Die beiden Häufigkeitsmaxima der Höhen.]

Auf dem ganzen Gebiet der Geophysik gibt es wohl kaum eine zweite

Erscheinung, die ein so klares Gesetz erkennen läßt wie diese

Höhenstatistik der Erdrinde. Es ist deshalb sehr merkwürdig, daß

bis zu meinen ersten Veröffentlichungen darüber anscheinend noch

von keiner Seite her ein Versuch zu einer Erklärung dieses Gesetzes

gemacht worden ist, obwohl es doch schon so lange bekannt ist.

Nur /Sörgel/[33] hat in seiner Polemik gegen die hier vertretenen

Kontinentalverschiebungen den Versuch gemacht, dieses doppelte Niveau

auf andere Weise zu erklären, in der richtigen Erkenntnis, daß die

von mir gegebene einfache Erklärung eine starke Stütze für die

Verschiebungstheorie darstellt. Aber seine Darstellung ruht auf einer

irrigen Überlegung. Durch Hebungen und Senkungen, also Störungen des

vorgegebenen Gleichgewichtsniveaus, können nur dann zwei verschiedene

Häufigkeitsmaxima der Höhen entstehen, wenn physikalische Ursachen für

die Bevorzugung dieser beiden bestimmten Höhen vorhanden sind. Ist

dies, wie bei uns, nicht der Fall, so regelt sich die Häufigkeit der

Höhen nach dem /Gauß/schen Fehlergesetz, d. h. wir erhalten nur /ein/

Häufigkeitsmaximum etwa in der Gegend des mittleren Krustenniveaus

(-2300 m), und die Störungen werden um so seltener, je größer sie sind

(vgl. die gestrichelte Linie in Fig. 4).

Die statt dessen vorhandene Duplizität des Häufigkeitsmaximums

verlangt also auch eine Duplizität des ungestörten Ausgangsniveaus.

Handelt es sich aber wirklich um zwei verschiedene Niveauflächen,

die nebeneinander vorkommen, so bedeutet dies, daß wir es mit zwei

verschiedenen Schichten des Erdkörpers zu tun haben: Die Kontinente

gehören der Lithosphäre, die Tiefseeböden der Barysphäre der Erde an.

Dieser Schluß erscheint uns durchaus unvermeidlich[34].

Daß die Schweremessungen über den Ozeanen durch diese Annahme des

gänzlichen Fehlens der Lithosphäre ebenso gut dargestellt werden wie

durch die frühere Annahme, daß dieselbe hier nur wesentlich dünner sei,

liegt auf der Hand. Denn sie besagen ja nur, daß das Gestein unter den

Ozeanen schwerer ist als das unter den Kontinenten.

Noch aus einem anderen Grunde erscheint diese neue Auffassung der

Tiefseeböden unabweisbar. Es war schon oben darauf hingewiesen worden,

daß es nach den neueren Ergebnissen der tektonischen Forschungen,

insbesondere über den Deckfaltenbau der Gebirge, nach dem Urteil aller

Spezialforscher unmöglich ist, diese gewaltigen Zusammenschübe auf

Rechnung einer Kontraktion des Erdkörpers zu setzen. Wir verzichten

hier auf eine Wiedergabe der Beweisführung, weil dies anscheinend ein

heute allgemein anerkannter Satz ist. Wenn dies aber richtig ist, wenn

also die Erde nicht in dem Maße kleiner geworden ist, wie ihre Rinde

sich zusammenschob, so ist es ein logisch unvermeidbarer, nur bisher

noch nicht gezogener Schluß, daß dann den großen Zusammenschüben

andere Stellen gegenüberstehen müssen, wo die Rinde aufriß und die

Erdoberfläche nicht mehr vollständig bedeckt. Auch dieser Schluß ist so

einfach und selbstverständlich, daß ich nicht sehe, wie man ihn umgehen

könnte.

Nach /E. Kayser/[35] sind die ältesten archäischen Gesteine überall

auf der Erde stark gestört und gefaltet und finden sich ungefaltete

Ablagerungen erst hier und da im Algonkium. Viele Gebiete erfuhren auch

mehrmalige Faltungen, z. B. wurde das Alpengebiet bereits einmal im

Karbon gefaltet. Ziehen wir in Betracht, daß nach unseren bisherigen

Erfahrungen ein Zusammenschub auf die Hälfte des ursprünglichen

Areals einen nicht unwahrscheinlichen Wert für eine einmalige Faltung

darstellt, so erscheint es durchaus erklärlich, daß die Lithosphäre

heute nur noch ein Drittel der Erdoberfläche bedeckt[36].

Die Frage nach der Natur der Tiefseeböden wäre sehr leicht zu lösen,

wenn man Proben des anstehenden Gesteines von dort erhalten könnte.

Leider ist das bisher nicht möglich. Allein man hat mit Dredschzügen

große Mengen von Gesteinsbrocken und kleinen und kleinsten Splittern

heraufgebracht, und man hat namentlich den roten Tiefseeton einer

eingehenden Untersuchung unterzogen. Nach /Krümmel/[37] hat sich

/Wyville Thomson/, der Leiter der Challenger-Expedition, nachdem er

anfänglich anderer Meinung gewesen war, später der schon 1877 von

/John Murray/ vertretenen Ansicht angeschlossen, daß der rote Ton

von der Zersetzung vulkanischen Materials herrühre. Beseitigt man

die 6,7 Proz. Kalk, so bleiben Mineralien von sehr verschiedenem

Ursprung. „Die Hauptmasse freilich ist, wie schon das Dredschmaterial

erweist, vulkanisch, namentlich überwiegen Bimssteine aller Arten und

Dimensionen..., sodann begegnen die Trümmer von Sanidin, Plagioklas,

Hornblende, Magnetit, vulkanischem Glas und dessen Zersetzungsprodukt

Palagonit, auch Lavabrocken von Basalten, Augitandesiten usf.“ /John

Murray/ meint, daß die vulkanischen Aschen am meisten vertreten seien;

„nach seines Arbeitsgenossen /Renard/ Ansicht aber sind es noch mehr

die submarinen Eruptionen“. /John Murrays/ Ansicht ist wohl wenig

wahrscheinlich. Denn wenn wirklich die ungeheuren Flächen der Tiefsee

in solcher Weise mit Vulkanaschen überlagert wären, dann müßten diese

Aschenregen doch wohl größere Spuren auch auf dem Lande hinterlassen

haben. Aber auch /Renards/ Ansicht kann in dieser Form kaum das

Richtige treffen. Denn wenn es bloße Ausbrüche sind, wie sie auch auf

dem Festlande sich vollziehen, warum bedecken diese Produkte auf dem

Tiefseeboden so ungeheure Flächen? Viel einfacher und natürlicher

ist unsere Annahme, daß der Tiefseeboden grundsätzlich aus diesem

Material besteht. Vielleicht sehen wir auf Island, wie vorgreifend

erwähnt sei, ein Stück solchen Tiefseebodens, der durch darunter

geflossenes oder geschobenes lithosphärisches Material [Sial][38]

gehoben ist. Vielleicht ist eine ähnliche Entstehung auch für das

merkwürdige „Senkungsdreieck“ im Winkel zwischen Abessinien und der

Somalihalbinsel (zwischen Ankober, Berbera und Massaua) anzunehmen. Das

ganze Land besteht auch hier aus jungen vulkanischen Laven und sieht

nach /Traversi/ aus wie eine durch eine riesige Feuersbrunst zerstörte

Gegend, hat also große Ähnlichkeit mit den isländischen Lavawüsten.

Man darf hier vielleicht annehmen, daß das untergeschobene Sial von

der Unterseite des abessinischen Gebirgslandes stammt, welch letzteres

vielleicht eine Stauchung darstellt, die bei einer Drehung (Schleppung)

der Somalihalbinsel nach Norden im Zusammenhang mit dem großen

lemurischen Zusammenschub entstand. Auch die Abrolhos-Bank an der

brasilianischen Küste dürfte in ähnlicher Weise auf ein Herausquellen

flüssiger Sialmassen von der Unterseite der südamerikanischen Scholle

zurückzuführen sein und würde vielleicht, wenn sie sich über den

Meeresspiegel erhöbe, eine ähnliche Basalthaube zeigen. Vielleicht

ist auch der Schelf der Seychellen in gleicher Weise am Rande von

Madagaskar entstanden und sodann von diesem abgetrieben.

Einen weiteren Beweis für die Richtigkeit unserer Anschauung liefert,

worauf mich /A. Nippoldt/ aufmerksam machte, der Erdmagnetismus.

In der Theorie des Erdmagnetismus wird allgemein angenommen, daß die

Abweichung der magnetischen Pole von den Rotationspolen der Erde durch

die unregelmäßige Verteilung der Kontinentaltafeln und Tiefseeböden

erzeugt wird. /Henry Wilde/ (Roy. Soc. Proc. June 19, 1890 und

January 22, 1891) hat ein viel diskutiertes magnetisches Modell der

Erde gebaut, bei welchem er die größte Annäherung an die wirkliche

Verteilung des Erdmagnetismus dadurch erzielte, daß er die Ozeanflächen

mit Eisenblech belegte. /A. W. Rücker/[39] beschreibt diesen Versuch

mit den Worten: „Herr /Wilde/ hat ein gutes magnetisches Modell der

Erde mit einer Versuchsanordnung vorgeführt, die aus der Wirkung eines

primären Feldes einer gleichförmig magnetisierten Kugel und eines

sekundären Feldes von Eisenmassen bestand, welche nahe der Oberfläche

lagen und durch Induktion magnetisiert wurden. Die Hauptmasse des

Eisens ist unter den Ozeanen angebracht... Herr /Wilde/ legt das

Hauptgewicht auf die Bedeckung der Ozeane mit Eisen.“ Auch /Raclot/[40]

hat neuerdings bestätigt, daß dieser Versuch von /Wilde/ in rohen

Zügen das Verteilungsbild des Erdmagnetismus gut darstellt, so daß

geschlossen werden muß, daß unter den Ozeanen eisenhaltigeres Gestein

liegt als unter den Kontinenten. Da bekanntlich allgemein angenommen

wird, daß bereits in dem Silikatmantel der Erde der Eisengehalt mit

der Tiefe wächst und das Erdinnere weiterhin überhaupt vorwiegend

aus Eisen besteht, so besagt dies, daß die Tiefseeböden eine tiefere

Schicht der Erde darstellen und aus den eisenhaltigen Gesteinen der im

nächsten Kapitel zu besprechenden Simagruppe (Hauptvertreter: Basalt)

bestehen. Der Erdmagnetismus begegnet sich also in diesem Resultat

mit den Schweremessungen, welche ein schwereres Gestein verlangen

(was gleichfalls für Basalt erfüllt ist). Aber sein Ergebnis ist

viel eindeutiger; denn bekanntlich erlischt der Magnetismus bei der

Temperatur der Rotglut, welche unter Zugrundelegung der gewöhnlichen

geothermischen Tiefenstufe[41] bereits in etwa 15 bis 20 km Tiefe

erreicht wird. Der starke Magnetismus der Tiefseeböden muß also gerade

schon in den obersten Gesteinschichten vorhanden sein, ein deutliches

Anzeichen dafür, daß hier in der Tat die schwächer magnetische

Lithosphäre ganz fehlt.

Ein weiteres, wenn auch weniger deutliches Anzeichen für die

Richtigkeit unserer Auffassung bildet die Schlichtheit des

Tiefseebodens. Schon vor langer Zeit ist man darauf aufmerksam

geworden, daß der Tiefseeboden über weite Strecken oft erstaunlich

geringe Höhenunterschiede zeigt, ein Umstand, der nicht ohne

praktische Bedeutung für die Kabellegung ist. Z. B. sind unter den

100 Lotungen, welche für das Kabel zwischen den Midway-Inseln und

Guam auf einer Strecke von 1540 km ausgeführt wurden, die Extremwerte

(5510 und 6277 m) nur um 767 m verschieden. Auf einer 10 Seemeilen

langen Teilstrecke, bei der das Mittel aus 14 Lotungen 5938 m ergab,

waren die größten Abweichungen +36 und -38 m[42]. Allerdings ist der

Satz von der Schlichtheit des Tiefseebodens in neuerer Zeit etwas

eingeschränkt worden, da sich herausstellte, daß das Lotungsnetz meist

noch zu weitmaschig ist, um solche Schlüsse zu gestatten, und daß man

auch auf dem Lande bei ähnlich zerstreuten einzelnen Höhenmessungen

einen irrtümlichen Eindruck großer Schlichtheit gewinnen kann. Mit

/Krümmel/ sind aber wohl die meisten Forscher von der zeitweilig

übertriebenen Skepsis zu der Auffassung zurückgekehrt, daß --

abgesehen von den Tiefseerinnen -- dennoch ein solcher grundsätzlicher

Unterschied zwischen Land und Tiefsee besteht, während doch wegen des

Gewichtsverlustes unter Wasser die Böschungen dort viel steiler sein

könnten als in der Luft. In dieser größeren Schlichtheit tut sich eine

größere Plastizität, ein höherer Grad von Flüssigkeit der Tiefseeböden

kund.

Eine Äußerung der Schlichtheit ist auch das Fehlen von Faltengebirgen

auf dem Meeresboden. Während die Kontinentalschollen von alten und

jungen Faltungen kreuz und quer gerunzelt sind, kennen wir von

den ungeheuren Flächen der Tiefsee trotz aller Lotungen bisher

kein einziges Gebilde, welches wir mit einiger Wahrscheinlichkeit

als ein Kettengebirge ansprechen könnten. Einige wollen zwar die

Mittelatlantische Bodenschwelle und den Rücken zwischen den beiden

vor Java liegenden Rinnen als entstehende Faltengebirge auffassen,

allein diese Ansicht zählt nur so wenig Anhänger, daß wir uns hier mit

einem Hinweis auf /Andrées/ Kritik begnügen können[43]. Wie erklärt

sich dieses Fehlen, da doch Zusammenschübe auch beim Tiefseeboden

anzunehmen sind? Die Antwort ergibt sich von selbst, wenn wir die

Isostasie bei der Gebirgsbildung berücksichtigen. Gebirgsbildung ist

Faltung unter Wahrung der Isostasie. Da der weitaus größte Teil der 100

km dicken Kontinentalschollen in das barysphärische Magma eintaucht,

muß auch der größte Teil der Schollenverdickung bei Faltung nach unten

gerichtet sein. Nur ein sehr kleiner Teil des Zusammenschubes wird

als Erhebung sichtbar, denn nach der Forderung der Isostasie muß das

Verhältnis zwischen oberhalb und unterhalb des Barysphärenniveaus immer

das gleiche bleiben. Geht aber bei den Kontinentalschollen bereits der

größte Teil des Zusammenschubes nach unten, so kann ein Zusammenschub

in der Barysphäre überhaupt nicht mehr zu einer Erhebung führen. Das

Material weicht hier nur nach unten oder der Seite aus, ebenso wie

das Wasser zwischen zwei sich nähernden Eisbergen. Deshalb wird durch

das Fehlen von Faltengebirgen auf dem Tiefseeboden die Vorstellung

bestätigt, daß hier die magmatische Barysphäre entblößt ist.

Es ist zu erwarten, daß sich auch auf dem Gebiet der Erdbebenkunde

noch eine weitere unabhängige Kontrolle für unsere Vorstellungen

ergibt, denn die Erdbebenwellen müssen offenbar, wenn das

Gesteinsmaterial grundsätzlich verschieden ist, auch verschiedene

Fortpflanzungsgeschwindigkeiten über den Ozeanen und den Kontinenten

haben. Eine befriedigende Untersuchung über diese Frage steht noch aus,

aber es lassen sich doch schon Anzeichen für das tatsächliche Bestehen

eines solchen Unterschiedes erkennen. So erhielt /F. Omori/[44] für den

sogenannten ersten Vorläufer beim

Guatemala-Beben (19. April 1902) v = 16,02 km/Sek.

San Franzisko-Beben (18. April 1906) v = 13,97 „

Indischen (Kangra-)Beben (4. April 1905) v = 11,36 „

Die Bebenstrahlen verliefen im ersten Fall vorzugsweise über

Tiefseeflächen, im zweiten Fall teils über Kontinente, teils über

Tiefsee, im dritten vorzugsweise über Kontinente. Leider wird die

Beweiskraft dieses Ergebnisses dadurch beeinträchtigt, daß die

Mehrzahl der Geophysiker /Omoris/ Ansicht, nach welcher sich

diese ersten Vorläufer längs der Erdoberfläche fortpflanzen, nicht

teilt, sondern annimmt, daß sie auf dem kürzesten Wege durch das

Erdinnere fortschreiten, so daß die Lithosphäre jedenfalls nur auf

Teilstrecken zur Geltung kommen kann. Die „Hauptwellen“, welche

anerkanntermaßen Oberflächenwellen darstellen, haben aber im

Seismogramm immer einen so unscharfen Einsatz, daß es sehr schwierig

ist, die genauen Geschwindigkeiten aus den Zeitunterschieden ihres

Eintreffens bei den verschiedenen Stationen zu bestimmen. Auch hängt

ihre Geschwindigkeit, wie die Theorie lehrt, in solcher Weise von den

verschiedenen Elastizitätskoeffizienten des Materials ab, daß die

Einwirkung der größeren Dichte der Tiefseeböden durch diejenige ihrer

größeren Plastizität teilweise wieder aufgehoben wird. Immerhin ist zu

berücksichtigen, daß man dieser Frage bisher in der Seismologie noch

keine genügende Beachtung geschenkt hat, und ich halte es durchaus für

möglich, daß sich auch aus den bisher vorliegenden Registrierungen

bereits ein solcher Geschwindigkeitsunterschied der Oberflächenwellen

über Kontinenten und Tiefseeböden ergeben könnte. Desgleichen würde es

sich verlohnen, die so auffällig verschiedenartigen Absorptionswerte,

die sich in der Abnahme der Wellenamplitude äußern, nach diesen

Gesichtspunkten zu untersuchen. --

Die in diesem Kapitel angeführten Beweise für die barysphärische Natur

der Tiefseeböden reden eine sehr eindeutige und eindringliche Sprache.

Daher hat denn auch dieser Teil unserer Vorstellungen bisher am

wenigsten Widerspruch erfahren, und eine Reihe namhafter Gelehrter hat

sich bereits mit ihm einverstanden erklärt.

Drittes Kapitel.

Geophysikalische Erläuterungen.

Die Ausführungen dieses Kapitels gehören nur zum kleinen Teile zur

eigentlichen Beweisführung der Verschiebungstheorie. Zum größeren Teile

setzen sie diese als gegeben voraus und stellen den Versuch dar, die

von dieser Theorie angenommene Plastizität oder Zähflüssigkeit der

Erdrinde durch Anwendung auf bekannte morphologische Erscheinungen der

Erdoberfläche zu veranschaulichen. Ich habe selber bei den später zu

besprechenden Rekonstruktionen anfangs bisweilen große Schwierigkeiten

gehabt, ein anschauliches Bild von den großen plastischen Deformationen

zu gewinnen, denen die Kontinentalschollen offenbar ausgesetzt gewesen

sind, und für manche Stellen der Erdoberfläche bin ich auch heute noch

keineswegs hierin zur Klarheit gelangt. Auch die Kritik, welche meine

früheren Veröffentlichungen erfahren haben, zeigt aufs deutlichste,

wie schwer es ist, sich diese Dinge richtig vorzustellen, die unseren

gewöhnlichen Erfahrungen so fern liegen. Die folgenden Erläuterungen

mögen also namentlich das Mißverständnis beseitigen, als seien die

Kontinentalschollen starre Klötze, die sich nur dort deformiert hätten,

wo diese Deformation durch Faltungen nachweislich geworden ist.

Allgemeines.

Im dritten Bande seines großen Werkes: „Das Antlitz der Erde“ (S.

626) zeigt /E. Suess/, daß die nicht sedimentären Gesteine in zwei

Gruppen zerfallen, nämlich in die sauren, d. h. an Kieselsäure

reichen gneisartigen Urgesteine, und die basischen vulkanischen

Tiefengesteine. Letztere nennt er „Sima“ nach den Anfangsbuchstaben

der Hauptkomponenten Silicium und Magnesium, erstere „Sal“ nach

Silicium und Aluminium. Einer Anregung /Pfeffers/ folgend, möchte ich

statt dessen, um die Identität mit dem lateinischen Wort für Salz zu

vermeiden, „Sial“ schreiben. Es ist wahrscheinlich, daß wir berechtigt

sind, diese beiden Bezeichnungen auch für das Gesteinsmaterial der

Tiefseeböden und der Kontinentalschollen anzuwenden. Was letztere

betrifft, so muß man sich zunächst klar werden über die Rolle,

welche die Sedimente in ihrem Aufbau spielen. Als größte Mächtigkeit

der Sedimente kann man etwa 10 km betrachten, ein Wert, den die

amerikanischen Geologen für die paläozoischen Sedimente der Appalachen

berechnet haben; die andere Grenze ist Null, da an vielen Orten das

Urgebirge jeder Sedimentdecke bar ist. /Clarke/ schätzt die mittlere

Mächtigkeit auf den Kontinentalschollen zu 2400 m. Da die Gesamtdicke

der Kontinentalschollen aber, wie gleich zu zeigen ist, auf etwa 100

km veranschlagt werden darf, so bedeutet diese Sedimentdecke nur eine

oberflächliche Verwitterungsschicht, bei deren völliger Entfernung

überdies die Schollen zur Wiederherstellung der Isostasie fast bis zur

früheren Höhe aufsteigen würden, so daß am Relief der Erdoberfläche

wenig geändert würde. Als Material der Kontinentalschollen ist deshalb

in erster Linie das Urgestein (Hauptvertreter: Gneis) zu betrachten,

dessen „Ubiquität“ heute trotz gewisser Bedenken nicht abzuleugnen ist.

Es ist gerade das Material, welches wir mit „Sial“ bezeichnen wollen.

Als Material der Tiefseeböden aber haben wir uns, wie schon früher

erwähnt, offenbar basaltartige Gesteine zu denken, die schwerer und

eisenhaltiger sind. Basalt ist aber der Hauptvertreter der Simagruppe.

Natürlich kann der Tiefseeboden noch besondere mineralogische Merkmale

aufweisen, da ja schon atlantische und pazifische Laven solche

Unterschiede zeigen. Aber wir sind jedenfalls wohl berechtigt, die

beiden von /Suess/ bezeichneten Klassen von Gesteinen auf die Herkunft

von verschiedenen Schichten der Erde zu beziehen und diese Schichten

mit der Lithosphäre und der Barysphäre zu identifizieren.

[Illustration: Fig. 5.

Die Entstehung der Kontinente und Ozeane · 第 20 / 35 题