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Aufschlussreicher Beschuss

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 19.09.2007 17:37

Mehr als viereinhalb Milliarden Jahre ist die Erde alt, doch sie hat ein ausgesprochen junges Gesicht, denn Landschaften entstehen auf ihr ständig neu. Die sind meist nur wenige hunderttausend Jahre alt, weil Wind und Wetter sie stetig verändern. Erosion und Verwitterung verwandeln festes Gestein in Geröll, Sand und Staub, die dann mit dem Regen und den Flüssen abtransportiert werden. Aus dem Sand, der so entsteht, lässt sich mit Hilfe von kosmischen Nukliden sehr viel ablesen.

„Wind und Wetter, Schnee und Eis raspeln die Berge quasi von oben ab“, erklärt Friedhelm von Blankenburg, Geochemieprofessor aus Hannover, „diesen Prozess nennt man Erosion. Zur Erosion gehört, dass ein festes Gestein in kleine Sandkörnchen und Tonpartikel zerlegt werden muss, und diesen Prozess nennt man Verwitterung. Dass das passiert, das weiß man alles schon sehr lange. Aber bisher konnten wir die nicht bestimmen, wie schnell ein Gebirge verschwindet.“ Das gelingt den Geowissenschaftlern nun mit Hilfe eines exotischen Isotops. Es handelt sich um Beryllium-10, eine Variante des Metalls, die im Atomkern ein Neutron mehr als die Standardvariante hat. „Dieses Isotop entsteht aus Sauerstoff, der von Gammastrahlen und Myonen bombardiert wird, es gibt keinen anderen Weg“, betont James Kirchner, Geologieprofessor aus Berkeley, „das ist ein eindeutiger Hinweis auf kosmische Strahlung und dokumentiert daher den Erosionsprozess.“

Hinter dem einfachen Satz verbirgt sich eine ausgeklügelte Meßmethode. Grundlage ist die Tatsache, dass hochenergetische Strahlung aus dem Weltraum durch den Erdmagnetschirm nicht abgelenkt wird, sondern die Oberfläche und alles darauf bombardiert. Ein Strahlenbeschuss einer bestimmten Größenordnung verwandelt daher einen bestimmten Anteil von Sauerstoffatomen in Beryllium-10-Atome, und dieser Anteil steigt, je länger das Bombardement andauert. Die Wissenschaftler messen jetzt den Beryllium-10-Anteil in Quarzsand-Körnern. Quarz besteht aus Siliziumdioxid, sein Sauerstoffgehalt steht daher fest. „Wenn ein Gestein oder ein Boden sehr lange an der Erdoberfläche liegt, dann entstehen darin  sehr viele Nuklide. Wird die Oberfläche wieder schnell erodiert, sind da sehr wenig Nuklide drin“, erklärt von Blankenburg, „aus der Beryllium-10-Konzentration, die wir messen, können wir die Erosionsrate ausrechnen.“

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