wir auf alle Fälle sagen: Die Ergebnisse der radioaktiven
Methode der Altersbestimmung machen durchaus den Eindruck großer
Zuverlässigkeit. Sie fügen sich zwanglos dem Rahmen ein, den die
Geologie aufgestellt hat. Die absoluten Alterszahlen stehen mit der
relativen Altersbestimmung nirgends in Widerspruch. Das gleichbleibende
Verhältnis von Uran und Blei bei Mineralien desselben Vorkommens zeigt
deutlich, daß ihm ein bestimmtes Gesetz zugrunde liegt.
So erfüllt tatsächlich die neue Methode alle Anforderungen, die
an ihre Ergebnisse gestellt werden müssen. Die Grenzen ihrer
Anwendungsmöglichkeit sollen allerdings auch nicht verschwiegen werden.
Leider sind die Mineralien, die sie braucht, recht selten und nur in
vollständig unverwittertem Zustand verwendbar. Mit der radioaktiven
Methode kann nur das Alter von Uranmineralien, und damit der Zeitpunkt
des Ausbruchs und der Erstarrung ihres Muttergesteins bestimmt werden.
Nun ist es oftmals unmöglich, das relative Alter eines solchen Gesteins
genau festzulegen; es kann von ihm (wie bei 2) unter Umständen nur
ausgesagt werden, daß es jünger als Kambrium, aber älter als Tertiär
sein müsse, und das sind sehr weit gezogene Grenzen. In einem solchen
Fall ist leider auch die schönste Altersbestimmung für die Festlegung
eines Punktes in der Erdgeschichte verloren. Wenn die Wissenschaft
in Anwendung der neuen Methode später einmal vollständige Sicherheit
erlangt hat, so besitzt sie allerdings damit die Möglichkeit, mit
Hilfe des absoluten Alters eines Gesteins auch die Formation zu
bestimmen, der es angehören muß. Bedauerlich ist es, daß bis jetzt
noch keine ganz zuverlässige Altersbestimmung für ein jüngeres
Gestein, etwa aus der Jura- oder Tertiärzeit, vorliegt. Es fehlen
eben bis jetzt aus Gesteinen dieser Formationen die zur Untersuchung
verwendbaren Uranmineralien. Leicht und bequem zu handhaben ist die
Methode nicht. Die chemische Analyse wäre zwar an sich nicht besonders
schwierig; sie fordert aber, um zuverlässig zu sein, jedesmal noch eine
besondere Atomgewichtsbestimmung des Bleis, die in der notwendigen
Genauigkeit nur von ganz wenigen Spezialforschern ausgeführt werden
kann. Alles in allem können wir aber sagen, daß die neue Methode der
Altersbestimmung einen ~ungeheuren Fortschritt~ bedeutet: das rohe
Schätzen und Extrapolieren haben wir verlassen; wir sind mit ihr in
den Bezirk exakter physikalisch-chemischer Forschung eingetreten. Ihre
wissenschaftliche Grundlage, die Zerfallstheorie der radioaktiven
Elemente, darf schon heute als gesicherter Bestand der Wissenschaft
gelten, obwohl sich die einzelnen Angaben über Zerfallszeiten bei
zukünftigen genaueren Bestimmungen noch etwas ändern können. Zwei
grundlegende Voraussetzungen sind allerdings noch in den Berechnungen
enthalten: Wir müssen einmal annehmen, daß das Uranmetall rein und
ohne seine Folgeprodukte bei der Bildung des Minerals in dieses
eingetreten sei. Das ist eine Annahme, die von der Mineralogie
überaus wahrscheinlich gemacht wird. Das zweite muß in seiner Art
bei jedem geologischen Zeitmesser zugrunde gelegt werden. Wir müssen
voraussetzen, daß die „Uranuhr“, wie wir sie kurz heißen wollen, im
ganzen Verlauf der geologischen Vorzeit gleich rasch gegangen sei wie
heute. Wir werden auf diese Frage nochmals zurückkommen.
Mit diesen Altersbestimmungen nach radioaktiver Methode ist ein
Wunsch in Erfüllung gegangen, den wir zum Schluß des zweiten Kapitels
ausgesprochen haben: Wir haben durch physikalisch-chemische Messung die
sichere zeitliche Festlegung mehrerer Punkte in früher geologischer
Vergangenheit erreicht. Damit ergeben sich ohne weiteres auch
brauchbare Werte für die dazwischenliegende Zeit. Vom Extrapolieren
können wir, wie der Mathematiker sagen würde, zum ~Interpolieren~
übergehen; wir bestimmen den Verlauf der Zeitkurve zwischen zwei
festen, weit auseinanderliegenden Punkten. Es ist ja nötig, durch eine
größere Zahl von Altersbestimmungen die Sicherheit der Ergebnisse noch
zu verstärken; aber es kann gesagt werden, daß auch schon die heute
vorliegenden Zahlen infolge ihrer Widerspruchslosigkeit einen sehr
hohen Grad von Wahrscheinlichkeit beanspruchen dürfen. Das ist alles,
was überhaupt erwartet werden kann, sind wir doch Eintagsfliegen,
denen jedes unmittelbare Herantreten an die Messung geologischer
Zeiträume immer versagt bleiben wird. Stellen wir die zuverlässigsten
Zahlen heraus, so sind es die für das Alter des Karbons mit 320
Millionen Jahren (vielleicht etwas zu hoch), des Untersilurs mit 400
Millionen Jahren, des Mittel-Präkambriums mit 1000 und 1300 Millionen
Jahren. Es gilt nun, in diesen Rahmen die übrigen Ereignisse der
Erdgeschichte schätzungsweise einzufügen, wie der Kartograph nach
der genauen Festlegung seiner trigonometrischen Punkte das übrige
in seine Karte einzeichnet. Einer der wichtigsten Punkte ist der
~Beginn des Kambriums~. Nach den obigen Zeitbestimmungen können wir
als wahrscheinliche Zahl etwa 500 Millionen Jahre für ihn einsetzen
(Barrell nimmt 600 Millionen Jahre an). Auf diesen Zeitraum verteilen
sich die zehn Formationen des Geologen, deren jede etwa 40-80 Millionen
Jahre zu ihrer Bildung beansprucht haben mag. Für das Tertiär wird ein
Wert in der Nähe der unteren Grenze anzusetzen sein, ein Ergebnis, das
unsere frühere Schätzung aufs schönste bestätigt.
Für das ~Präkambrium~, das noch weit über das Kambrium zurückführt,
muß auf alle Fälle ein Zeitraum angenommen werden, der die Dauer aller
späteren Epochen um das Mehrfache übersteigt. Alle Gesteine dieser
Periode sind in ihren Mächtigkeiten verändert, in der stärksten Weise
umgebildet und zum größten Teil zu kristallinen Schiefern geworden,
deren Ursprung man kaum mehr zu erkennen vermag. Die Zeitdauer ihrer
Bildung muß noch weit das Maß übersteigen, das schon ihre ungeheure
Schichtmächtigkeit erwarten läßt. Tatsächlich ergibt ja die radioaktive
Methode für das Präkambrium einen Zeitraum von weit über einer
Milliarde Jahre, wenn die Zeit vom Mittelpräkambrium bis zum Beginn des
Kambriums allein schon 800 Millionen Jahre beträgt. Daß ganz ungeheure
Zeiträume dem Präkambrium zugrunde liegen müssen, ergeben vor allem
auch entwicklungsgeschichtliche Überlegungen. Weist doch die Tierwelt
des Kambriums Vertreter von außerordentlich hoher Entwicklung auf;
vom Anfang des Lebens überhaupt bis zu dieser Entwicklungshöhe muß der
Weg vielmal weiter gewesen sein als vom Beginn des Kambriums bis zur
Jetztzeit. War er dreimal, war er zehnmal, oder gar hundertmal so weit?
Niemand vermag es zu sagen. Alle Anhaltspunkte fehlen uns; die Anfänge
des Lebens sind vielleicht in uralten Schichten des Präkambriums
begraben, aber ihre Spuren sind bereits vollständig verwischt und
es ist so gut wie aussichtslos, über sie jemals etwas Bestimmtes zu
erfahren.
Noch viel unsicherer werden unsere Vermutungen, wenn wir Jahreszahlen
für noch weiter zurückliegende Entwicklungszustände unserer alten Erde
finden wollen. Wir haben bereits die Altersbestimmung des Ozeans aus
seinem Salzgehalt abgelehnt; dasselbe wird mit gewissen physikalischen
Methoden der Fall sein müssen. Eine große Rolle hat bis vor kurzer
Zeit der Versuch des englischen Physikers ~Thomson~ (~Lord Kelvin~)
gespielt, aus der Abkühlung der Erde ihr Alter zu berechnen (1897).
Von den physikalischen Gesetzen der Wärmestrahlung ausgehend, kam er
auf das Ergebnis, daß eine Kugel von der Größe und Beschaffenheit der
Erde zur Abkühlung von einem feuerflüssigen Zustand bis zur heutigen
Oberflächentemperatur etwa 40 Millionen Jahre nötig habe. Diese Zahl
hatte von vornherein sehr wenig innere Wahrscheinlichkeit. Es läßt
sich überzeugend nachweisen, daß im Kambrium keine wesentlich höhere
Temperatur bestanden haben kann als heute. In dem großen Vorgang der
Abkühlung könnte daher der Zeitspanne vom Kambrium bis zur Jetztzeit
nur ein ganz geringer Prozentsatz der 40 Millionen Jahre zufallen,
und daraus würden sich so geringe Zahlen für die Bildungszeiten der
einzelnen geologischen Formationen ergeben, daß kein Geologe ihre
Richtigkeit zugeben könnte. Nun hat sich aber weiterhin im Zusammenhang
mit der radioaktiven Forschung eine Tatsache ergeben, die allein
für sich genügt, die Berechnung Thomsons ungültig zu machen. Thomson
kannte nämlich die Tatsachen des radioaktiven Zerfalls noch nicht und
konnte daher in seine Wärmerechnung einen überaus wichtigen Aktivposten
nicht einstellen: den Zuwachs an Wärme, den die Erde durch den Zerfall
radioaktiver Substanzen andauernd erfährt. Es ist versucht worden,
die Menge der radioaktiven Stoffe in den uns zugänglichen Teilen der
Erdrinde zu bestimmen; dabei ergaben sich so erhebliche Mengen, daß
ihre Wärmeerzeugung beim Zerfall vollständig genügt, um den Verlust
aufzuheben, den die Erde durch Wärmeausstrahlung erleidet. Ja es
ist sogar für die Wissenschaft zum Problem geworden, wie es möglich
sei, daß die Erde nicht dauernd heißer werde! Es müssen besondere
Annahmen über die Verteilung der radioaktiven Stoffe in größerer
Tiefe gemacht werden, um die ziemlich gleichbleibende Wärme der
Erdrinde verständlich zu machen. Wir sehen, dieser eine Umstand genügt
vollständig, um die Berechnung Thomsons unbrauchbar zu machen. Wir tun
am besten, mit unsern Versuchen absoluter Altersbestimmungen nicht
weiter zurückzugehen als bis zu einem Zeitpunkt, den wir noch mit
erprobten Methoden erfassen können. Die Wissenschaft vermag im heutigen
Augenblick noch nicht das „Alter der Erde“ schlechthin zu bestimmen.
Wir wollen bescheidener sein und uns an der Berechnung von Zahlen für
das Alter des Kambriums oder des Präkambriums genügen lassen.
V. Schlußbetrachtung und Ausblick
Drei große Gruppen von Methoden haben uns zu unsern Ergebnissen
geführt; es ist zum Schluß nötig, die eingeschlagenen Wege nochmals im
Zusammenhang zu überblicken. Die erste Methode versuchte, die auf der
Erde gebildeten Sedimentgesteine als die Leistung immerfort arbeitender
geologischer Kräfte zu erklären und daraus die Zeitdauer ihrer Bildung
zu berechnen. Das wahrscheinlichste Ergebnis waren etwa 300 Millionen
Jahre; diese Zeit wäre zur Bildung aller, auch der präkambrischen
Sedimente nötig gewesen. Nach dem Verhältnis der bekannten
Sedimentmächtigkeiten würde hiervon mehr als die Hälfte, mindestens
200 Millionen Jahre, auf die Zeit vom Kambrium bis zur Jetztzeit
entfallen. Dazu muß aber gesagt werden, daß auf diese Weise die Zeit
des Präkambriums sicher bedeutend unterschätzt wird. Die zweite Methode
geht von schönen und zuverlässigen Zeitmessungen geologischer Vorgänge
der Nacheiszeit aus und führt unter Verwendung von Verhältniszahlen
durch kühne Extrapolation auf den weiten Rahmen von 40-1600 Millionen
Jahren für das Alter des Kambriums, wobei sich als wahrscheinlichste
Werte 200-600 Millionen Jahre ergeben. Die radioaktive Methode gibt
schließlich die Möglichkeit, ganz bestimmte Alterszahlen zu berechnen,
die für das Karbon rund 300 Millionen Jahre, für das Kambrium etwa 500
Millionen Jahre, für frühe Zeitpunkte des Präkambriums mindestens 1500
Millionen Jahre betragen. Wie lassen sich nun all diese Ergebnisse
vereinigen? Zunächst ist zu sagen, daß sich die Ergebnisse des ersten
und zweiten Wegs durchaus nicht widersprechen. Die nach der ersten
Methode berechneten Alterszahlen fallen in den Rahmen der zweiten, und
auch die mittleren Werte kommen einander recht nahe. Ebenso führen
die Altersbestimmungen von Uranmineralien zu Zahlen, die sich ohne
weiteres in den Rahmen der zweiten Methode einfügen. Dagegen besteht
tatsächlich ein Widerspruch zwischen den Ergebnissen des ersten und
dritten Wegs, die beide bestimmte Zahlen nennen, der erste für das
Alter des Kambriums 200 Millionen Jahre, des Präkambriums ungefähr
300 Millionen Jahre, der zweite 500 und 1500 Millionen Jahre. Wie ist
dieser Widerspruch zu lösen? Beide Methoden haben die Voraussetzung,
daß ihre geologische Uhr in der ganzen Vergangenheit gleich schnellen
Gang gehabt habe wie in der Gegenwart. Nun ist es denkbar, daß die
Sedimentationsuhr, wie wir sie kurz heißen wollen, in der Vergangenheit
langsamer gegangen wäre als in der Gegenwart. Dann hätte uns die Uhr
mit ihrem gegenwärtigen raschen Lauf für die Vergangenheit zu kleine
Zeitwerte angegeben; wir müßten also die höheren Jahreszahlen der
Uranuhr als die richtigen annehmen. Es wäre aber auch denkbar, daß die
Uranuhr heute langsamer ginge als in geologischer Vorzeit. Dann hätte
sie uns zu große Zeiträume vorgetäuscht und die Sedimentationsuhr hätte
recht.[11]
[11] Den dritten Fall, daß beide Uhren falsch gehen könnten,
wollen wir außer Betracht lassen.
Die Frage nach der Größe der Zeiträume kommt also auf eine Untersuchung
über die Zuverlässigkeit unserer geologischen Zeitmesser hinaus, und
daß hier der Uranuhr größeres Vertrauen entgegengebracht werden kann
wie der Sedimentationsuhr, das kann kaum einem Zweifel unterliegen.
Die Uranuhr beruht auf einem einheitlichen physikalisch-chemischen
Vorgang, der im Aufbau der Atome begründet ist und dessen Ablauf mit
keinem uns zugänglichen Mittel auch nur im geringsten verändert werden
kann. Es wurde schon angeführt, daß Drucke von 25000 Atmosphären
zusammen mit Temperaturunterschieden von mehreren tausend Graden den
Zerfall der Atome nicht beeinflussen konnten. Die Annahme, daß der
Zerfall früher schneller vor sich gegangen sei, kann in keiner Weise
begründet oder auch nur wahrscheinlich gemacht werden; sie würde
bedeuten, daß Naturgesetze nicht unveränderlich wären, sondern sich
im Verlauf geologischer Zeiträume ändern könnten. Dagegen hängt die
Sedimentationsgeschwindigkeit der Jetztzeit von einer Unzahl von
Faktoren ab, die ohne Zweifel im Lauf der Erdgeschichte nicht immer
dieselben gewesen sind. Um eine Übereinstimmung mit der Uranuhr
zu erzielen, müßten wir annehmen, daß die Sedimentationsuhr heute
mindestens 2½mal, vielleicht sogar 4-5mal schneller ginge wie im
Durchschnitt der geologischen Vergangenheit. Tatsächlich vertreten nun
besonders eine Reihe englischer und amerikanischer Geologen (Holmes,
Chamberlin, Barrell) diese Ansicht sehr lebhaft. Sie behaupten, daß
das Maß der Abtragung und damit auch der Sedimentation heute ein
überdurchschnittlich großes sei. Unsere Flüsse haben an den immer noch
hochragenden Resten der im Tertiär aufgetürmten Kettengebirge und an
den lockeren und leicht zerstörbaren Bildungen der jüngstvergangenen
Eiszeit leichtes Spiel für ihre Zerstörungsarbeit; sie tragen daher
wesentlich mehr ins Meer hinaus als in früheren Erdperioden, in denen
die Gebirge der Erde bis fast zu ihren Grundmauern abgeschliffen
waren. Lebhafte Schollenbewegungen, die Hebungen und Senkungen von
Ländern zur Folge haben, halten heute die Arbeit der Flüsse in Atem.
Der Vulkanismus ist gegenwärtig recht lebhaft und liefert in seinen
Aushauchungen Gase, die die Verwitterung beschleunigen. So hat die
Ansicht jener Geologen, die Sedimentationsuhr gehe heute wesentlich
rascher als in der Vorzeit, sehr gewichtige Gründe für sich; ihre
Annahme hätte zur Folge, daß wir die durch die Uranmethode gewonnenen
Zahlen als die richtigen ansehen müßten.
Damit sind wir am Ende unserer Untersuchungen über absolute geologische
Altersbestimmung angelangt. Von höchstem wissenschaftlichem Reiz ist
es gewesen, all den verschlungenen Wegen nachzugehen, auf denen die
Forschung eines der packendsten und interessantesten Probleme der
Erdgeschichte zu lösen versuchte. Wir können zwar noch nicht sagen, daß
die Frage heute schon restlos gelöst sei, aber wir haben den lebhaften
Eindruck gewonnen: sehr weit sind wir von der endgültigen Lösung des
Problems nicht mehr entfernt, wahrscheinlich haben wir sie sogar in
den Altersbestimmungen nach radioaktiver Methode heute schon in der
Hand. Wo die Jahreszahlen der Geschichte beim Rückwärtsschreiten in die
Vergangenheit abbrechen, da würden die Jahreszahlen der Geologie sich
anschließen und bis in die fernste Vergangenheit zurückführen.
Mit diesen exakten Altersbestimmungen hat die Geologie ein Problem
gelöst, das sie seit ihren ersten Anfängen beschäftigte: Die Bezwingung
der geologischen Zeiträume durch Maß und Zahl. Schon vor achtzig Jahren
hat die Astronomie ein ähnliches Ziel erreicht. Die Geologie weist den
Menschen zurück in unvorstellbar große Zeiträume der Vergangenheit,
die Astronomie führt ihn von unserem Planeten und dem engen Bezirk
unseres Sonnensystems hinaus in die endlosen Fernen des Weltalls. Wohl
kannte man schon lange mit befriedigender Genauigkeit die Entfernung
aller Glieder des Sonnensystems, vollständig unbekannt waren aber
die Entfernungen der Fixsterne, bis es im Jahr 1837 dem berühmten
Königsberger Astronomen ~Bessel~ gelang, die Entfernung des kleinen
Sterns 61 im Schwan zu messen; er erhielt für sie 80 Billionen km. Im
nächsten Jahr wurde am südlichen Sternhimmel die Entfernung unseres
nächsten Nachbars im Fixsternsystem, des Sterns α im Zentauren zu
41 Billionen km oder 4½ Lichtjahren bestimmt, d. h. der Stern ist so
weit entfernt, daß sein Licht bei einer Sekundengeschwindigkeit von
300000 km 4½ Jahre braucht, um auf unsere Erde zu gelangen. Damit war
zum erstenmal die Entfernung eines Punktes außerhalb des Sonnensystems
gemessen. An die Stelle des verschwommenen Begriffs „unmeßbar weit“
war die genaue Zahl getreten. Mit den ersten sicheren Messungen,
denen bald noch weitere folgten, konnten sich klare Begriffe von der
Entfernung und Größe all der Sonnen im Weltall bilden und damit auch
eine Vorstellung vom Bau des Ganzen. So bedeutet das Jahr 1837 für
die Astronomie einen Markstein ersten Rangs. Heute ist die Geologie
mit den Altersbestimmungen auf radioaktiver Grundlage an demselben
Punkt angelangt, wie damals die Astronomie mit der ersten Messung
einer Fixsternentfernung. An die Stelle unsicherer Zeitschätzungen
treten ganz bestimmte, durch eine exakte physikalisch-chemische Methode
gewonnene Zahlen; die erste sichere Zeitmessung ist erreicht. Hoffen
wir, daß die neue Errungenschaft der Geologie ebenso reiche Früchte
bringen möge wie die Tat Bessels der Astronomie!
Wie die Entfernungsgrößen im Weltall unvorstellbar groß sind, so sind
es auch die Zahlen, die wir für die Zeitdauer geologischer Perioden
erhalten haben. Nicht einmal ein Jahrhundert vermag der Mensch mit
seiner persönlichen Erinnerung zu umspannen, ein Jahrtausend ist ihm
unfaßbar lang, und bei der Jahrmillion schwindet auch der letzte Rest
einer Vorstellung. Es fängt die Gedankenlosigkeit an, die mit solchen
Maßen nur spielt, ohne irgend einen Sinn damit zu verbinden. Wir müssen
daher versuchen, diese Zeiträume durch Bilder zu veranschaulichen,
die der menschlichen Vorstellungskraft noch zugänglich sind. Die
Erdgeschichte seit Beginn des Kambriums werde durch eine gerade
Linie von Berlin nach Stuttgart dargestellt. Das sind 500 Kilometer;
sie sollen den 500 Millionen Jahren entsprechen, die seit Beginn
des Kambriums verflossen sind. Dann bedeutet ein Kilometer eine
Jahrmillion, die letzten 500-1000 m wären die Eiszeit, die 6000 Jahre
der Geschichte würden auf 6 m -- eine Zimmerlänge -- zusammenschrumpfen
und ein Menschenleben von 70 Jahren auf 7 cm. Ließen wir eine Schnecke
in einem normalen Schneckentempo von 3,1 mm in der Sekunde die Strecke
entlang kriechen, so würde sie dazu genau 5 Jahre brauchen, die Strecke
des Tertiärs würde sie in etwa 4 Monaten zurücklegen, die Eiszeit in
2-3 Tagen, die letzten 8 mm -- die Strecke vom Beginn des Weltkriegs
bis zur Gegenwart -- könnte sie aber in 2½ Sekunden erledigen! Wo aber
auf der anderen Seite der Beginn des Lebens liegt, von dem die Linie
herkommt, vermögen wir nicht zu sagen. Mindestens noch weitere 1000 km
zurück, vielleicht sogar weit drüben in Asien!
An diesem Bild wird uns mit einem Schlage klar, wie klein und winzig
im Verhältnis zur Erdgeschichte die Zeiträume sind, die der Mensch
zu überblicken vermag. Wie geringfügig erscheint uns auf einmal die
ganze Menschheitsgeschichte, die der Mensch voll Überhebung die
„Weltgeschichte“ zu nennen pflegt, und was bedeutet vollends ein
Menschenleben im Strome des Weltgeschehens!
„Ein kleiner Ring begrenzt unser Leben
Und viele Geschlechter reihen sich dauernd
An ihres Daseins unendliche Kette.“
Nun verstehen wir auch, warum die Erdentwicklung dem menschlichen Auge
stillzustehen scheint. Wir sind so kurzlebig, daß wir selbst im Laufe
eines ganzen Menschenlebens die Veränderungen nicht gewahr werden,
die mit der Erde und ihren Lebewesen vor sich gehen. Berg und Tal,
Festland und Meer, der anatomische Bau von Tieren und Pflanzen, sie
scheinen uns starr und unveränderlich, nicht in lebendiger Umwandlung
begriffen. Es ist, wie wenn unser Auge bei der Vorführung eines Films
nur ein einziges Bildchen von all den Tausenden sehen würde, die durch
ihr Nacheinander das Leben auf der Leinwand erzeugen. Setzen wir ein
Menschenleben von 70 Jahren dem Anschauen eines Einzelbildchens gleich,
von denen in der Sekunde 20 auf der Leinwand vorbeihuschen, so wäre die
ganze Erdgeschichte seit dem Kambrium ein Riesenfilm von 129 km Länge,
der 100 Stunden zur ununterbrochenen Vorführung brauchen würde!