Die 3 erstgenannten Phänomene sind meist oberflächennah und nur lokal wirksam. Dennoch gibt es in jedem Bundesland dutzende Stellen, wo sie Menschen gefährden können. Die Geologischen Landesämter erforschen sie unter dem Stichwort "Georisiken".
Aus Baden-Württemberg kannst Du hier das Beispiel einer Hangbewegung anklicken, das sich möglicherweise zu einem Bergrutsch auswachsen könnte. Die Umgebung wird dauernd geodätisch-elektronisch überwacht, um bei allfälliger Beschleunigung der Rutschung einen Alarm auslösen zu können.
Auf feuchten Hängen rutscht oft die oberste Bodenschicht, was am "Säbelwuchs" kleiner Bäume zu erkennen ist: sie trachten senkrecht zu wachsen - und müssen sich deshalb einige Jahre lang dauernd hangaufwärts krümmen. Auf Grashängen im Gebirge sieht man manchmal kahle Stellen ("Plaiken), wo deshalb die Grasnarbe abreisst und wie ein gewellter Teppich nach unten rutscht.
Solche Bewegungen beschleunigen sich häufig nach heftigen Regenfällen; die Durchfeuchtung bzw. Erosion kann dann sogar zum Abgang von Muren führen. Forstwirtschafter und erfahrene Einheimische wissen, wo auf kritischen Hängen auf keinen Fall Bäume gefällt werden dürfen.
Bindeglied von Geophysik und Geodäsie
Die großräumiger wirksamen geodynamischen Kräfte rühren hingegen aus dem Erdinneren her, weshalb man diesen Teil der Geodynamik bisher großteils der Geophysik zuordnete. Heute stellt sie eher ein Bindeglied zur Geodäsie dar, welche in den letzten Jahrzehnten
Auch die Astronomie trägt zu den letztgenannten 4 Aspekten und zu großräumigen Bewegungs-Studien entscheidend bei. So ist die Geodynamik zu einem Musterbeispiel für interdisziplinäre und internationale Kooperation geworden, bei der geometrische und physikalische Methoden sowie klein- und großmaßstäbige Arbeitsweisen zusammenwirken.
Geophysikalische Dienste
Wege dieser Verflechtung und des öffentlichen Interesses wurden in den meisten Staaten Bundesämter, Forschungs- oder Versuchtsanstalten etabliert, die Daten über die wichtigsten geodynamischen Prozesse sammeln, interpretieren und teilweise auch Vorhersagen treffen:
Aus dem Verlauf von Bebenwellen (Seismologie) und anderen Daten (Geologie, Tektonik, Seismik, Erdschwerefeld) hat die Geophysik seit etwa 100 Jahren immer genauere Modelle des Erdinnern erstellt. Im wesentlichen hat die Erde 4-5 Schalen: steinigeErdkruste (10 bis 80 km dick, unter Kontinenten 2-schichtig), zähflüssiger Erdmantel (bis zur Tiefe von durchschnittlich 2898 km) und flüssiger Erdkern aus Eisen mit einem festen Kern im Zentrum.
Die Geodynamik erforscht die Prozesse, die in diesem System ablaufen. Bildhaft kann man die Erde als Wärmekraftmaschine sehen, welche die Wärme des Erdinnern in Bewegung umsetzt. Die dabei auftretenden Konvektionswirbel (dem "Brodeln" von heißem Wasser oder der obersten Sonnenschicht vergleichbar) sind der "Motor" der großräumigen geodynamischen Phänomene. Ihr bekanntestes ist die Plattentektonik, die vor genau 80 Jahren Alfred Wegener als "Kontinentverschiebung" angenommen, aber damals von fast niemandem geglaubt wurde.
Plattentektonik
Nach heutigem Wissen sind jedoch die Kontinente dabei eher passiv. Sie werden durch die Neubildung von Meeresboden mit einigen Zentimetern jährlich auseinandergedrückt, weil in den mittelozeanischen Rücken ständig neues Material aus dem Erdmantel aufsteigt und seitlich vom Rücken abkühlt. Natürlich müssen auch einige Regionen schrumpfen - vor allem die Subduktionszonen im Pazifik, die den "pazifischen Feuerring" mit tausenden Vulkanen und hunderten Erdbeben pro Jahr bilden.
Was man früher nur aus Küstenformen (Wegener: Afrika/ Südamerika), Geologie und Biologie vermutete (verwandte Gesteine und Pflanzen an den Kontinenträndern), kann man seit den 1980ern direkt und cm-genau messen: mit Laser- und Satellitengeodäsie, mit verfeinerter globaler Satellitennavigation und mit Radiowellen fernster Quasare, deren Laufzeit-Unterschiede an weltweit verteilten großen Radioteleskopen gemessen werden (VLBI).
Inzwischen kann man die Driftraten jeder Kontinental- und Meeresplatte (2-20 cm pro Jahr) auf mm angeben und die geodynamisch modellieren. Die Übereinstimmung zwischen Messung und Theorie gelingt bei den neuesten
"NIMA-Modellen" (Bild vom vorletzten Modells folgt)
bereits im cm-Bereich. Eine Animation über Entwicklung und "Wachsen" des Atlantik kannst Du hier anklicken.
Tiefreichende geophysikalische Methoden
Neben den o.e. geometrischen Messungen trägt auch z.B. die Magnetotellurik viel zum Verständnis der Erdkörpers bei. Die Leitfähigkeit vn Erdkruste und oberstem Mantel - wo die Kontinente "schwimmen" - kann magnetisch untersucht werden. So zeigt die unter Mexiko subduzierte Cocos-Platte erhöhte Leitfähigkeit weil sich mineralisches Wasser der abtauchenden Platte sammeln dürfte. Es erniedrigt den Schmelzpunkt von Gesteinen und lässt daher aus der Tiefe Magma aufsteigen - was die bekannten Vulkangürtel erklärt.
Ohne "Computational Physics" - ausgeklügelte Modelltheorien und EDV-Programme - stünden die Wissenschafter jedoch auf verlorenem Posten. In langwierigen Simulationen ändert man z.B. die Gesteins- und Schichtparameter so lange, bis plausible geodynamische Bewegungen resultieren. Dabei werden immer neue numerische Verfahren erdacht, ganze Cluster von Rechnern kombiniert und ihre Algorithmen optimiert. Auf zwei Bildern ihrer Webseite zeigen Geophysiker der Univ.Münster, wie die Temperatur im Erdmantel mit den Plattenbewegungen zusammenhängt.
Warum allerdings die Erde derart vielfältig "atmet", aber Mars oder Venus nicht (mehr), ist noch weitgehend unklar.
Etwa 90% des irdischen Magnetfeldes werden aus dem tiefen Erdinnern gespeist. Ob die Erdrotation im Mantel und im flüssigen Erdkern etwas unterschiedlich ist, wird in der Art eines "Dynamoprozesses" erforscht. Er soll eines Tages erklären, wie mechanische in magnetische Energie umgesetzt wird und wieso sich das Magnetfeld seit Jahrtausenden abschwächt - oder gar umpolt, wie es am Ozeanboden der letzten Jahrmillionen gemessen wurde.
Schon lange verstehen es die Geologen, aus der Abfolge von Schichten (Formationen) sowie ihren Verbiegungen, Unterbrechungen oder Mineralgehalten, auf ihre Bewegung seit dem Tertiär zu schließen. So sind die alpine und andere Gebirgsbildungen inzwischen gut erklärbar und zeigen z.B., dass der sandstein-artige Flysch im Alpenvorland von Österreich, Bayern und der Schweiz aus Tiefseegebieten des früheren Mittelmeeres stammt. Die Afrikanische Platte und ihr adriatischer Sporn "drückt" seit Jahrmillionen nach Norden, was die Alpen aufgewölbt hat und bis heute mit 1-2 mm jährlich anhält. Auch die Erdbeben in Südeuropa, der Türkei oder am Rand des Zagros-Gebirges sind so erklärbar.
Aber nicht nur im Hochgebirge werden Gesteinsschichten durch langanhaltenden Druck in Falten gelegt. Bei weicherem Gestein siehr man derartiges oft auch im Mittelgebirge und sogar im Hügelland
(==> Bsp. Schwarzwald).
Wenn riesige Gesteinsschichten viele Kilometer weit verschoben werden, leuchtet ein, dass die Erdkruste verschiedene "Risse" bekommt. Solche geologische Störungen finden sich allerorts in Mitteleuropa. Manche von ihnen sind nicht mehr aktiv, an andere jedoch zeigen sich "rezente" Krustenbewegungen bis zu cm/Jahr. Absinkenden Bewegungen in tektonischen Beckenlagen wiePannonien, Wiener Becken, Rheingraben usw. stehen oft Hebungen in Gebirgsketten gegenüber.
In Sedimentbecken kommt es häufig vor, dass ein Nivellement mehrere solcher Störungslinien quert. Wird diese genaue Höhenmessung (wie meist üblich) alle 30-50 Jahre wiederholt, zeigen die Höhendifferenzen aufeinanderfolgender Punkte einen zeitabhängigen Verlauf. So lässt sich ohne komplizierte Modelle feststellen, welche dieser oft Dutzende km langen Störungslinien noch "aktiv" sind.
- (Abbildung folgt) -
Angewandte Geophysik
Viele der früheren Massenbewegungen werden erst im Zuge von Bohrungen oder Bodenuntersuchungen festgestellt, wenn ein großes Gebäude errichtet, ein Tunnel gebaut oder ein Erdölfeld seismisch oder gravimetrisch ausgelotet (exploriert wird.._.
Diskordate Schichten und Bergschäden
... Wasseraustritte im Tunnelbau, Senkungen über Bergwerken.._.
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