Von Klaus Strobach

Dem ersten künstlich ausgelösten Erdbeben größeren Stils, das kürzlich im Alpenvorland nahe Bad Tölz stattfand, sollen weitere folgen. Warum sie notwendig sind, erklärt der Beitrag unseres geophysikalischen Mitarbeiters.

Die anfänglichen Vorstellungen vom Zustand des Erdinnern waren ähnlich phantastisch und willkürlich wie die Erdbeben, die von den unterirdischen Gewalten entfesselt würden. Während der Mensch schon früh tiefe Einblicke in den gesetzmäßigen Ablauf der Himmelserscheinungen nahm, konnte die Erdbebenphysik erst um die Jahrhundertwende systematisch in Angriff genommen werden. Das geschah mit der zufälligen Entdeckung der Möglichkeit, Erdbebenbewegungen noch in Tausenden von Kilometern Entfernung vom eigentlichen Bebenzentrum mit empfindlichen Instrumenten wahrzunehmen. Seitdem wurde es möglich, die Erschütterungswellen selbst schwächerer Erdbeben über die ganze Erdoberfläche hin in den Erdbebenwarten aufzuzeichnen.

Diese seismischen Wellen breiten sich nicht nur gleich Wasserwellen auf der Erdoberfläche aus, sondern gewisse Wellenarten durchdringen auf bestimmten Wegen das gesamte Innere der Erde, werden auf ihren Wegen gebrochen, reflektiert oder in andere Wellenarten umgewandelt und schließlich beim Erreichen der Oberfläche von den Seismographen aufgezeichnet. Das Studium der Aufzeichnungen – man könnte sie Stenogrammen vergleichen – enthüllt dann alles das, was die Wellen auf ihren Wegen im Erdinnern gewissermaßen „erlebt“ haben. Da in einigen hundert Erdbebenwarten, die über die ganze Erde hin verteilt sind, solche Aufzeichnungen eines Bebens entstehen, vermag man daraus ein Mosaikbild zusammenzustellen, das sich etwa einem Röntgenbild vergleichen läßt, ein Bild, das an Stelle von Röntgenstrahlen mit „Schallstrahlen“ gewonnen wurde. Diese Studien der Wellenausbreitung in Gesteinen haben dazu verholfen, ein Bild von der Struktur des Erdinnern zu entwerfen, das wesentliche und zum Teil unerwartete Erkenntnisse umfaßt.

So konnte beispielsweise die schon früher aus astronomischen Untersuchungen gefolgerte Annahme eines sehr dichten Kerns im Innern der Erde bestätigt werden, und es gelang, die Tiefe der Kerngrenze zu berechnen. 2900 Kilometer trennen uns vom Erdkern, dessen Materie in einem zähflüssigen Zustand sein muß und in seinem Innern wahrscheinlich noch einen zweiten Kern birgt. Die zwischen Erdkruste und Kern liegende Materie, in Mantel und Zwischenschicht gegliedert und vermutlich aus basaltischem beziehungsweise sulfidischem und oxydischem Gesteinsmaterial bestehend, weist einen Aggregatzustand auf, den wir an den Gesteinen der Erdoberfläche nicht beobachten können. Dieser merkwürdige Zustand ist der eines außerordentlich festen Körpers, der aber im Laufe langer Zeiten seine Form beständig wie eine Flüssigkeit ändern kann. Fester als Stahl sind diese Substanzen zwischen Kruste und Kern. Würden wir aber einen Zeitrafferfilm vom Erdinnern drehen, der Jahrhunderte zu Sekunden zusammenraffen könnte, so erlebten wir das Bild eines in ständiger Umwälzung begriffenen zähen Magmas. Auf diesem „sekularflüssigen“ Substratum, dem Sima, schwimmen gleich Eisschollen die im großen und ganzen starren sialischen Krustenschollen mit ihren Gebirgsmassiven. Die Erdbebenforschung konnte die mittlere Dicke der Kruste zu etwa 33 Kilometern bestimmen. Über ihre Feinstruktur jedoch, über die Abweichungen von jenem Mittelwert, ist noch viel zuwenig bekannt. Aber gerade diese Abweichungen sind für unsere Vorstellungen von der Entwicklung der Kontinente und Ozeane und von der Entstehung der Gebirge von größtem Interesse. Von der genauen Erforschung der Krustenstruktur wird es abhängen, ob die bis heute offenen Fragen über die Ursachen und die Art und Weise der Entwicklung von Kontinenten, Meeresbecken und Gebirgen eine befriedigende Antwort finden können. Hier arbeiten Geologie und Geophysik Hand in Hand.

Zwei Auffassungen vom Bau der Gebirge stehen sich heute gegenüber. Die eine Anschauung nimmt an, daß nicht nur die Kontinentaltafeln im Sima schwimmen und die Gebirge einfach von den Tafeln getragen werden wie ein Schneeberg auf einer Eisscholle, sondern die Gebirge sollen Selbst wieder im Sima schwimmen wie ein zwischen Eisschollen eingeklemmter Eisberg. Wie dieser nur zum kleineren Teil aus dem Wasser herausragt, mit seiner größeren Masse dagegen tief in die Fluten eintaucht, sollen auch die Gebirge mit ihren „Wurzeln“ tiefer in die zähen Massen des Erdkörpers eintauchen, als sie sich nach oben erheben.

Von der anderen Anschauung wird diese Hypothese gerade neuerdings wieder heftig bestritten. Ihre Vertreter vermuten, daß sich die Erdkruste dort, wo wir Gebirge antreffen, gewissermaßen aufgebläht hätte, ohne deshalb aber an jenen Stellen tiefer in das Sima einzutauchen.