Geologie: Innsbrucker Forscher liest aus zwei Millionen Jahre alten Tropfsteinen nicht nur die Geschichte des Klimas, sondern auch die der Hebung/Senkung des Gebirges heraus.
Vor zwei Millionen Jahren war das Klima im Allgäu, einem Teil der nördlichen Kalkalpen, ganz ähnlich wie heute, aber die Gipfel waren nicht so hoch. Beides kann eine Gruppe um Michael Meyer (Geologie und Paläontologie, Uni Innsbruck) aus Tropfsteinen vom „Wilden Mann“ heraulesen, das ist eine Höhle in einer steilen Wand in 2450 Meter Höhe, sie ist im Verfall, Tropfsteine wachsen dort schon lange nicht mehr.
Sie wuchsen vor zwei Millionen Jahren – sehr rasch, nach 6000 Jahren waren sie fertig –, und dass die Forscher das wissen, verdanken sie dem Uran: Sehr altes Gestein wird mit der Uran/Blei-Methode datiert, sie macht sich zu Nutze, dass das Uranisotop 238U über mehrere Stufen zu 207Pb zerfällt, aus den Anteilen im Gestein kann man das Alter berechnen. Allerdings ist in Tropfsteinen meist zu wenig Uran, aber in denen in der Höhle war genug.
Das war also ein Glücksfall, er brachte die ältesten Tropfsteine der Alpen. Der Rest war Routine, aber was für eine: Das damalige Klima ist in biologischen Einschlüssen archiviert, in Pollen etwa von Efeu: „Die zeigen, dass die Winter etwas milder und feuchter waren als heute“, berichtet Meyer der „Presse“, „das Einzugsgebiet der Höhle war wohl ein lichter Wald nahe der Baumgrenze.“
Archiv der Isotope
Das bestätigt ein zweites Archiv in den Tropfsteinen, das der Isotope von Sauerstoff und Kohlenstoff. Aber es zeigt noch viel mehr: „Sauerstoffisotope haben einen starken Höhenbezug“, erklärt der Forscher: In der Tiefe regnen die schwereren Isotope ab, in der Höhe die leichteren; der Gehalt in den Tropfsteinen zeigt also, wie hoch die Gebirsgkämme waren, aus deren Wasser die Steine wuchsen. Und wie weit unter den Kämmen die Steine wuchsen, verraten die Kohlenstoffisotope: Wasser, das durch Gestein sickert, nimmt unterwegs schwere Isotope auf.
„Im Vergleich mit der heutigen Situation zeigt sich, dass die Höhle vor zwei Millionen Jahren mindestens tausend, vermutlich sogar 1500 Meter tiefer lag“, erklärt Meyer, „der Alpenkamm hingegen hat sich um 500 Meter gehoben, von 2000 auf 2500 Meter“ (Geology, 39, S.447). Wie das? Gebirge sind ständig in Bewegung, Erosion hobelt sie ab, im Gegenzug wird neues Material heraufgedrückt. Beides hält einander im Gleichgewicht (wie bei einem Eisberg). Aber warum bleiben die Gipfel dann nicht immer in der gleichen Höhe, warum sind sie gar gewachsen?
Weil die Erosion in den letzten zwei Millionen Jahren besonders stark war, in ihnen kamen die Eiszeiten. Deren Gletscher haben nicht nur die Gipfel abgehobelt, sondern vor allem auch viel Material aus den Tälern wegtransportiert. Dieser Masseverlust wurde durch die wachsenden Gipfel kompensiert.
("Die Presse", Print-Ausgabe, 30.04.2011)