Wird Geostorm eine Realität?

31.10.2017

Der neuste Katastrophenfilm aus den USA heisst Geostorm und läuft jetzt in den Kinos an.

Nachdem eine beispiellose Serie von Naturkatastrophen die Erde bedroht hat, wird im Film, mithilfe eines weltumspannenden Satellitensystems, das Wetter kontrolliert. Und vorerst scheint das Projekt erfolgreich zu sein, bis dann das System zurückschlägt. → Geostorm

Wie realistisch ist die Fiktion im Film und wie weit fortgeschritten ist die Wissenschaft schon in ihrer Einflussnahme auf das Wetter- und Klimageschehen im realen Leben?

Wie Wetter und Klima schon heute manipuliert werden!

*Hagelkanonen auf einem internationalen Kongress, 1901 © gemeinfrei*

Die Kontrolle über Sonne, Wind und Regen ist ein uralter Menschheitstraum. In vielen Kulturen gab es Regenmacher, die mit spirituellen Kräften die Wettergötter gnädig zu stimmen versuchten. In der modernen Welt haben Wetter- und Klimaingenieure diese Rolle übernommen. Beim sogenannten Geo-Engineering geht es inzwischen nicht mehr nur um Verfahren, mit denen man es regnen lassen kann, sondern um Techniken, mit denen man den vom Menschen verursachten Klimawandel entgegenwirken möchte. Zumindest wird dies so behauptet.

Ein hochkomplexes System

Das Wetter ist ein chaotisches System und als solches hochkomplex, in dem schon minimale Veränderungen grosse Folgen haben können. Das ist der oft zitierte Schmetterlingseffekt, wonach wörtlich der Flügelschlag eines Falters ausschlaggebend ist, ob ein Sturm entsteht oder nicht. Welche Tat nun welchen Effekt zur Folge haben wird, ist nicht vorhersehbar und bleibt unbeantwortet!

Geimpfte Wolken

Die bisher im grossen Stil angewandte Methode das lokale Wetter den eigenen Bedürfnissen anzupassen, ist die Wolkenimpfung.

*Prinzip der Wolkenimpfung © gemeinfrei*

Das Prinzip, das der Mensch anwendet, ist der Natur abgeschaut. Mit Flugzeugen oder Raketen werden winzige Salzkristalle aus Silberiodid in den Wolken verteilt, die als Kondensationskeime die Tropfenbildung anregen. Die natürliche Wolkenbildung wird vom Vorhandensein von Aerosolen gesteuert. → Siehe Beitrag Phänomene in der Atmosphäre.

Zum Beispiel sorgten die Veranstalter der Olympischen Spiele 2008 in Peking für künstlichen Sonnenschein bei der Eröffnungsfeier. Umgekehrt kann durch das gezielte Abregnen Dürren entgegengewirkt werden – auch das hat China und viele andere Staaten schon versucht.

Wirksamkeit umstritten

Wie wirksam der Wolkenbeschuss mit Silberiodid oder anderen Chemikalien ist, ist unter Wissenschaftlern sehr umstritten. Aussagekräftige statistische Untersuchungen gibt es bis jetzt keine. Unbestritten ist aber, dass der Mensch mit seinen Wettermanipulationen einen Flügelschlag im chaotischen System bewirkt. So sollen beispielsweise in China Versuche des Wetteränderungsamtes, Regen nach Peking zu bringen, einen heftigen Schneesturm über der Hauptstadt losgetreten haben.

Noch problematischer wird es, wenn nicht das lokale Wetter, sondern das globale Klima manipuliert wird. Es bestehen theoretische und praktische Ansätze, die sich noch im Experimentierstadium befinden und in Pilotprojekten erprobt werden. So verwundert es nicht, dass das „Klima Engineering“ in Fach- und politischen Kreisen bereits als Wunderwaffe zur Erreichung der Ziele des Weltklima-Vertrags angesehen wird. Der Glaube daran, dass die Erderwärmung alleine durch Reduzierung der Treibhausgase zu stoppen sei, bröckelt.

Verschiedene Ansätze

Die Ideen der Klimaingenieure gehen in zwei Richtungen: Die einen wollen kühlen, die anderen wollen Treibhausgase aus der Luft holen. Wie geht das?

Eine „Kühlung“ mit gigantischen Spiegeln im All oder reflektierenden Schwebeteilchen in der Atmosphäre könnte die Erde vor zu viel Sonneneinstrahlung bewahren. Eine Speicherung von Treibhausgasen in unterirdische Gesteinsschichten hätte zur Folge, dass das Kohlendioxid aus der Atmosphäre ausgeschieden würde. Auch eine Algendüngung mit Treibhausgasen würde eine Verminderung in der Atmosphäre bewirken, denn Mikroorganismen verbrauchen grosse Mengen an Kohlendioxid und nehmen einen Teil, wenn sie sterben und absinken, mit auf den Meeresgrund. So wird spekuliert!

Unerwünschte Folgen

Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass die einleuchtend klingenden Lösungen auch unverhoffte Resultate bringen können. So wuchsen bei einem Experiment zur Algendüngung mit Eisensulfat nicht nur die Meeresalgen. Es tauchten plötzlich Schwärme von Kleinkrebsen auf, die mit ihrem grossen Appetit auf Algen das Klimaexperiment torpedierten. Es blieben nicht mehr Algen übrig als ohne Düngung und es wurde auch nicht mehr Kohlendioxid im Meer versenkt.

Auch die Ansätze zur Verminderung der Sonneneinstrahlung, zeigen Nachteile. Wissenschaftlichen Berechnungen zur Folge würde die Kühlung den Wasserkreislauf bremsen und in vielen Regionen Dürren und Trockenheit verursachen.

Droht den Wetter- und Klimamanipulanten in der Realität Ähnliches wie im Film und schlägt das Wetter unerwartet zurück?

Schon mal von einem Wilson-Zyklus gehört?

24.10.2017

Die Theorie des Wilson-Zyklus befasst sich mit Modellen zu jenen Prozessen, die das Entstehen und Vergehen von Gebirgen und Ozeanen erklären möchte. Sie geht auf den Geophysiker Tuzo Wilson zurück und stellt die Weiterentwicklung von Alfred Wegeners Theorie der Kontinentalverschiebung dar. Dabei wird vor allem auf Grund von geophysikalischen und geologischen Untersuchungen im ozeanischen Bereich angenommen, dass Teile der Erdkruste verschiebbar sind.

Alfred Wegener stellte 1912 die Hypothese der Kontinentalverschiebung auf, ging allerdings nur von der Beweglichkeit der Kontinente aus. Wie wir heute wissen, betrifft die Verschiebung oder Drift nicht nur Kontinente. So wurde aus der Theorie der Kontinentaldrift die Theorie der Plattentektonik. Man geht dabei von einer Erdkruste aus, die aus gegeneinander verschiebbaren Platten besteht, und deren Bewegungen zur Entstehung von Gebirgen und Ozeanen, Tiefseegräben und Inselbögen, Riftzonen und Mittelozeanischen Rücken, Hot Spots und Subduktionszonen führen.

Der Wilson-Zyklus beschreibt und erklärt also die verschiedenen Stadien und Ergebnisse eines plattentektonischen Zyklus, der etwa 300 bis 500 Millionen Jahre dauert.

Ein Zyklus durchläuft verschiedene Stadien

*Die Stadien eines Wilson-Zyklus am Beispiel rezenter Erscheinungsformen der Plattentektonik © Hannes Grobe/AWI, CC BY 3.0*

Ein Graben bricht auf: Kontinentalplatten driften auseinander

Im Erdinnern schwächen Wärmeströme z. B. von Hotspots die Gesteine der Kruste und ein kontinentaler Grabenbruch kann entstehen. Ein bekanntes Beispiel ist das Ostafrikanische Graben-System.

*Ostafrikanisches Riftsystem (rot) mit Rotmeer-Graben (grün) © CC BY-SA 3.0*

Der Rotmeer-Graben, der Afrika von Asien trennt und vom Roten Meer bedeckt ist, stellt die Weiterentwicklung dar. Hier gelangen Gesteinsschmelzen in den Graben und bilden neuen Meeresboden, wobei sich allmählich ein Ozean bildet. Typisch für solche frühen Ozeanbecken sind erzhaltige Wässer, die sogenannten „Black and White Smokers„.

→ «Black & White» Smokers – Kein Whisky sondern Quellen!

Der Mittelozeanische Rücken: Ein Ozean und ozeanische Kruste entsteht

Während des Atlantik-Stadiums füllen aus dem Erdmantel aufsteigende Gesteinsschmelzen das Ozeanbecken. Im Zentrum eines solchen Ozeans liegt ein mittelozeanischer Rücken, aus dem laufend Lava austritt. Auf beiden Seiten des Rückens entsteht durch Abkühlung die neue, ozeanische Kruste.

*Der Mittelatlantischen Rücken: die Farbe Rot stellt die jüngsten Gesteine dar © gemeinfrei*

Ein typisches Beispiel dafür ist der zwischen Amerika und Europa/Afrika über tausende Kilometer verlaufende Mittelatlantische Rücken. In diesem Bereich kommt es immer wieder zu gewaltigen Vulkanausbrüchen und zur Entstehung neuer Inseln. Ein Beispiel dafür ist Island. →
Geologische Höhepunkte zum Jahreswechsel!

Subduktion: Das Verschwinden von Ozean und ozeanischer Kruste

Im Pazifik-Stadium taucht die ozeanischen Kruste bzw. Platte an ihrem Rand allmählich unter die kontinentale Platte ab, da sie spezifisch schwerer ist. Man nennt diesen Vorgang Subduktion.

*Subduktion ozeanischer Kruste mit Lithosphäre unter kontinentale Platte und Lithosphäre © CC BY-SA 3.0*

Als Folge der Subduktion bildet sich am Plattenrand ein Tiefseegraben. Tiefseegräben sind rund um den Pazifik vorhanden, z. B. der Atacamagraben vor der Westküste Südamerikas und der Mexikograben vor der Westküste Zentralamerikas. In der Regel wird das Abtauchen von Erdbeben begleitet. Beim Abtauchen wird gleichzeitig das Material der ozeanischen Platte in grösseren Tiefen wieder aufgeschmolzen und kann am Rand der Kontinentalplatte als Magma aufsteigen. So entstande Vulkanketten markieren dann die Grenze zwischen den Platten. Beispiel sind die Kordilleren Mittel- und Südamerikas oder die Erdbebenregion um die Andreasspalte in Kalifornien.

Im Mittelmeer-Stadium wird ein Ozean immer weiter eingeengt, weil die ozeanische Platte unter der kontinentalen verschwindet.
Eine solche Subduktion vollzieht sich gegenwärtig im Mittelmeerraum. Die gegeneinanderdriftende Eurasische und Afrikanische Platte engen das Mittelmeerbecken immer mehr ein bis es in einigen Millionen Jahren verschwunden sein wird.

→ Die sieben Schwestern
→ Wenn die Erde bebt

Plattenkollision: ein Faltengebirge entsteht

Im Himalaya-Stadium, wie dieses Stadium genannt wird, ist der Ozean verschwunden. Indem nun Kontinent mit Kontinent kollidiert, kommt es durch den starken Druck zur Verfaltung der kontinentalen Krusten. Faltengebirge wie die Anden, der Himalaja oder die Alpen entstehen. Setzt sich der Prozess des Zusammenschiebens fort, können sich einzelne Teile oder sogenannte Späne übereinander schieben. So entsteht ein Deckengebirge. Als Beispiel dienen die Alpen mit seinem gut erforschten Deckenbau.

Abtragung und Ende des Zyklus

Wenn ein Faltengebirge entsteht und herausgehoben wird, beginnt zugleich die Abtragung. Ist das Gebirge völlig abgetragen, befindet sich der Wilsonzyklus in seiner letzten Phase, der Ruhephase. Jetzt können die Kontinente wieder aufbrechen und mit dem Graben-Stadium in einen neuen Zyklus eintreten.

→ Animation eines Wilson Zyklus

Der verborgene Teil der Churfirsten

17.10.2017

Man kann die harte Tour wählen und in acht Stunden von Zwinglis Geburtshaus in Wildhaus hinüber nach Amden-Arvenbüel wandern. Oder für die, die sanfte Gipfelerfahrung mögen, lässt sich der Selun, der sanfteste der Churfirsten, in einer Stunde ab Strichboden leicht erreichen. Dies ist umso empfehlenswerter, als hier ein unvergesslicher Rundblick vom Alpstein in den Alpenbogen möglich ist ohne extreme Leistung zu erbringen. Auf dem Weg zu den Gipfeln wird auch derjenige belohnt, der seine Blicke nicht vom Boden heben mag. Ihm enthüllen sich Einblicke in ein beeindruckendes Höhlensystem.

Auf dem Weg zum Selun Gipfel darf man das Wildmannlisloch nicht vergessen. Es ist ein ausgedehnter Höhlenkomplex im Seewerkalk. Von ihm wissen wir, dass er von Höhlenbären und später wahrscheinlich von Neandertalern zeitweilig bewohnt wurde.

*Das Wildmannlisloch © Adrian Michael, CC BY 2.5*

Bekannt sind auch die „Donnerlöcher“ Wart-, Muelten-, Stumpen- und Böschen-Donnerloch westlich vom Selun. Sie sind geräumige, vertikale Schächte im Schrattenkalk bis zu 176 m tief, aber ohne nennenswerte Horizontalausdehnung. Auf der Alp Selamatt befindet sich das 280 m tiefe Rauchloch und die Köbelishöhle mit ihrem 154 m tiefen Schacht. Die Eingänge dieser Höhlen liegen in den Sandsteinen der Garschella-Formation, einige Meter über dem Schrattenkalk. Die längste Höhle in den Churfirsten ist das Selunhöhlensystem Windloch, Zigerloch, Seeloch und Blockschacht, das seit 1934 erforscht wird. In den Achzigerjahren wurde der 327 m tiefe Sibirschacht am Fusse des Zuestolls gefunden. Die tiefste Höhle ist das Seichbergloch, das schon seit 1969 bis auf 428 m Tiefe bekannt war. Überdies ist das Seichbergloch morphologisch interessant, weil es entlang der Schichtgrenze zwischen Seewerkalk und Garschella-Formation verläuft.

*Geologisches Profil beim Chäsererugg Churfirsten © Heim 1917*

Hydrogeologie

Das meiste Wasser, das auf der fast gewässerlosen Nordflanke der Churfirsten versickert, fliesst auf unterirdischen Fliesswegen entgegen der Schichtneigung zur Rinquelle bei Betlis. Diese Quelle erreicht Spitzenabflüsse von 30’000 Litern pro Sekunde, ist allerdings nur der Hochwasserüberlauf von Quellen, die etwas weiter westlich unter der Oberfläche des Walensees liegen. In der Schlucht, in der die Seerenbachfälle ob Betlis imposant in die Tiefe stürzen, tritt auch die Rinquelle ans Tageslicht. Die Rinquelle ist der Eingang zu einer grossen Höhle, die seit 1953 erforscht wird. Zurzeit hat sie eine vermessene Länge von 1,92 km bei einer Höhendifferenz von 33 m, wovon mehr als 1,8 km unter Wasser verlaufen. Die Höhle liegt überwiegend im Betliskalk (Unterkreide) der Säntisdecke. Rund drei Kilometer vom Höhleneingang entfernt befindet sich eine Abzweigung, wo Wasser im Bergesinnern verschwindet. Wohin? Das bleibt vorerst wohl ein Geheimnis.

Ein Erlebnis für Schwindelfreie

10.10.2017

Der „Schnüerliweg“ in der Südwand der Churfirsten verläuft direkt unterhalb der Südwände des Hinderrugg, Schibenstoll bis zum Zuestoll und bietet atemberaubende Blicke auf den Walensee, die Churfirsten und die Alpen. Er ist nach dem nur 50 cm breiten und 30 Meter langen Felsband unterhalb des Schibenstoll benannt. Nur Wanderer mit sehr guter Trittsicherheit und Schwindelfreiheit sollten sich auf den Schnüerliweg begeben. Es handelt sich hierbei um einen alten Jägerpfad.

Für eine Rundwanderung ab Walenstadtberg besteht die Möglichkeit des Aufstieges über den Sitzstein, unter der Südwand des Brisi hinauf zur Paliis Nideri. Dies ist der Sattel zwischen Brisi und Zuestoll. Der Zuestoll muss auf der Nordseite umwandert werden, denn seine Südseite ist nur für Kletterer mit Ausrüstung. Dazu muss man etwa 300 Höhenmeter hinunter und wieder hinauf um zum Sattel zwischen Zuestoll und Schibenstoll zu gelangen, wo dann der eigentliche Schnüerliweg beginnt.

*Ein Teilstück des Schnüerliwegs mit Sicht auf den Walensee © hikr*

*Der Schnüerliweg entlang dem Hinterrugg, Schibenstoll, Zuestoll bis zum Brisi*

*Der Schnüerlieweg hoch über dem Walensee*

Die Churfirsten sind eine Kette relativ junger Kalksteinerhebungen

Die Namengebung ging vom Kloster St. Gallen aus. Die erste Karte von J. J. Bühler von 1784 enthält die Bezeichnung „Die VII Churfürsten“. Diese Namensform überwiegte noch im 19. Jahrhundert. Erst die Eschmann-Karte von 1854 entschied sich für „Churfirsten“.

Im Norden laufen die Churfirsten in flachen Bergrücken ins Toggenburg aus. Südwärts fällt die Kette fast senkrecht bis Walenstadtberg ab und weiter zum Walensee auf 419 m ü. M.. Modulliert wurde die felsige Südflanke durch den Rheingletscher in der Würmeiszeit.

Die Churfirsten bestehen – je nach Zählung – aus sieben bis dreizehn Gipfeln, die zusammen eine 10 km lange Bergkette mit mehrfach unterbrochenem First bilden. Die Gipfelhöhen liegen bei 2200-2300 m ü. M.. Sie gehören zu den Appenzeller Alpen, welche den Abschluss der Westalpen bilden.

Die Gesteine sind Sedimente vom Nordrand der Tethys, dem Ozean im Mesozoikum zwischen Europa und Afrika. Als die beiden Kontinente durch tektonische Kräfte aufeinanderprallten, verschwand der Ozean allmählich. Die Alpenbildung war voll im Gang.

Geologisch gehören die Churfirsten zum Helvetikum. Die Säntisdecke, die im Osten fast 2 km mächtig ist und die ganze Schichtfolge von Seewerkalk (obere Kreide) bis zum Dogger (Jura) aufweist, ist die oberste Decke. Im Westen beim Leistkamm liegen die Kreideschichten der Säntisdecke direkt auf der Mürtschendecke, die denselben stratigrafischen Aufbau hat.

Die Säntisdecke fällt flach nach Norden ein. Nördlich der Selamatt taucht sie in die Wildhauser Mulde und bildet dann noch weiter nördlich das stark verfaltete Alpsteinmassiv mit dem Säntis als höchsten Gipfel.

Auf dem Schär, Selun, Hinderrugg, Chäserrugg sowie Gamser Rugg steht der Seewerkalk an. In diesem liegen, besonders am Fuss des Seluns, viele Höhlen. Auf Zuestoll und Frümsel steht der gut verkarstungsfähige Schrattenkalk an. Dieser bildet auch die Oberfläche aller Täler (Kare) zwischen den Bergrücken.

So kam es zu einem ausgedehnten Höhlensystem in den Churfirsten, von dem im nächsten Beitrag die Rede sein soll.

Kartograf und Künstler – Eduard Imhof

03.10.2017

Eduard Imhof (1895 bis 1986) war ein berühmter Schweizer Kartograf. Er war Gründer des Instituts für Kartografie der Eidgenössisch Technischen Hochschule Zürich, dem er als Leiter von 1925 bis 1965 vorstand. 1961 erhielt er den Auftrag einen „Atlas der Schweiz“ zu erarbeiten. In diesem Atlas wurden Themenkarten zur Natur, Bevölkerung, Kultur und Wirtschaft der Schweiz erstellt. Mit Unterstützung zahlreicher Wissenschaftler konnte 1978 die erste Auflage herausgegeben werden. Der «Atlas der Schweiz» ist unterdessen digital und dreidimensional geworden und seit Juni 2016 online und kostenlos nutzbar. → Atlas der Schweiz

Eduard Imhofs Schulkarten und Atlanten, u. a. der Schweizerische Mittelschulatlas – wer kennt ihn nicht – wurden weit über die Hochschule hinaus bekannt. Auch als Reliefbauer hat sich Eduard Imhof einen Namen geschaffen.

Die Entstehung eines Kartenwerkes ist sehr komplex. Noch viel schwieriger ist es aus einem reduzierten, vereinheitlichten Kartenausschnitt wieder eine natürlich wirkende, dreidimensionale Landschaft zu gestalten. Der professionelle Reliefbauer muss sozusagen die Felspartien neu erfinden. Ob ihm dies gelingt, hängt stark von seinen bildhauerischen Fähigkeiten und seinen Kenntnissen der Morphologie und Textur des anstehenden Gesteins ab. Dass Eduard Imhof dabei zu den „perfektesten“ Reliefbauer gehörte, zeigen die Werke der Gross Windgällen und des Bietschhorns, die er für die Landesausstellung 1938/39 geschaffen hat.

Heute lassen sich Reliefs mit 3D-Fräsen in wenigen Stunden mittels digitaler Höhenmodelle schaffen. Und geologische Phänomene werden als virtuelle 3D-Darstellungen am Computer veranschaulicht. Qualitativ reichen solche Darstellungen jedoch noch kaum an die alten Reliefs heran. Die vor über hundert Jahren entstandenen wissenschaftlichen Kunstwerke erfüllen bis heute ihren didaktischen Zweck!

*Eduard Imhof modelliert am Modell der Gross Windgällen © Public Domain Mark*

Auf der 1930 durchgeführten Expedition nach China zusammen mit Arnold Heim und Paul Nabholz, vermass Eduard Imhofs den Berg Minya Konka. 7590 Meter über Meer ergab das Resultat der Vermessung und nicht 10’000 Meter. Damit blieb der Mount Everest weiterhin der höchste Berg der Welt. Allerdings darf man den Minya Konka als dritt höchsten Berg der Welt ausserhalb der Himalaya–Karakorum-Ketten bezeichnen.

Als Künstler hat Eduard Imhof mit Aquarellen und Bleistiftzeichnungen eindrückliche Werke geschaffen.

Grosse Windgällen - Höhlenstock von Süden (nach meinem Relief). Oktober 1976. Bleistift 17 x 27 cm © Public Domain Mark — *Grosse Windgällen – Höhlenstock von Süden (nach meinem Relief). Oktober 1976. Bleistift 17 x 27 cm © Public Domain Mark*

*Bei Erlenbach am Zürichsee. Aquarell. 4. Dez. 1966. 27 x 40 cm © Public Domain Mark*

Monat: Oktober 2017