Ich mag Gesteine und die Geschichten, die sie uns erzählen.
Die Gesteine rund um Sulzburg bergen so manche interessante Geschichte. Einige dieser Geschichten könnt ihr auch in den nahe gelegenen EarthCaches von mir erleben.
Die Geschichte, die ich euch mit diesem EarthCache erzählen möchte, geht aber weit über die Gesteine rund um Sulzburg – ja weit über die uns bekannten irdischen Gesteine - hinaus.
Denn ich möchte euch etwas Neues zum Thema EarthCaching vorstellen:
Planetary Geology on Earth
Diese EarthCaches führen Besucher zu geologischen Phänomenen auf der Erde, die auch auf anderen Himmelskörpern existieren.
… viele Steine, überall …
Das am häufigsten anzutreffende Gestein um das Sulzburger Tal ist der Gneis. An den Gneis schließt sich in südliche Richtung im Übergangsbereich der Randgranit an, der sich bei Bad Sulzburg herum mit dem Münsterhaldengranit verzahnt, der sich noch weiter in östliche Richtung erstreckt. Randgranit und Münsterhaldengranit werden im Süden des Sulzburger Tals begleitet von der Abfolge an Sedimentgesteinen (Konglomerate, Arkosen, Sandsteine und Tonschiefer) mit Vulkaniten aus der Zeit des Unteren Karbons - ein System im Erdaltertum (Paläozoikum).
Um das Sulzburger Tal treten vereinzelnd Porphyrgänge auf, die die Gesteinsabfolgen in Ost-West-Richtung durchschlagen.
Als letztes der paläozoischen Gesteine findet sich ein kleiner Rest des sogenannten Deckenporphyrs, der eine kleine felsige Anhöhe auf einem Grad oberhalb des Sulzbachtals bildet.
Jüngere Ablagerungen aus der Zeit der Trias oder des Juras – die einst den gesamten Schwarzwald überdeckten, sucht man allerdings hier im oberen Sulzbachtal vergebens. Denn infolge der Heraushebung des Schwarzwaldes und tiefgreifender Abtragung, ist in der der näheren Umgebung Sulzburgs keine Relikte dieser Gesteine übriggeblieben. Erst im Bereich der sogenannten Vorbergzone, sind diese und jüngere Gesteine am Rand zwischen Schwarzwald und Oberrheingraben erhalten geblieben.
Gerölle und Kieselsteine aus Gneis, Granit und paläozoischen Gesteinen, findet man heute als jüngste Ablagerungen im Sulzburger Tal und vor allem im Bachbett des Sulzbachs. Man findet aber auch Gerölle aus Gneis und Granit, die bereits im Erdaltertum abgetragen, in Flüssen transportiert, abgelagert und zu Gestein (Konglomerate) wurden. Diese Gerölle sind meist an ihrer guten Rundung zu erkennen. [1], [4]
Wer von euch hat nicht schon den Formen- und Farbenreichtum gerundeter Steine (wir nennen sie einfach mal Kieselsteine) in einem klaren Bergbach bewundert? Manche der Kieselsteine sind einfarbig weiß, grau oder schwarz, es gibt grüne, braune, ziegelrote oder rosafarbene. Nicht wenige bestehen aus zwei oder mehr farblichen Komponenten (= mineralische Zusammensetzung). Manche sind punktiert oder wellenförmig marmoriert, wieder andere haben glitzernde kristalline Einschlüsse.
Doch die Kieselsteine in Fließgewässern entstehen nie dort, wo sie gerade gefunden werden. Auch die Kieselsteine im Sulzbach haben bereits einen mehr oder weniger langen Weg hinter sich. Dabei sind uns die Farbe und die Zusammensetzung der Kieselsteine ein Wegweiser zum Ort ihrer Herkunft.
Ablagerungen in Fließgewässern bestehen aus Sand und Gestein ganz unterschiedlicher Größe. Fließendes Wasser löst die kleineren Gesteinsfraktionen aus dem festen, felsigen Gesteinskörper und verfrachtet sie im Bach talabwärts. Die wechselseitige Reibung im Wasser poliert die Steine bis sie sich allmählich zu Kieseln runden.
Je nach Transportweg und Fließgeschwindigkeit, können die Komponenten gut gerundet, kantengerundet bis eckig sein.
Zurück bleiben grobe Schotter und die oft viele Tonnen schwere Blöcke – wie hier am Oberlauf des Sulzbachs vereinzelt zu sehen sind. Aber durch die beständige Erosion werden auch sie irgendwann einmal zerkleinert ihren Weg talabwärts antreten müssen.
Habt ihr gewusst,
dass sich je nach Liefergebiet, die Komponenten in ihrer Gesteinsart, Größe und Zusammensetzung beträchtlich voneinander unterscheiden?
Aufgrund seiner mineralischen Zusammensetzung kann die Herkunft eines Kieselsteins oft bis in eine konkrete Gesteinsschicht zurückverfolgt werden. Jeder Kieselstein erzählt die Geschichte seiner Entstehung und seines langen Weges bis zu dem Ort, wo er gefunden wird.
Planetary Geology on … Titan
Der Titan ist einer der faszinierendsten Himmelskörper. Er zählt zu den größten Monden in unserem Sonnensystem und ist der einzige Mond mit einer nennenswerten Atmosphäre. Mit einem Durchmesser von 5.150 Kilometer ist er sogar größer als der Planet Merkur. Wäre er nicht in einer Umlaufbahn um den Saturn gefangen, sondern würde sich auf seiner eigenständigen Bahn um die Sonne bewegen, müsste man ihn zu den erdähnlichen Planeten zuordnen.
Nach fast siebenjährigem Flug an Bord des NASA/ESA/ASI-Orbiters Cassini, wurde die ESA-Sonde Huygens am 25. Dezember 2004 von ihrem Mutterschiff getrennt. Rund zwei Wochen später tauchte die an eine fliegende Untertasse erinnernde Raumsonde in die Atmosphäre des geheimnisvollen Mondes Titan ein und landete - an einem Fallschirm hängend, auf dessen Oberfläche. [2]
Wassereis – so hart wie Stein
Als Huygens die ersten Bilder und Messdaten aus einer Milliarde Kilometer Entfernung zur Erde von ihrem Flug durch die Titanatmosphäre schickte, zeigten sie „offensichtliche Spuren von Erosion durch Flüssigkeitsströme“ [2], ein verzweigtes Flusssystem – der erste Beweis für einen Flüssigkeitskreislauf auf einem anderen Himmelskörper!
Am bemerkenswertesten war aber ein Bild, das Huygens von der Titanoberfläche aufgenommen hatte, als sie bereits gelandet war. Auf ihm war eine weite Ebene zu sehen, auf der einige Kieselsteine lagen. Dieser Anblick war im ersten Moment nichts Ungewöhnliches. Ein ähnliches Bild hätte man auch auf der Erde machen können, in der Morgendämmerung in einem ausgetrockneten Fluss- oder Bachbett – mit einer herkömmlichen Kamera und mäßiger Belichtung. Das Ungewöhnliche an diesem Bild war die eigentümliche Vertrautheit.
Da fliegt die Raumsonde Cassini /Huygens über eine Milliarde Kilometer zu einem anderen Himmelskörper mit anderen Umweltbedingungen, und dann sendet sie ein solches Bild zurück (…).
Die Kiesel auf dem Bild bestehen allerdings nicht aus Stein, sondern aus Wassereis, das bei niedrigen Temperaturen und geringem atmosphärischen Druck, die auf dem Titan herrschen, steinhart ist. Und die Flüssigkeit, die diese „Steine“ transportiert, gedreht und rundgeschliffen hatte, war kein Wasser, sondern flüssiges Methan.
Anderer Himmelskörper – andere Chemie, aber die gleiche Physik und die gleichen „geo“logischen Prozesse.
Der Titan ist ein außergewöhnlicher Himmelskörper, der unserer Erde in vielerlei Hinsicht ähnelt, vor allem was die Wetterverhältnisse, die Form und Ausprägung der Oberfläche sowie die Charakteristik der Flussläufe angeht – nur die chemischen Bestandteile sind anders.
Huygens hat in den zwölf Jahren nach der Landung noch eine weitere faszinierende Entdeckung gemacht. Einen Ozean aus flüssigem Methan – ein Meer aus komplexen chemischen Verbindungen (Kohlenwasserstoffe) - ein Ort, an dem Leben entstanden sein könnte. Doch bis es zur Erforschung dieses Ozeans kommt, wird sicher noch einiges Methan die Bäche und Flüsse des Titans herabfließen.
Habt ihr gewusst,
dass die genaue Untersuchung der Gesteine im Gelände es dem Geologen ermöglichen, Rückschlüsse auf die bei der Bildung der Ablagerungen vorherrschenden Bedingungen zu ziehen und damit eine Rekonstruktion der ehemaligen Umwelt vorzunehmen?
… und vielleicht einmal in nicht als zu ferner Zeit - auf einem anderen Himmelskörper.
Eure Aufgaben
Um die Logbedingungen für diesen EarthCache zu erfüllen, müsst ihr – nicht zum Saturnmond Titan fliegen - sondern folgende Aufgaben angehen und Untersuchungen vornehmen:
Aufgabe 1: Was könnt ihr mir über die Form sowie Grob- oder Feinkörnigkeit der Kieselsteine sagen? Sind alle Kieselsteine etwa gleich groß? – sind sie gerundet oder eckig? Bitte beschreibt mit eigenen Worten kurz eure Beobachtungen.
Aufgabe 2: Zur näheren Unterscheidung betrachten verschiedene Kieselsteine, legt sie nebeneinander und betrachtet ihre Form. Nehmt dazu euer Metermaß und messt die Achsen a, b und c der Kieselsteine – siehe dazu Abbildung (1):
bestimmt den Quotienten aus: Durchmesser mittlere Achse / Durchmesser lange Achse
bestimmt den Quotienten aus: Durchmesser kurze Achse / Durchmesser mittlere Achse
Vergleicht nun eure Ergebnisse – siehe dazu Abbildung (2). Sind die von euch untersuchten Kieselsteine gleichkörnig, stabförmig/stängelig, scheibenförmig oder flachstängelig?
Aufgabe 3: Wenn ihr eure Ergebnisse mit denen von Huygens aufgenommen Kieselsteinen vergleicht. Was könnt ihr uns über ihre Form sagen? Ist ihre Form ähnlich oder unterscheidet sie sich grundlegend?
Bitte sendet eure Antwort per E-Mail an mich und logged diesen EarthCache. Falls es ein Problem mit eurer Antwort geben sollte, so melde ich mich, um es zu lösen. Wenn es kein Problem gibt, dann war eure Antwort richtig und der Log in Ordnung.
Falls ihr möchtet, könnt ihr noch ein Bild von euch selbst und/oder eurem GPS mit dem Sulzbach im Hintergrund machen und es zusammen mit eurem Log hochladen (optional).
Quellen und weiterführende Literatur:
[1] Geschichte der Stadt Sulzburg, Band I - Freiburg i.Br., Kehrer, 1. Auflage, 1993
[2] https://www.esa.int/Space_in_Member_States/Germany/Die_Huygens-Mission_der_ESA_Highlights_und_Ergebnisse
Diese Zusammenfassung basiert auf einem Artikel mit dem Titel <<An overview of the descent and landing of the Huygens probe on Titan>>, erschienen am 30. November 2005 in der wissenschaftlichen Zeitschrift <<Nature>>.
[3] Bildnachweis:
PIA07232: <<First Color View of Titan's Surface>> https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07232
<<Artist’s interpretation of Huygens on Titan pillars>> https://www.esa.int
[4] und meine eigenen Beobachtungen - im Sulzbachtal (…)
Weitere Informationen für am Thema Interessierte: https://solarsystem.nasa.gov/missions/cassini/overview/