Archiv der Kategorie: Geowissen

Zunahme von Naturkatastrophen durch Klimawandel?

Flut

Bis vor kurzem war es noch gängige Meinung, dass es einen direkten Zusammenhang zwischen globaler Erwärmung und einer Zunahme von Naturkatastrophen gäbe. Dann wurden Mängel im Statusbericht des Weltklimarates (IPPC, 2007) aufgedeckt. Was gilt jetzt?

Sind Stürme, Überschwemmungen, Flutwellen, Unwetter und Dürren womöglich gar nicht auf einen Klimawandel zurückzuführen? Rat und Aufklärung verspricht der „Master of Disaster“ (Meister der Katastrophen), wie Gerhard Berz, der Chef der Georisikoforschung eines großen Rückversicherers von der Zeitschrift Focus genannt wurde. Sein aktuell im Februar 2010 erschienenes Buch mit dem Titel „Wie aus heiterem Himmel?“ behandelt das Thema der Naturkatastrophen unter dem Gesichtspunkt, was uns erwartet und wie wir vorsorgen können.

„Wenn es so weitergeht, geht es bald nicht mehr weiter“, betitelt Berz ein Kapitel in der zweiten Buchhälfte, in der er die Versicherungsstatistik der 60er Jahre über große Naturkatastrophen mit der des Jahrzehnts zwischen 1999 und 2008 vergleicht. Demnach hat sich die jährliche Zahl großer Naturkatastrophen nahezu verdoppelt. Ist diese dramatische Zunahme tatsächlich auf einen menschengemachten Klimawandel zurückzuführen?

Berz ist allerdings zu sehr Kenner der Materie, als dass er die minimalen Klimaschwankungen innerhalb von 50 Jahren als Hauptursache ansehen würde. Er listet vielmehr acht Gründe auf. Der erste Grund ist die Bevölkerungszunahme. Klimawandel als Grund für die Zunahme von Naturkatastrophen erscheint dagegen an letzter Stelle.

Als Leser frage ich mich unwillkürlich: Wie kann die Bevölkerungszunahme seit den 60er Jahren, immerhin auf das Dreifache ihres ursprünglichen Werts, der Grund für Naturkatastrophen sein? Es ist kaum denkbar, dass das Erdbeben von Haiti mit Hunderttausenden Toten oder das kürzliche Beben in Chile mit anschließendem Tsunami von einer wachsenden Erdbevölkerung ausgelöst wurde. Auch der Hurrikan 2005, der New Orleans verwüstete, wird wohl kaum seine Ursache in der Fruchtbarkeit der Bevölkerung haben.

Berz erklärt zunächst systematisch alle vorkommenden Extremereignisse der Natur. Beispielsweise hängen neunzig Prozent aller Erdbeben mit den Bewegungen der Erdkruste zusammen. Die Kontinentalplatten verschieben sich permanent, weil sie auf einem heißen zähflüssigen Erdinneren schwimmen. Wenn zwei Platten aneinander reiben, geht das nicht ohne Beben ab. Für die Natur ist das keine Katastrophe, sondern ein gewöhnlicher Vorgang: „Die Natur kennt keine Katastrophen“ (Max Frisch).

Berz überrascht in einem späteren Kapitel den Leser, wenn auch eher unbeabsichtigt. Die Überraschung hängt mit der Definition des Begriffs „Große Katastrophen“ zusammen. So werden nämlich Ereignisse bezeichnet, welche die Selbsthilfefähigkeit der betroffenen Region deutlich übersteigen. Dazu müssen zwei Dinge zusammenkommen. Erstens müssen Menschen von dem Ereignis betroffen sein und zweitens muss es deren Selbsthilfefähigkeit weit übersteigen. Eine verheerende Überschwemmung in der Sahara, bei der keine Menschen betroffen sind, ist demnach keine große Naturkatastrophe.

Als aufmerksamer Leser wundere ich mich nun, dass sich die Zahl der großen Naturkatastrophen seit den 60er Jahren nur verdoppelt hat, während die Weltbevölkerung bekanntlich auf das Dreifache anstieg. Wegen des Zusammenhangs zwischen der betroffenen Bevölkerungszahl und der Definition großer Katastrophen hätte eigentlich auch die Zahl der Menschen, deren Selbsthilfefähigkeit deutlich übertroffen wird, auf das Dreifache steigen müssen. So macht es fast den Eindruck, als habe die absolute Zahl an Extremereignissen eher abgenommen. Berz löst zwar nicht das Paradoxon, aber mithilfe der gegebenen Information kommt man als Leser selbst auf die Lösung.

Die absolute Schadenszunahme hängt einerseits mit den immer ausgedehnteren und zahlreicheren Großstadtregionen zusammen, die von Extremereignissen betroffen werden. Andererseits müssen aber die Vorsorgemaßnahmen gegen die Naturkatastrophen zugenommen haben und zwar noch mehr als die Zunahme der Schäden.

Das Treffen von Vorsorgemaßnahmen ist ein wichtiges Anliegen von Berz. Zu jeder beschriebenen Katastrophenart schildert er, wie man Katastrophen entweder vermeidet, und wenn das nicht möglich ist, durch vorbeugende Maßnahmen zumindest soweit abmildern kann, sodass selbst bei Eintritt eines Extremereignisses nicht mehr von einer großen Naturkatastrophe die Rede sein kann.

Es sind keineswegs die extrem kostenträchtigen und kaum wirksamen Maßnahmen gegen CO2-Emissionen, welche der Vorsorge gegen große Naturkatastrophen dienen. Es sind einfache und direkt wirksame Maßnahmen, wie die folgenden Beispiele zeigen.

Die Kölner Altstadt wird durch mobile Schutzwände gegen Überschwemmungen des Rheins geschützt. Die Kosten betragen nur einen Bruchteil der sonst möglichen Schäden. Gegen Tsunamis kann man Warn- und Kommunikationssysteme aufbauen: Es braucht keine Hunderttausende Tote zu geben. In Bangladesh dienen Betonschutzbauten auf Stelzen zur Vorsorge gegen Killer-Zyklonen. Die Einhaltung und Kontrolle spezieller Bauvorschriften verhindert ein Erdbebeninferno. Ein gutes Warnsystem kann dafür sorgen, dass wertvolle bewegliche Gegenstände vor einem drohenden Extremereignis in Sicherheit gebracht werden. Mögliche Schäden an unbeweglichen Gütern brauchen deshalb nicht zum völligen Ruin des Geschädigten zu führen.

Die Klimamärchen des Weltklimarats haben uns lange den Blick getrübt für wirklich sinnvolle Vorsorgemaßnahmen gegen große Naturkatastrophen. Berz öffnet uns mit seinem Buch die Augen und zählt auf, wie wir zwar nicht Extremereignisse, aber doch große Naturkatastrophen mit relativ einfachen und wirksamen Mitteln weitgehend verhindern können. – Klaus-Dieter Sedlacek – Bild: Flut cc-by-sa Joy Garnett (archive)(flickr)

Massensterben durch Abkühlung der Erde

Künstlerische Darstellung des Chicxulub-Einschlages (Das Bild in printfähiger Auflösung finden Sie im Presseportal der Universität Wien unter www.univie.ac.at/175) Ölbild: D. Jalufka
Künstlerische Darstellung des Chicxulub-Einschlages
Ölbild: D. Jalufka

Am Übergang von der Kreidezeit zum Tertiär vor 65 Millionen Jahren vollzog sich eines der größten Massenaussterben der Erdgeschichte, das auch das Zeitalter der Dinosaurier beendete. Als Ursache gilt ein großer Meteoriteneinschlag in Mexiko, der Chicxulub-Impakt, der in der Wissenschaft sehr kontroversiell diskutiert wurde. Eine internationale Gruppe von WissenschafterInnen, darunter Christian Koeberl von der Universität Wien, veröffentlicht nun im renommierten Fachmagazin “Science” neue Forschungsergebnisse. Diese zeigen, dass das Aussterben der Dinosaurier genau mit dem Chicxulub-Impakt begann.

Lange Zeit war die Ursache für das Aussterben von mehr als zwei Drittel aller Arten – darunter allen Dinosauriern – am Ende der Kreidezeit eine der wichtigsten offenen Fragen in den Geowissenschaften. Seit 30 Jahren gibt es stichaltige Belege für einen Meteoriteneinschlag als Ursache, seit 20 Jahren ist auch der zugehörigen Krater bekannt: Der 200 km große Chicxulub-Krater in Mexiko.

Trotzdem wurde die Impakttheorie von Anfang an auch angezweifelt und alternative Ursachen wie z.B. Vulkanismus für das Aussterben diskutiert. Der größte Widerspruch kam vor einigen Jahren aus Princeton: Anhand von Untersuchungen im und um den Chicxulub-Krater postulierten die WissenschafterInnen, dass der Impakt 300.000 Jahre zu früh aufgetreten wäre, um für das Artensterben verantwortlich zu sein.

Millionenfach größere Energie als Atombombe

Um diese Zweifel auszuräumen, hat nun ein Team aus mehr als 40 WissenschafterInnen aus Europa, den USA, Mexiko, Kanada, und Japan unter Leitung des Geologen Peter Schulte von der Universität Erlangen-Nürnberg die neuesten Daten analysiert und relevante Studien ausgewertet. Von der Universität Wien sind Christian Koeberl, Professor für Impaktforschung und Planetare Geologie und Leiter des Departments für Lithosphärenforschung (sowie designierter Generaldirektor des Naturhistorischen Museums in Wien) und seine Mitarbeiterin Tamara Goldin (FWF-Postdoc) an der Studie beteiligt. In einer Veröffentlichung im Wissenschaftsmagazin “Science” legen sie dar, dass nur der Chicxulub-Impakt das Massensterben vollständig erklären kann.

Die Studie widerlegt die von Princeton postulierte zeitliche Lücke von 300.000 Jahren. Modelle des Chicxulub-Impakts zeigen, dass die bei diesem Ereignis freigesetzte Energie jene der größten jemals getesteten Atombombe millionenfach übertrifft. Ein Einschlag dieser Größe löste gewaltige Erdbeben aus, die riesige Rutschungen und Tsunamis im heutigen Golf von Mexiko zur Folge hatten und dort zu chaotischen Gesteinsabfolgen führten. “Somit sind die Gesteinsschichten direkt im Bereich von Chicxulub sicherlich am wenigsten geeignet, um die genaue Reihenfolge der Ereignisse vor 65 Millionen Jahren aufzuklären”, so Christian Koeberl.

Abkühlung und Dunkelheit führten zum Massensterben

Der Chicxulub-Impakt hatte damit globale ökologische Konsequenzen. Mehrjährige Abkühlung und Dunkelheit führten zum selektiven Artensterben. Das Massenaussterben am Ende der Kreidezeit beeinträchtigte Land und Meer gleichermaßen, war aber besonders für Organismen mit einem hohem Nahrungsbedarf, wie zum Beispiel für Dinosaurier, katastrophal. (Quelle: idw)

9000 Jahre alte Besiedlungspuren in Lutter

Schmuckstück aus Perlmutt von den Ausgrabungen in Lutter (

Archäologenteams der Universitäten Strassburg und Basel graben zurzeit gemeinsam in einer Höhle in der elsässischen Gemeinde Lutter. Sie erhoffen sich neue Erkenntnisse über die Übergangszeit zwischen den letzten nomadisierenden Wildbeutern und den ersten sesshaften Bauern in der Oberrhein-Region vor rund 7500 Jahren.

Im Rahmen einer Kooperation zwischen den Universitäten Strassburg und Basel findet zurzeit eine archäologische Ausgrabung im Abri St. Joseph im elsässischen Lutter statt. Hauptziel der Ausgrabung ist die Erforschung des Übergangs zwischen den letzten Wildbeutergesellschaften und den ersten Bauern in der Region südlicher Oberrhein.

Erste Sondierungen von 1983 hatten ergeben, dass das kleine Felsschutzdach (Abri) erstmals während der mittleren Steinzeit vor etwa 9000 Jahren als temporären Siedlungsplatz von Jägern und Sammlern aufgesucht wurde. Weitere Besiedlungsspuren stammen aus der frühesten Phase der Jungsteinzeit vor etwa 7500 Jahren, als die Menschen bereits erstmals ihre Nahrungsmittel durch den Anbau von Kulturpflanzen und die Haltung von Haustieren selber produzierten. Über diesen beiden Fundschichten wurden weitere Horizonte aus der Jungsteinzeit, der Bronzezeit, der Eisenzeit und der Römerzeit gefunden. Anlässlich der diesjährigen Ausgrabungskampagne werden Schichten der mittleren und frühen Jungsteinzeit (zwischen 4500 und 5500 v. Chr.) und der späten Mittelsteinzeit (um 6000 v. Chr.) ausgegraben.

Elsässer Kühe sömmern im Solothurner Jura
Der Fundplatz liegt in einer Übergangszone zwischen dem elsässischen Sundgau und den ersten Solothurner Jurahügeln. Die Forschenden nehmen an, dass die frühesten Elsässer Bauern ihr Vieh während den Sommermonaten in den nahe gelegenen Jurahügeln geweidet haben. Das Abri St. Joseph könnte dabei als Unterschlupf für die Hirten gedient haben. Aufgrund der Bestimmungsergebnisse der Tierknochenfunde wurde von diesem Standort aus auch eine spezialisierte Jagd auf Pelztiere, wie Dachs, Marder oder Biber betrieben.

Um die Lebensweise während den verschiedenen Phasen des Überganges zwischen den letzten Wildbeutern und den ersten Bauern unserer Region rekonstruieren zu können, werden Ausgrabungssedimente systematisch geschlämmt. Dadurch werden auch kleinste, wenige Millimeter grosse Werkzeuge oder Schmuckstücke gefunden, welche von blossem Auge während der Ausgrabungen nicht erkannt werden können. Besonderes Augenmerk gilt dabei den botanischen und zoologischen Überresten in den Sedimenten. Zum Beispiel können verkohlte Getreidekörner gefunden werden, welche Auskunft darüber geben, welche Getreidearten angebaut wurden und ab wann diese Getreide in der Regio Basiliensis genutzt wurden.

Die Ausgrabung in Lutter wird von den Universitäten Strassburg und Basel als Lehrgrabung durchgeführt; sie ist ein Beispiel von vielen für die grenzüberschreitende Zusammenarbeit in Lehre und Forschung der Universitäten am Oberrhein. Studierende der beiden Universitäten haben die Möglichkeit, das “Ausgrabungshandwerk” zu erlernen. Die Kosten der Ausgrabung werden von der Universität Basel, dem französischen Kulturministerium und dem Département du Haut-Rhin getragen. Quelle: idw

Droht Ausbruch des Supervulkans Yellowstone?

Hamburg (ots) – Der Feuerschlot des Yellowstone unter dem gleichnamigen amerikanischen Nationalpark rumort, und Wissenschaftler befürchten einen Ausbruch dieses Supervulkans – mit katastrophalen Folgen für Mensch und Natur auf der ganzen Welt. Das berichtet NATIONAL GEOGRAPHIC DEUTSCHLAND in der Titelgeschichte der August-Ausgabe (EVT 24.7.2009). Der Yellowstone ist einer der größten und gefährlichsten Magmaherde der Welt. Wenn er ausbricht, könnte ein globaler Winter die Erde überziehen: Bei einer Eruption würden mit großer Wucht geschmolzenes Gestein, Asche und Gase in die Luft geschleudert und bis 800 Grad heiße pyroklastische Stürme über das Land fegen. Wenn sich hoch in die Stratosphäre aufsteigende Gase mit Wasserdampf vermischen, kommt ein Dunst aus Sulfatschwebstoffen, die das Sonnenlicht dämpfen – und das Weltklima verändern.

Seit 2004 Jahren heben sich Teile des Yellowstone-Kraters um fast acht Zentimeter pro Jahr. Das ist der stärkste Auftrieb seit Beginn der Beobachtungen in den siebziger Jahren. Erst damals wurde festgestellt, dass der Yellowstone nicht erloschen, sondern noch aktiv ist. Ende vergangenen Jahres registrierten Wissenschaftler einen sogenannten Bebenschwarm, der insgesamt elf Tage andauerte. Eigentlich hätte dabei Druck entweichen und sich der Erdboden senken müssen – doch er hebt sich weiter. Ob das Rumoren das Nachbeben eines früheren Ausbruchs oder der Vorbote einer neuen Eruption ist, können die Wissenschaftler noch nicht sagen.

Vor rund 2,1 Millionen Jahren fand die erste Super-Eruption im Gebiet des heutigen Yellowstone-Nationalparks statt. Insgesamt konnten die Wissenschaftler drei Super-Ausbrüche nachweisen, die alle gewaltiger waren als die meisten bekannten prähistorischen Ereignisse. Das bei diesen Ausbrüchen ausgeworfene Material entspricht einer Masse, mit der sich der ganze Grand Canyon füllen ließe.

Mit dem Teufel im Bunde

Von Waldgeistern, Kobolden und Dämonen
Als die Volksmagie noch zum Christentum gehörte

“Knochen zu Knochen, Blut zu Blut, Glied zu Glied, als seien sie zusammengefügt!” So lautet der Zweite Merseburger Zauberspruch aus dem 10. Jahrhundert. Seine Überlieferungsgeschichte verrät, wie das christliche Weltbild im frühen Mittelalter das heidnische ablöste, berichtet das Geschichtsmagazin epoc (5/09).
Das aktuelle Titelthema “Magie im Mittelalter” gibt einen Einblick in die Volksmagie mit ihren Amulette, Alraunen und Zaubersprüchen, die die Menschen als magischen Bestandteil des Christentums verstanden. Theologen verurteilten die Zauberpraktiken jedoch. Papst Silvester II. (945-1003) kannte sich in den Naturwissenschaften und der Mathematik aus. Seine Zeitgenossen verdächtigten ihn deshalb, mit dem Teufel verbündet zu sein.

Der Merseburger Zauberspruch beschwört die Heilkraft des Gottes Wotan. Die Verse wurden im 19. Jahrhundert in einer Schrift voller christlicher Texte und Gebete entdeckt – ohne erkennbaren Bezug zu ihnen. Bis heute wissen Historiker nicht, wie die heidnische Formel in das Kirchenbuch geriet. Sie haben aber herausgefunden, wie das Christentum das Heidentum verdrängte: Mit der Taufe bekehrten sich die Menschen zu Christus und sagten sich von den alten Göttern los. Ihre magischen Rituale gaben sie deshalb aber nicht auf, wie zahlreiche überlieferte Zaubersprüche belegen. Sie gleichen der Merseburger Handschrift inhaltlich und formal – mit einem Unterschied: Die Namen der germanischen Götter wurden durch Gottvater, Jesus Christus und den Heiligen Geist ersetzt.

Wer im Mittelalter auf eine gute Ernte, Beistand vor Gericht oder Schutz auf einer Reise hoffte, versuchte seinem Glück mit Magie auf die Sprünge zu helfen. Häufig zauberten die Menschen mit Hilfe eines Priesters oder Mönchs oder sie versuchten sich selbst in Zaubersprüchen, trugen Amulette bei sich und stellten Essen für freundliche Kobolde bereit. Bis ins 18. Jahrhundert hinein durchdrang die Volksmagie das Leben der Menschen.

Unter gelehrten Theologen kam magisches Denken vor allem ab dem 14. und 15. Jahrhundert in Verruf: Einige bewerteten die Zauberpraktiken als Unfug oder Teufelswerk. Andere sahen darin ein Überbleibsel des Heidentums. Doch solche Dispute fanden fast ausschließlich in den Universitäten statt. Für die meisten Menschen gehörte die Volksmagie zum magischen Christentum – und blieben ihr treu.

Die negative Sicht der Magie in Theologen- und Gelehrtenkreisen beeinflusste auch den Nachruf auf einen klugen Mann: Papst Silvester II. Der Geistliche beschäftigte sich schon vor seiner Berufung in das heilige Amt im Jahr 999 mit Astronomie, Mathematik und Musik. Da seine Zeitgenossen seine Gedanken nicht nachvollziehen konnten, geriet der gelehrte Franzose schon zu Lebzeiten unter den Verdacht, mit dem Teufel im Bund zu stehen. Seine Karriere als Geistlicher nahm dadurch zwar keinen Schaden – sein Andenken in späteren Jahren aber schon. Quelle: epoc, 5/2009

Trinkwasser aus Wüstenluft

Kein Pflänzchen weit und breit – dafür ist es in der Wüste zu trocken. Doch in der Luft ist Wasser enthalten. Forscher haben nun einen Weg gefunden, aus der Luftfeuchtigkeit Trinkwasser zu gewinnen. Das System basiert nur auf regenerativer Energie und ist daher autark.

Risse ziehen sich durch den ausgedörrten Wüstenboden – die karge Landschaft ist geprägt von Wassermangel. Doch selbst dort, wo es an Seen, Flüssen und Grundwasser mangelt, sind in der Luft erhebliche Wassermengen gespeichert: In der Negev-Wüste in Israel beispielsweise beträgt die relative Luftfeuchtigkeit im Jahresmittel 64 Prozent – in jedem Kubikmeter Luft befinden sich 11,5 Milliliter Wasser.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart haben gemeinsam mit ihren Kollegen von der Firma Logos Innovationen einen Weg gefunden, diese Luftfeuchtigkeit autark und dezentral in trinkbares Wasser umzuwandeln. »Der Prozess, den wir entwickelt haben, basiert ausschließlich auf regenerativen Energiequellen wie einfachen thermischen Sonnenkollektoren und Photovoltaikzellen, was diese Methode vollständig energieautark macht. Sie funktioniert also auch in Gegenden, in denen es keine elektrische Infrastruktur gibt«, sagt Siegfried Egner, Abteilungsleiter am IGB. Das Prinzip: Hygroskopische Salzsole – also Salzlösung, die Feuchtigkeit aufsaugt – rinnt an einer turmförmigen Anlage hinunter und nimmt Wasser aus der Luft auf. Anschließend wird sie in einen Behälter gepumpt, der in einigen Metern Höhe steht und in dem Vakuum herrscht. Energie aus Sonnenkollektoren erwärmt die Sole, die durch das aufgenommene Wasser verdünnt ist. Der Siedepunkt liegt aufgrund des Vakuums niedriger als bei normalem Luftdruck. Diesen Effekt kennt man aus den Bergen: Da der Luftdruck auf dem Gipfel geringer ist als im Tal, kocht Wasser bereits bei Temperaturen deutlich unter 100 Grad Celsius. Das verdampfte, salzfreie Wasser kondensiert über eine Destillationsbrücke und läuft über ein vollständig gefülltes Rohr kontrolliert nach unten ab, wobei die Schwerkraft dieser Wassersäule kontinuierlich das Vakuum erzeugt – eine Vakuumpumpe ist nicht nötig. Die wieder konzentrierte Salzsole fließt erneut an der Turmoberfläche hinunter, um Luftfeuchtigkeit aufzunehmen.

»Das Konzept eignet sich für verschiedene Größenordnungen: Es sind sowohl Einzelpersonenanlagen denkbar als auch Anlagen, die ganze Hotels mit Wasser versorgen«, sagt Egner. Für beide Komponenten, die Aufnahme der Luftfeuchtigkeit und die Vakuumverdampfung, gibt es Prototypen. In Laborversuchen haben die Forscher das Zusammenspiel der beiden Komponenten bereits getestet. In einem weiteren Schritt wollen die Forscher eine Demonstrationsanlage entwickeln.  (Text: Copyright © by
Fraunhofer-Gesellschaft)

Bakterien produzierten Milliarden Tonnen Eisenerz

Alternierende Schichten von schwarzen und orangefarbenen Eisen- und Silikatmineralen in 2,5 bis 2,6 Milliarden Jahre alten präkambrischen gebänderten Eisenformationen (Gamohaan Hill, in der Nähe von Kuruman, Northern Cape Province, Südafrika).Foto: Andreas Kappler
Wie riesige gebänderte Gesteinsformationen entstanden sind – Veröffentlichung in “Nature”

Vor allem in Südafrika und Australien gibt es mächtige, zwei bis 3,4 Milliarden Jahre alte geologische Formationen aus Eisenoxid und Siliziumdioxid. Manche von diesen sogenannten gebänderten Eisenformationen (englisch: Banded Iron Formations, BIFs) enthalten viele Milliarden Tonnen Eisenoxid und haben eine Ausdehnung von 100.000 Quadratkilometern. Diese Eisenerze decken nicht nur einen Großteil des Weltbedarfs an Eisen, sondern sind auch von besonderem Interesse für die Wissenschaft. Die Wissenschaftler erhoffen sich von der Erforschung dieser Gesteinsformationen Aufschluss über die Entwicklung der Atmosphäre und des Klimas sowie der Evolution von Mikroorganismen in der frühen Erdgeschichte. Wie die Ablagerungen mit den auffälligen Bänderungen entstanden sind, ist bislang unbekannt. Doch die Geomikrobiologen vom Zentrum für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen Nicole R. Posth und Florian Hegler unter der Leitung von Prof. Andreas Kappler können jetzt der Entstehungsgeschichte ein wichtiges Puzzleteil hinzufügen. Sie haben erstmals eine plausible Erklärung gefunden, auf welche Weise Mikroorganismen an der Bildung der Eisenerze beteiligt waren und wie sie auch zur Ablagerung der immer im Wechsel mit dem Eisen auftretenden Siliziumdioxid-Schichten beigetragen haben.

Das Eisen im Urozean stammte aus heißen Quellen am Ozeanboden und war als reduziertes, zweiwertiges Eisen im Wasser gelöst. Der Großteil des Eisens in den heutigen BIFs liegt jedoch als oxidiertes, dreiwertiges Eisen vor. Die Forscher wissen deshalb, dass das zweiwertige Eisen zur Ablagerung oxidiert werden musste. Im klassischen Modell zur Entstehung der BIFs wurde angenommen, dass die Oxidation durch Sauerstoff geschah, den frühe einzellige Lebewesen, die Cyanobakterien, durch ihren Stoffwechsel als Abfallprodukt gebildet hatten. Die Forschung der letzten Jahre hat gezeigt, dass zu diesem frühen Zeitpunkt in der Erdgeschichte vermutlich nur sehr wenig oder sogar kein Sauerstoff vorhanden war. Es wurde auch bezweifelt, dass es damals überhaupt schon Cyanobakterien gab. Die Bildung der ältesten BIFs kann also nicht durch Sauerstoff geschehen sein. Denn die ältesten bekannten gebänderten Eisenerze stammen bereits aus dem Präkambrium, sie sind bis zu vier Milliarden Jahre alt – das Alter der Erde wird auf 4,5 bis 4,6 Milliarden Jahre geschätzt.

Andreas Kappler und seine Arbeitsgruppe knüpften bei ihren Forschungen an eine Theorie an, die im Jahre 1969 zum ersten Mal veröffentlicht wurde: Danach sollten die Erze durch eisenoxidierende Bakterien entstanden sein, die zum Leben zwar Licht, aber keinen Sauerstoff benötigten. Allerdings wurden solche anaeroben phototrophen eisenoxidierenden Bakterien erst 1993 in der Natur entdeckt und konnten dann im Labor gezüchtet und untersucht werden. Mit Hilfe von Lichtenergie oxidieren sie zweiwertiges Eisen und setzen es zu dreiwertigem Eisen um – eben zu solchen rostigen Mineralen, wie sie in den BIFs enthalten sind. Die Tübinger Geomikrobiologen entdeckten nun, dass die Ausfällung von Eisen- und Silikatmaterialien in den BIFs natürlichen Temperaturschwankungen unterlag. Die Abhängigkeit von der Temperatur würde auch die bisher unerklärte alternierende Bänderung der Gesteinsformationen erklären: Die Eisenbakterien oxidieren zweiwertiges Eisen nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches. Wenn die Temperatur sinkt, werden weniger Eisenoxide gebildet. Im Gegenzug fällt in einer chemischen Reaktion das im Wasser gelöste Siliziumdioxid in Form von festem Silikat aus. Steigt die Temperatur erneut, werden die Eisenbakterien wieder aktiv und lagern die nächste Schicht Eisenminerale ab – und so weiter. Dadurch lässt sich die typische Wechsellagerung von Eisenoxid- und Silikatmineralien erklären.

Durch ihre Arbeiten können die Tübinger Wissenschaftler nicht nur erstmals erklären, wie Mikroorganismen an der Bildung der Bänderung der BIFs beteiligt sind. Die Forschungsergebnisse geben auch weitere Hinweise darauf, dass zu dieser frühen Zeit auf der Erde sauerstoffbildende Bakterien wie die Cyanobakterien nicht die wichtigste Rolle gespielt haben oder vielleicht noch gar nicht vorhanden waren. Damit hätte es auch noch keinen beziehungsweise nur wenig Sauerstoff in der Atmosphäre gegeben. Stattdessen dominierten vor einigen Milliarden Jahren andere Mikroben wie die von den Tübingern untersuchten Eisenbakterien die Ozeane. (Quelle: idw)

Archäologische Sensation: Bronzezeitliches Holz wie frisch erhalten.

Neue archäologische Entdeckungen im Königspalast von Qatna in Syrien: Mehrstöckige Räume, verstürzte Deckenbalken, Tontafeln, und ein Elefant

(idw). Die Fortsetzung der archäologischen Ausgrabungen in der historisch höchst bedeutenden bronzezeitlichen Königsstadt Qatna (modern Tell Mishrife, 200 km nördlich von Damaskus) in Syrien hat überraschende neue Ergebnisse erbracht. Seit 1999 gräbt ein deutsch-syrisches Archäologenteam unter der gemeinsamen Leitung von Prof. Dr. Peter Pfälzner und Heike Dohmann-Pfälzner vom Altorientalischen Seminar der Universität Tübingen und Dr. Michel Maqdissi von der Antikendirektion Damaskus im bronzezeitlichen Königspalast von Qatna, der in der Zeit zwischen 1700 und 1340 vor Christus erbaut und benutzt wurde. 2002 waren hier ein wichtiges Keilschrift-Archiv und das berühmte Königsgrab gefunden worden. In der 10. Ausgrabungskampagne von Juli bis September 2008 haben die Tübinger Archäologen den Westflügel des Königspalastes entdeckt und teilweise freigelegt, der durch einen außergewöhnlich guten Erhaltungszustand ausgezeichnet ist. Die architektonischen Untersuchungen sorgten für eine große Überraschung: Das Gebäude muss in diesem Teil ehemals dreistöckig gewesen sein. Das oberste Stockwerk ist durch Erosion zerstört worden. Die beiden unteren Stockwerke aber sind vollständig erhalten geblieben. Die Mauern aus Lehmziegeln ragen noch bis zu 5,20 Meter auf. Darunter liegen Fundamente von 3,10 Metern Höhe. Zusammengenommen besitzen die Ruinen des Westflügels des Königspalastes eine Höhe von 8,30 Metern. Zum ersten Mal ist in Vorderasien ein derartig gut erhaltenes, mehrstöckiges Lehmziegelgebäude aus der Bronzezeit gefunden worden.

Diese Entdeckung liefert eine Reihe wichtiger neuer Erkenntnisse für die Baugeschichte des Alten Orients. Durchgänge und Türen, Fußböden und Decken haben sich hier in ungewöhnlicher Vollständigkeit erhalten. Teilweise eingestürzte Balkendecken tragen die Fußböden des oberen der beiden erhaltenen Stockwerke, welches bisher ausgegraben worden ist. Einzigartig ist die Aufdeckung von vier in einer Flucht liegenden Türen mit einem jeweils vollständig erhaltenen Bogen aus Lehmziegeln. Sie gehören zu den am besten erhaltenen bronzezeitlichen Bogenkonstruktionen des gesamten Vorderen Orients.

Direkt an den Westflügel angrenzend wird bereits seit mehreren Jahren von den Tübinger Archäologen der voluminöse Palastbrunnen ausgegraben. Jetzt gelang dem Team auch hier eine archäologische Sensation: In 17 Meter Tiefe unter den Palastfußböden wurden in dem weiten Brunnenschacht große Mengen von Feuchtholz gefunden, das bei der Zerstörung des Palastes um 1340 vor Christus in die Tiefe gestürzt war. Die Hölzer wurden in originaler Lage angetroffen, so wie sie Jahrtausende vorher aufeinander gefallen waren. Aufgrund des feuchten Erdreichs hat sich das bronzezeitliche Holz in fast frisch wirkendem Zustand erhalten. Es fanden sich große Deckenbalken von 5 Metern Länge und 800 kg Gewicht, aber auch Holzdielen und Kanthölzer mit regelmäßigen Zapflöchern. Das Holz muss sowohl von einer zerstörten Balkendecke, als auch von anderen Holzkonstruktionen innerhalb des Raumes stammen. Für die hoch entwickelte altorientalische Zimmermannstechnik vor 3500 Jahren liefern diese im ariden Syrien bisher einmaligen Funde wertvolle neue Erkenntnisse.

Ein Raum des Westflügels des Königspalastes enthielt noch unfangreiche Bestandteile seines ehemaligen Inventars. Dazu gehören Hunderte von Keramikgefäßen, Steinperlen sowie zahlreiche Abrollungen von kunstvoll geschnittenen Siegeln auf Plomben und Verschlüssen von Waren. Besonders wichtig sind drei mit Keilschrift beschriebene Tontafeln. Sie stellen sicherlich Verwaltungsdokumente aus dem Königspalast dar und versprechen nach ihrer Entzifferung wichtige Hinweise auf die Aktivitäten im Palast zu geben.

Als sensationell kann die Entdeckung von mehreren großen, intakten Knochen eines Elefanten gelten. Sie waren in zwei Räumen des Königspalastes zu einem noch unbekannten Zweck um ca. 1400 vor Christus abgelegt worden. Es handelt sich um den bisher umfangreichsten und vollständigsten archäologischen Fund von Elefantenknochen in Syrien. Diese Entdeckung ist für die Naturgeschichte der heute größtenteils ariden und baumlosen Landschaften Syriens von großer Bedeutung. Die Elefanten müssen während der Bronzezeit in Sümpfen im Tal des Orontes westlich von Qatna gelebt haben. Die Knochen werden jetzt von der Archäozoologin Dr. Emmanuelle Vila (Lyon) zoologisch und gentechnisch untersucht, mit dem Ziel, die Herkunft der syrischen Elefanten zu klären.

Historisch ist dieser Fund mit den Berichten der ägyptischen Pharaonen Thutmosis I (um 1500 v. Chr.) und Thutmosis III. (um 1450 v. Chr.) über die Jagd auf Elefanten in Westsyrien während ihrer dorthin unternommenen Feldzüge zu verbinden. Letzterer berichtet sogar darüber, 120 Elefanten in Westsyrien gejagt und getötet zu haben – unweit von Qatna. Die historischen Berichte und der archäologische Fund stammen aus derselben Zeit. Der Fund in Qatna belegt folglich, dass die propagandistischen Berichte der ägyptischen Herrscher über Elefantenjagden in Syrien auf realen Voraussetzungen beruhen. Außerdem wird durch diese Entdeckung belegt, dass nicht nur die Pharaonen, sondern auch die syrischen Könige in der damaligen Zeit Elefanten jagten. Die Elefantenknochen dürften einst als Jagdtrophäe oder vielleicht auch als eine besondere Mahlzeit in den Königspalast von Qatna gebracht worden sein.

Die Jagden, die in erster Linie dem Erhalt des wertvollen Elfenbeins und auch der Selbstdarstellung der Könige dienten, und insbesondere die ägyptischen Tiermassaker der Späten Bronzezeit führten allerdings zur vollständigen Ausrottung der Elefanten in Syrien. Hiermit wird ein Licht geworfen auf ein frühes Beispiel einer rücksichtslosen Ausrottung einer Großwildart in einer gesamten Region durch eine hoch entwickelte Zivilisation. Der Elefant von Qatna ist deshalb zugleich Sinnbild für die Macht und das Prestige der alten syrischen Könige als auch für einen unverantwortlichen Raubbau an der Umwelt aus Profitgründen.
Weitere Informationen:
Prof. Dr. Peter Pfälzner
Altorientalisches Seminar
Schloss Hohentübingen
72070 Tübingen
Tel.: 07071-2976771
E-Mail: peter.pfaelzner@uni-tuebingen.de

Was wollte der tote Pharao mit seiner Eselsherde?

Ein sensationeller Fund in einem ägyptischen Königsgrab bringt Wissenschaftlern neue Erkenntnisse.

Esel vor Pyramide
Foto: diffendale
(idw). Es war eine prunkvolle letzte Ruhestätte für die bescheidenen Grautiere: Angrenzend an den Grabkomplex eines frühen Pharaos in Abydos in Mittelägypten wurden die Skelette in eigenen Grabkammern gefunden. Er ist vielleicht nicht so treu wie der Hund oder so rassig wie das Pferd. Der Esel begleitet den Menschen aber auch schon seit Tausenden von Jahren und leistet dabei wertvolle Dienste. Ein internationales Forscherteam, dem auch Professor Joris Peters, Vorstand des Instituts für Paläoanatomie und Geschichte der Tiermedizin an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, angehört, konnte jetzt die Domestikationsgeschichte dieser Spezies anhand von etwa 5.000 Jahre alten Eselsknochen aus dem Alten Ägypten nachvollziehen.

“Grundsätzlich ist eine Ansammlung von zehn Eselskeletten in einem solch frühen Kontext bisher einmalig”, berichtet Peters. “Die Anbindung an den Königsfriedhof der Gründerdynastie in Altägypten vor etwa 5.000 Jahren bezeugt die Bedeutung der Tiere für den König. Denn diese Eselherde sollte ihm in seinem nächsten Leben weiterhin gute Dienste leisten, so die Interpretation aus Sicht unserer Ägyptologen.” Als erste Besonderheit fiel den Forschern auf, dass es sich um die Knochen recht stattlicher Tiere handelte, die ohne den Kontext des Pharaonengrabes möglicherweise als Überreste von Wildeseln gedeutet worden wären. Für den Status als Haustier spricht aber, dass die Skelette spezifische pathologisch-anatomische Veränderungen an bestimmten Körperstellen aufweisen. Konkret bedeutet dies, dass diese Schäden wohl von der Nutzung der Esel als Lasttiere herrühren.

Der Mensch begann vor etwa 11.000 Jahren mit der Domestikation von Pflanzen und Tieren. Der Esel ist dabei ein besonders spannendes Beispiel, weil er möglicherweise mehrmals in derselben geografischen Region, in Nordostafrika, domestiziert wurde. Zudem war bislang sehr wenig über den Ablauf seiner Haustierwerdung bekannt. “Bemerkenswert ist auch, dass der Esel als vormaliger Fleischlieferant sehr schnell nach erfolgter Domestikation für Handel und Transport eingesetzt wurde – bis dann sehr viel später das Dromedar wichtiger wurde”, so Peters. Doch zuerst hat noch die Nutzbarmachung des Esels die ländlichen Gesellschaften und frühen Staaten verändert: Die Tiere sind zähe Wüstenbewohner und können schwere Lasten durch trockenes Gebiet tragen. Das wiederum erlaubte den Hirtenvölkern, häufiger als bisher noch längere Strecken zurückzulegen und dabei ihren Haushalt mit den Herden zu transportieren. “Die Nutzung des Esels dehnte den Handel in Afrika und im westlichen Asien merklich aus”, meint Peters.

Klimawandel: Wie Bioreaktoren und Algen den Klimawandel aufhalten sollen

Wird es gelingen den Klimawandel aufzuhalten? – WISSEN DER ZUKUNFT berichtet über das Wunderwelt Wissen. Zum Thema Klimawandel zunächst ein einführendes Video:

(idw) Der Klimawandel gilt als eines der größten Probleme des 21. Jahrhunderts. Hauptverantwortlich ist der hohe CO2-Ausstoß, der vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe – also Öl, Kohle, Gas oder Holz – entsteht. Um den Treibhauseffekt aufzuhalten, versuchen sich Wissenschaftler an unterschiedlichen technischen Entwicklungen. Eine Lösung macht die Natur vor: Grünpflanzen filtern durch Photosynthese das Treibhausgas aus der Luft. Ähnliches passiert in Bioreaktoren, wo Grünalgen, bekannt für ihr schnelles Wachstum, zugeführtes CO2 zu Biomasse umwandeln. Diesen Prozess wollen Physiker der Uni Duisburg-Essen (UDE) industriell nutzen. Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Hilmar Franke hat einen faseroptischen Photo-Bioreaktor entwickelt. Das bislang einzigartige System filtert Kohlendioxid aus dem Abgas fossiler Energieerzeugung.

Oder anders ausgedrückt: Die Wissenschaftler haben einen Algenreaktor gebaut, der CO2-Emissionen aus Heizungsanlagen zu Biomasse, sprich Sauerstoff und Algen macht. Der CO2-Vernichter funktioniert so: Auf einem Gebäudedach wird über einen Lichtsammler Tageslicht eingefangen. Dünne hocheffiziente Kabel, so genannte Lichtleitfasern, transportieren das Licht in den Bioreaktor. Hier wird die Algensuppe mit den Emissionen einer Industrieanlage begast. Die Algen verwerten dank des Lichts das CO2 und vermehren sich.

Aus den zwei Effekten – Vernichtung von Treibhausgas und Entstehung von Biomasse – lässt sich trefflich Kapital schlagen, erklärt Prof. Franke: “Stichwort Emissionshandel: Wer durch umweltfreundliche Technologien Kohlendioxid einspart, kann überschüssige Verschmutzungs-Zertifikate verkaufen. Stichwort Biomasse: Algen werden schon jetzt in vielen Industriezweigen verwertet. In unserem Fall ließen sie sich als Biotreibstoff oder für Baustoffe vermarkten.”

Die technische Entwicklung des Algenreaktors ist abgeschlossen. Was den UDE-Forschern noch fehlt, sind interessierte Investoren. Die hoffen sie auf der Hannovermesse zu finden, wo sie im April den Prototypen ihrer Entwicklung, ein gläsernes Modell, vorstellen. “Wir denken da an die Biogastechnologie oder an Betreiber von Klär- oder Heizanlagen”, so Franke und rechnet vor: “Ein 50qm großes Dach würde ausreichen, eine Tonne CO2-Emissionen im Jahr umzusetzen. Ein Hallendach von einem Hektar könnte in Deutschland rund 200 Tonnen Treibhausgas vernichten.”

Und auch das spricht aus Sicht des Physikers für das System made in Duisburg-Essen: “Ein Algenreaktor mit einem Hektar Lichtsammelfläche kann mehr als 200 Mal mehr CO2 umsetzen als ein Buchen- oder Eichenwald gleicher Fläche. Auch die Ausbeute gegenüber einem Hektar Mais ist bis zu 20 Mal höher.”

Für Privathaushalte wird der Bioreaktor erst in zweiter Generation geeignet sein. Ein CO2-Filter für kleine Objekte, zum Beispiel für ein Einfamilienhaus, stelle ganz andere Anforderungen an die Technik, sagt Franke. “Die Idee, dass der Schornsteinfeger nicht den Ruß, sondern Algenpulver aus dem Kamin kehrt, ist allerdings sehr reizvoll.”