Müller)

Die seismischen Messungen der Nagra, welche derzeit im Standortgebiet Jura Ost stattfinden, sind weit fortgeschritten und können voraussichtlich im Februar 2016 abgeschlossen werden.

Zwischen dem 23. Dezember 2015 und dem 3. Januar 2016 führt die Messfirma DMT keine Arbeiten durch.

Für Fragen oder andere Anliegen können Sie sich auch während dieser Messpause an unsere Gratis-Hotline 0800 437 333 oder unsere E-Mail-Adresse seismik@nagra.ch wenden.


Flüssigkeitseinschlüsse und ihre Geheimnisse!

15.12.2015

Die Gesteine der Erdkruste sind nicht trocken. Geysire z.B. zeigen, dass grosse Mengen heisser „Mineral-Wässer“ durch Spalten in der Erde zirkulieren. In 0.1 – 0.01 Millimeter grossen Einschlüssen von Kristallen ist häufig ein Gemisch aus Gas und Flüssigkeit enthalten, das einen direkten Hinweis auf die Entstehungsgeschichte des jeweiligen Gesteins gibt.

Die aufgeführten Beispiele zeigen eindrücklich die Vielfalt aber auch die Schönheit von Einschlüssen.

Quartz mit Petroleum Einschlüssen ©Creative Commons, Luciana Barbosa  Quartz mit Wasser-Einschlüssen, Goboboseb Mountains; ©marinmineral.com  Quartz mit Wasser-Einschlüssen, Goboboseb Mountains; ©marinmineral.com

v.l.n.r.: Quarz mit Petroleum Einschlüssen ©Creative Commons, Luciana Barbosa; Quarz mit Wasser-Einschlüssen, Goboboseb Mountains, Namibia; ©marinmineral.com

Rauchquartz mit Einschluss von Wasser unten und oben Gas, Minas Gerais, Brazil  Reste von wässrigen Lösungen (etwa 30 Millionen Jahre alt), eingeschlossen in einem Quarzkristall, © unibern Fluoriteinschlüsse Quartz, Madagaskar; © Creative Commons, Rob Lavinsky, iRocks.com

v.l.n.r.: Rauchquarz mit Einschluss von Wasser unten und oben Gas, Minas Gerais, Brazil; Reste von wässrigen Lösungen in Quarzkristall, © unibern; Fluoriteinschlüsse in Quartz, Madagaskar, © Creative Commons, Rob Lavinsky, iRocks.com

So sind denn Flüssigkeitseinschlüsse heutzutage fester Bestandteil lagerstättenkundlicher Untersuchungen, da sie Rückschlüsse auf Bildungstemperatur und Zusammensetzung der mineralisierenden Lösungen oder Schmelzen erlauben. Auch Edelsteine können aufgrund ihrer Einschlüsse auf Echtheit und Herkunft zuverlässig beurteilt werden. Flüssigkeitseinschlüsse bestimmter Dichte und Zusammensetzung nutzt man z.T. als „Pfadfinder“ bei der Mineralprospektion. Goldführende können so von sterilen Quarzgängen anhand des Vorhandenseins oder Fehlens hochdichter CO2-(N2)-Flüssigkeitseinschlüssen unterschieden werden.


Die «Wave-Watchers»

10.12.2015

Die seismischen Messungen werden auch in Ortschaften und somit in nächster Nähe von Gebäuden durchgeführt. Der Messtrupp umfasst deshalb auch ein Team, das die von den Vibrationsfahrzeugen verursachten Schwingungen nahe bei oder an Gebäuden fortlaufend misst. Es kontrolliert, ob die Grenzwerte für die Vibrationen nicht überschritten werden. Ist dies der Fall, stoppen die Verantwortlichen im Messwagen – das ist die Schaltzentrale – die Messungen sofort.

Das Team ist für die Sicherheit der Gebäude während der Messungen zuständig und protokolliert die Resultate fortlaufend. Dabei wird unter anderem notiert, wo und wann die Erschütterungsmessungen durchgeführt wurden. Für historische Gebäude, Kirchen oder alte Häuser gelten zudem andere, niedrigere Grenzwerte.

Die Vibrationsfahrzeuge sind auch in Ortschaften wie hier in Oberbözberg (AG) unterwegs. Die Vibrationen an den Gebäuden werden dort von einem begleitenden Team fortlaufend überwacht (Foto: Nagra).
Die Vibrationsfahrzeuge sind auch in Ortschaften wie hier in Oberbözberg (AG) unterwegs. Die Vibrationen an den Gebäuden werden dort von einem begleitenden Team fortlaufend überwacht (Foto: Nagra).
Das Erschütterungsmessgerät besteht aus zwei Teilen: Das eine (rote) misst wie ein Geofon die Schwingungen an der Erdoberfläche. Das andere zeigt die gemessenen Werte an (Foto: Nagra).
Das Erschütterungsmessgerät besteht aus zwei Teilen: Das eine (rote) misst wie ein Geofon die Schwingungen an der Erdoberfläche. Das andere zeigt die gemessenen Werte an (Foto: Nagra).

 

 

 

 


Das „Mekka“ der Geologen liegt in Oman!

08.12.2015

In Oman im Hadschar Gebirge verläuft auf einer Länge von rund 600 Kilometern die Moho-Grenzschicht an der Oberfläche. Dies ist die Sensation und das Mekka der Geologen. Über die Moho kann sonst nur spekuliert werden und nur  in Oman liegt dieses Gestein offen an der Erdoberfläche.

Der Kontakt zwischen Erdmantel und Erdkruste, der normalerweise zwischen 35 – 70 km tief unter den Kontinenten und 5 – 10 km unter dem Ozeanboden liegt, heisst Mohorovičić-Diskontinuität oder einfach MOHO. Benannt ist sie nach dem kroatischen Wissenschaftler Andrija Mohorovičić, der 1909 während eines Erdbebens in Zagreb diese Grenze entdeckte. Seismische Wellen breiten sich nämlich unterhalb dieser Grenze um 30% schneller aus als oberhalb. Es ist eine scharfe Diskontinuitätsfläche, die die Erdkruste vom Erdmantel trennt. Diese Diskontinuität wird durch den Übergang von basischen zu ultrabasischen Gesteinen, es sind dies Peridotite mit viel höherer Dichte, hervorgerufen.

Samail-Ophiolite Briefmarke von Oman © colnect.com Hadschar Gebirge, Oman @ Google Map Moho an der Oberfläche, Wadi Abyad, Hadschar Gebirge, OmanMOHO - Grenze zwischen Erdkruste und oberer Erdmantel MOHO-Grenze zwischen ozeanischer Kruste aus basischen Gesteinen und oberem Mantel aus Peridotiten

v.l.n.r.: Die Ophioliten von Oman als Briefmarke © colnect.com; Hadschar-Gebirge, Oman © Google Maps; MOHO im Aufschluss, Wadi Abyad © Chuck Bailey; Schematischer Aufbau der Erde, © JOIDES; Ozeanisches Profil der Gesteinsabfolge und des Übergangs ozeanische Kruste oberer Mantel © Chuck Bailey;

Die über 3000 m hohen Gesteinsformationen des Hadschar Gebirges bieten zudem Einblicke in 825 Millionen Jahre Erdgeschichte und wie gewaltige Schuppen durchbrechen Teile der Arabischen Platte den Boden. Auffallend ist eine vulkanische Schicht, die Samail-Ophiolith-Schicht, eine z.T. mit Chrom und Kupfer angereicherte Formation, die sich über ein Gebiet von 20’000 Quadratkilometern erstreckt. Es sind Ophiolite, ein Gestein, das normalerweise den Sockel des Meeresbodens bildet. Das Hadschar Gebirge bietet den Geologen, Petrologen und Seismologen reichlich Stoff zum Erforschen von Schichten, die sonst mehr oder weniger tief im Erdinnern verborgen sind!

>> Oman Geology
>> Documentary on the Geology of Oman
>> Oman Geotourismus


Lockergesteine sind Bremsklötze für seismische Wellen

03.12.2015

In Lockergesteinen breiten sich seismische Wellen langsamer aus als in festem Gestein. Dementsprechend müssen die Messdaten bei der Auswertung korrigiert werden. Dies basierend auf LVL-Messungen (LVL = Near surface low velocity layer) und Aufzeitbohrungen.

Einfluss von Lockergesteinen korrigieren

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von seismischen Wellen hängt von der betroffenen Gesteinsart ab. Im festen Gestein beträgt sie 3000 Meter pro Sekunde und in Lockergesteinen «nur» 1700 bis 2000 Meter pro Sekunde. Die Lockergesteinsschicht direkt unter dem Erdboden ist weniger stark verfestigt. Dies erfordert eine Korrektur des Einflusses der Lockergesteine auf die gemessenen Laufzeiten der seismischen Wellen. Die Mächtigkeit der Lockergesteinsschicht variiert: Im Bereich von Flüssen sind die Schotter mehrere Meter dick, während auf Hügeln mit oberflächennahem Fels nur eine wenige Zentimeter dicke Lockergesteinsschicht vorhanden ist.

Geofone zur Durchführung der LVL
Robert Krämer, der «LVL/VSP Observer» der Firma DMT präsentiert die handlichen Messgeräte und Geofone, die bei den LVL-Messungen eingesetzt werden. (Foto: Nagra)

Seismik-Messung im Miniformat

Ziel der LVL-Messungen (LVL = Near surface low velocity layer) und Aufzeitbohrungen ist das Erstellen eines Geschwindigkeitsmodells der Lockergesteinsschichten, mit dem sich die 3D-seismischen Messdaten korrigieren lassen.

LVL-Messungen sind sozusagen Seismikmessungen im Miniformat. Zum Einsatz kommen ein Fallgewicht von 150 Kilogramm, eine Metallplatte und Geofone mit weiterer Messelektronik. Das Messprinzip ist einfach: Der einmalige Aufprall des Fallgewichts auf die Metallplatte erzeugt Schwingungen. 2 mal 24 Geofone fangen diejenigen Schwingungen auf, die sich entlang der Erdoberfläche durch die Lockergesteinsschicht ausbreiten. Die Geofone sind auf einer Länge von rund 200 Metern ausgelegt, was als Nahlinie bezeichnet wird.

Im Standortgebiet Jura Ost wurden die rund 90 Nahlinien aus der Seismik-Kampagne 2011/2012 nun um knapp 100 Nahlinien ergänzt. Die Resultate der Aufzeitbohrungen Anfang nächstes Jahr fliessen ebenfalls in die Korrektur der Messdaten ein.

Das 150 Kilogramm schwere Fallgewicht ist im roten Metallkäfig montiert, der am Messstandort aufgerichtet wird.
Das 150 Kilogramm schwere Fallgewicht ist im roten Metallkäfig montiert, der am Messstandort aufgerichtet wird. (Foto: Nagra)

 


Metamorphose auch im Schnee?

01.12.2015

Schneemetamorphose oder Schneeumwandlung bezeichnet die thermische und druckbedingte Umwandlung von Schnee. In diesem Prozess wandelt sich ein Kristall in einen neuen um.

Schneekristalle wachsen © Creative Commons, Thomas Fietzek   Schneeflocken fotografiert 1902 von Wilson Bentley © gemeinfrei   SEM-Aufnahme von Schneekristallen © Wikimedia

v.l.n.r.: Schneekristalle wachsen, © Creative Commons, Thomas Fietzek; Schneeflocken fotografiert vom Schneeforscher Wilson Bentley 1902, © gemeinfrei; Schneekristalle unter dem Elektronenmikroskop, © Wikimedia public domain

Frisch gefallener Schnee z.B. ist ein verzahntes Gerüst von Neuschneekristallen mit einem hohen Luftgehalt. Durch unterschiedliche Wasserdampfkonzentrationen in der Schneedecke wandeln sich die Schneekristalle langsam zu körnigem Altschnee mit Korndurchmessern von <0.5 mm um. Dieser Vorgang wird abbauend bezeichnet, denn dabei setzt und verfestigt sich die Schneedecke.

Die aufbauende Metamorphose führt zu einer Vergrösserung der Schneekristalle und es bilden sich eckig-kantige Strukturen, die in kristalline Hohlformen, sogenannte Becherkristalle, übergehen können. Schneeschichten, die Becherkristalle enthalten, sind schwach und wenig belastbar.

Bei der Nassschneemetamorphose, die bei einer Erwärmung auf 0°C anlaufen kann, bildet sich ein Schmelzwasserfilm an den Körnern. Dadurch sinkt die Festigkeit des Schnees.

Die herrschenden Witterungsbedingungen bestimmen also massgeblich die Umwandlungsprozesse; so vollzieht sich die Schneeumwandlung in temperierten Regionen mit hohem Schmelzwasseranfall sehr viel rascher als in kalten Gebieten.

Die Schneemetamorphose führt häufig zur Bildung von schwachen Schichten und ist somit auch ein Faktor für die Entstehung von Lawinen.

Im Kältelabor ist es dem SLF (Institut für Schnee- und Lawinenforschung) gelungen, die Umwandlung im Eisgerüst dreidimensional sichtbar zu machen.

Schneemetamorphose im Labor, © SLF© SLF

Schneedecken-Simulationen

Für die bevorstehende Skisaison hier noch einen kleinen Einblick in das Gebiet der Lawinenwarnung. Von den heute unzähligen Computer-Modellen, die die Schneedecke simulieren, beziehen nur wenige die Metamorphose ein. Eines davon ist das am SLF entwickelte Modell „Snowpack“. Snowpack unterstützt und verbessert die Lawinenwarnung, wird aber auch in der Schneehydrologie oder Pistenpräparation eingesetzt. Mittels Röntgentomographie gewonnene neue Erkenntnisse wird das Modell laufend verbessert.

Ich wünsche allen Skifahrerinnen und -fahrern einen guten Saisonstart!