Geophysik — Signale aus der Erde

Die Erde trägt den Menschen und beherbergt die Quellen seines Reichtums.Sie bringt Nahrung hervor und hält Rohstoffe bereit. Die biologischen, wie Holz, Baum- und Schafwolle, verdanken wir Pflanzen und Tieren. Sie können bei kluger Nutzung durch den Menschen immer wieder ausreichend nachwachsen. Nicht erneuerbar sind die mineralischen Rohstoffe, die als Bodenschätze — meist seit Jahrmillionen — in der Erde lagern. Dazu gehören die Erze (Schwarz-, Bunt-. Leicht- und Edelmetallerze), die Energierohstoffe Kohle, Erdöl und Erdgas (auch als Brennstoffe oder Energieträger bezeichnet), Salze (vor allem Kali- und Steinsalz) sowie Bau- und Werkstoffe (von Sand und Ton über Kalk bis zum Granit). Und da ist schließlich noch das Wasser, unser wichtigster Rohstoff, unser Lebenselixier.

Noch steht der schiefe Turm zu Pisa, aber unerbittlich zieht ihn „jemand“ in bedrohliche Schräglage. Dieser Jemand ist die Schwerkraft, die Erdanziehung. „Alles fällt nach unten“ heißt es, und wir denken zunächst an Gefahr, an das fallende Glas, an den Absturz eines Flugzeuges. Aber Erdanziehungskraft bedeutet auch Gewicht. Gewicht, das wir brauchen, um ein Bauwerk stabil auf die Erde zu setzen, um Wasser abfließen zu lassen, um damit Turbinen anzutreiben, um im Kirchturm die Glocken läuten zu lassen.

Lange vor der Zeitwende soll in den Bergen Kleinasiens, in der Landschaft Magnesia, ein Schafhirt namens Magnes gelebt haben. Er konnte den Bewohnern seines Dorfes allerlei wundersame Geschichten erzählen, von Felsen, an denen die eiserne Spitze seines Hirtenstabes hängenblieb, von Steinen, mit denen er eiserne Schuhnägel aus den Sohlen zu ziehen vermochte.

Magdeburgs Ratsherr und Bürgermeister Otto von Guericke (1602–1686) erfand um 1658 nicht nur die Luftpumpe, sondern auch eine Elektrisiermaschine. Mit ihr konnte man bestimmte Metalle aufladen und sie dadurch elektrisch abstoßend oder anziehend machen. 1720 erkannten die Engländer Gray und Wheeler, daß auch Gesteine elektrisierbar sind, wenn sie an einem seidenen Faden hängen oder auf einer Glasplatte liegen. Und sie bewiesen gleichzeitig, daß die Elektrizität längs eines Fadens oder Drahtes fortschreiten kann.

Die Schrecken der Erdbeben rings um das Mittelmeer und in Kleinasien waren den dort lebenden Menschen seit alters her bekannt. Die Ursachen der Erdbeben und auch die Ausbreitung der aus ihnen gewaltsam hervorbrechenden Energie blieben aber bis in die Neuzeit Gegenstand von phantasiereichen Spekulationen.

Der Franzose Henri Becquerel (1852–1908) entdeckte 1896 beim Arbeiten mit Fotoplatten, daß trotz sorgfältiger Verdunklung seines Labors verschiedene Platten unangenehme Schwärzungen zeigten. Es mußte außer Licht noch eine andere Strahlung geben, auf welche die Fotoschicht reagierte. Becquerel erkannte, daß die Ursache ein Stück des Uranerzes Pechblende war. Dieses Mineral sendet Strahlen aus, die das Umfeld der Quelle chemisch verändern, es ionisieren. Marie Curie (1867–1934), die 1903 mit ihrem Mann Pierre (1859–1906) und H. Becquerel den Nobelpreis erhielt, prägte für diese Erscheinung den Namen Radioaktivität (lat. radius: Strahl).

Der sächsische Arzt und Naturforscher Georgius Agricola (1494–1555) erwähnt in seinem 1556 erschienen Bergbaubuch „De re metallica“ die bemerkenswerte Beobachtung, daß über verdeckten Erzgängen die Erdtemperaturen häufig höher sind als in der Umgebung. Schon damals vermutete man als Ursache exotherme, also wärmeproduzierende chemische Reaktionen infolge Oxydation von Erzmineralen.

Die erste Fotografie aus der Luft, und zwar aus der Gondel eines Freiballons, gelang dem Franzosen Tournachon im Jahre 1858. Bereits drei Jahre später konnte man in Paris den ersten Stadtplan kaufen, der aus einzelnen Luftbildern zusammengefügt war. Die Schrägaufnahmen der an Ballons montierten Kameras hatten eine so gute Qualität, daß daraus ein zuverlässiger Plan im Maßstab 1:6666 entstand.