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  Zeichensetzung und typographische Fehler wurden stillschweigend
  korrigiert. Das Inhaltsverzeichnis wurde dem Buchtext vorangestellt.
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  Das Original wurde in Frakturschrift gesetzt. Fettdruck wurde durch
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  (~) umgeben; Antiqua wird durch Unterstriche (_) angezeigt. Das
  Caretsymbol (^) steht vor hochgestellten Zeichen.
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                              Dr. R. Lotze


                            Jahreszahlen der
                             Erdgeschichte


                             [Illustration]


                 Kosmos, Gesellschaft der Naturfreunde
                Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart




                                        [Illustration: Kosmos Bändchen]




Jahreszahlen der Erdgeschichte




           Kosmos, Gesellschaft der Naturfreunde ♦ Stuttgart


Die Gesellschaft Kosmos bezweckt, die Kenntnis der Naturwissenschaften
und damit die Freude an der Natur und das Verständnis ihrer
Erscheinungen in den weitesten Kreisen unseres Volkes zu verbreiten.
-- Dieses Ziel sucht die Gesellschaft durch Verbreitung guter
naturwissenschaftlicher Literatur zu erreichen im

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                 Jährlich 12 Hefte mit 4 Buchbeilagen.

Diese Buchbeilagen sind, von ersten Verfassern geschrieben, im guten
Sinne gemeinverständliche Werke naturwissenschaftlichen Inhalts.
Vorläufig sind für das Vereinsjahr 1922 festgelegt (Reihenfolge und
Änderungen auch im Text vorbehalten):

   R. H. Francé, Das Leben im Ackerboden (Edaphon)

   Prof. Dr. K. Weule, Die Anfänge der Naturbeherrschung.
          II. Frühformen der Chemie

   Dr. Kurt Floericke, Heuschrecken und Libellen

   Dr. R. Lotze, Jahreszahlen der Erdgeschichte

                   Jedes Bändchen reich illustriert.

Diese Veröffentlichungen sind durch ~alle Buchhandlungen~ zu beziehen;
daselbst werden Beitrittserklärungen zum #Kosmos, Gesellschaft der
Naturfreunde,# entgegengenommen. Auch die früher erschienenen Jahrgänge
sind noch erhältlich.


Geschäftsstelle des Kosmos: Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart.




                              Jahreszahlen
                           der Erdgeschichte

                                  Von

                              Dr. R. Lotze

                    Mit einem farbigen Umschlagbild
                       und 20 Abbildungen im Text

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Inhaltsverzeichnis


  #I. Zeitrechnung in Geschichte und Geologie#                    5-10

  Relative und absolute Altersbestimmung. Prinzipien
  geologischer Zeitmesser.

  #II. Geologische Zeitmessung durch Abtragung und               10-21
  Aufschüttung#

  Bildung der Steinkohlen und des Erdöls. Abtragung des
  schwäbischen Stufenlandes. Gesamtleistung aller Flüsse.
  Das Alter des Ozeans. Altersberechnung aus der maximalen
  Mächtigkeit und der Gesamtmenge der Sedimentgesteine.

  #III. Von der Eiszeit bis zum Beginn des Kambriums#            21-47

  Verlauf der Eiszeit. Astronomische Eiszeittheorie von Croll.
  Eisrückzug in Skandinavien nach de Geer. Dauer der
  Nacheiszeit. Alter der baltischen Endmoränen. Berechnungen im
  alpinen und nordamerikanischen Vereisungsgebiet. Dauer der
  ganzen Eiszeit. Alter des Menschen. Die Gefahr einer
  Wiederkehr der Eiszeit. Dauer des Tertiärs. Zeitlicher
  Abstand des Kambriums.

  #IV. Geologische Zeitmessung auf Grund radioaktiver Vorgänge#  47-71

  Entdeckungsgeschichte des Radiums. Zerfallstheorie.
  Zeitlicher Verlauf des Zerfalls. Die Uranreihe. Isotopie.
  Der Blei- und Heliumgehalt von Uranmineralien als Grundlage
  geologischer Zeitmessung. Praktische Durchführung und
  Ergebnisse der radioaktiven Methode. Dauer des Präkambriums.

  #V. Schlußbetrachtung und Ausblick#                            71-77

  Zuverlässigkeit der geologischen Zeitmesser.
  Veranschaulichung der gewonnenen Zahlen. Die
  Menschheitsentwicklung im Rahmen der Erdgeschichte.




I. Zeitrechnung in Geschichte und Geologie.


Geschichte und Geologie sind zwei Wissenschaften, die im Grunde
genommen dieselbe Absicht haben: Sie wollen die Folge aller Ereignisse
aufzählen, die über unsere Erde und ihre Bewohner weggegangen sind.
An der Hand des Geschichtsforschers beginnen wir den Weg zurück
in die Vergangenheit. Vom Heute ausgehend, führt er uns über die
Jahrhunderte weg bis zurück zu jenen Tagen, da römische Legionen zum
erstenmal den Boden unseres Landes betraten und mit blonden Germanen
die Waffen kreuzten. Aber nur wenige Jahre vermag er uns über jene
Zeit hinaus in die Vergangenheit unserer Heimat zurückzuführen. Drüben
im Orient können wir uns seiner Führung noch länger überlassen,
denn dort lebten hochkultivierte Völker, deren Überlieferungen in
stolzen Baudenkmälern und geheimnisvollen Urkunden noch weitere
vier Jahrtausende zurückreichen. Aber in den Wäldern Germaniens muß
der Geschichtsforscher schon lange vorher seine Führerrolle an den
Vertreter einer Tochterwissenschaft, der Vorgeschichte, abgeben,
dem für seine Forschung keine schriftliche Urkunde, kein Lied und
Heldenbuch mehr zur Verfügung stehen, der vielmehr aus Gräbern und
dürftigen Kulturresten ein Bild jener vorgeschichtlichen Zeiten
hervorzuzaubern versucht. Er berichtet uns von Pfahlbauern und
Höhlenbewohnern, von Menschen, die mit einfachen, roh behauenen
Feuersteinwaffen den Tieren der Wälder zu Leibe rückten und die noch
Zeitgenossen einer ungeheuren Vereisung waren, die weite Teile der
Erdoberfläche heimsuchte. Mit der Schilderung dieses rätselhaften
Ereignisses geht aber die Führung in die Vergangenheit an den Geologen
über, der nicht nur Menschheitsgeschichte, sondern Erdgeschichte
schreibt, der vom Wechsel der Meere und Festländer erzählt, von Zeiten,
da der Mensch noch nicht bestand, und fremdartige, heute ausgestorbene
Lebewesen die Erde bevölkerten.

Um den Ablauf des Geschehens vergangener Zeiten handelt es sich also
in Geschichte und in Geologie. Ihre Verwandtschaft beweisen beide
schon dadurch, daß sie sich ein besonderes Verbindungsglied, die
Vorgeschichte geschaffen haben, die je nachdem zur einen oder andern
Seite hinneigt. Was die beiden Wissenschaften voneinander trennt, das
ist zunächst die einfache Tatsache, daß sie verschiedene Abschnitte
der Vergangenheit bearbeiten; daraus folgen allerdings tiefgreifende
Unterschiede im Inhalt des Geschehens, von dem sie berichten können,
und in der Art der Methoden, die sie zur Erforschung der Vergangenheit
anwenden müssen. Der Geschichtsforscher beschäftigt sich nur mit dem
Menschen; das Mittel, um in die Vergangenheit einzudringen, ist ihm
in erster Linie die schriftliche Überlieferung. Er umspannt mit seiner
Wissenschaft zwar nur wenige Jahrtausende, aber auf Jahr und Tag vermag
er die Ereignisse festzulegen, von denen er berichtet. Anders der
Geologe: In unendlich ferne Vergangenheit muß er zurückgreifen, um die
Geschichte unserer Erde zu schreiben. Seine Urkunden sind die Gesteine;
aus ihrer Beschaffenheit liest er die Umstände ihrer Entstehung heraus,
und mit den Lebewesen, deren Reste er in ihnen vorfindet, bevölkert
er in seiner Phantasie Länder und Meere längst vergangener Zeiten.
Die Schichten der Erdrinde faßt er zu großen Formationen zusammen.
Ihre Aufeinanderlagerung von unten nach oben gibt ihm zugleich die
zeitliche Reihenfolge ihrer Entstehung und damit die Geschichte der
Erdoberfläche. Nach der Entwicklung des Lebens, die er in den einzelnen
Formationen beobachtet, kommt er zur Aufstellung großer Perioden, die
als Urzeit, Frühzeit, Altzeit, Mittelzeit und Neuzeit der Erdgeschichte
bezeichnet werden können. So entstand schließlich die geologische
Formationstafel auf Seite 7, die zugleich eine Geschichtstafel ist.[1]
In dieses Schema ordnet der Forscher die ganze Fülle der geologischen
Ereignisse ein; er kann mit ihrer Hilfe das „~geologische Alter~“ der
versteinerten Reste von Lebewesen bestimmen und das Nacheinander oder
die Gleichzeitigkeit von Geschehnissen scharf zum Ausdruck bringen.
Wenn von einer Muschel bekannt ist, daß sie den mittleren Schichten
des braunen Jura angehört, so ist damit ihr Alter im Verhältnis
zu allen Formationen und den in ihnen enthaltenen Lebewesen genau
bestimmt. Über das Alter der Muschel in Jahren ist allerdings damit gar
nichts ausgesagt, denn die geologische Altersbestimmung ist eine rein
relative. Sie gibt von einem Ereignis an, daß es früher oder später
gewesen sei als ein anderes; von der Zahl der Jahre, die zwischen
beiden liegt oder die von jenem Zeitpunkt bis zur Gegenwart verstrichen
ist, weiß sie nichts zu sagen. Die Geologie kennt wohl die Zeitfolge,
aber nicht die Zeitdauer des Geschehens, von dem sie berichtet. Sie ist
eine Geschichte ohne Jahreszahlen.

  [1] Die Pfeile geben den genauen Zeitpunkt des angedeuteten
      geologischen Ereignisses an.


Geologische Formationstafel

 +------------+-------------------------------+------------------------+
 |            |Nacheiszeit                    |Metallzeit              |
 |            |(Alluvium)                     |Jüngere   [Illustration]|
 |            +-------------------------------+   } Steinzeit          |
 |Neuzeit     |          { Würm-Vereisung     |Ältere      Neandertaler|
 |(Känozoikum)|Eiszeit   { Riß-Vereisung      |                        |
 |            |(Diluvium){ Mindel-Vereisung   |[Illustration]     Homo |
 |            |          { Günz-Vereisung     |        Heidelbergensis |
 |            |                               |                        |
 |            +-------------------------------+1. Auftreten            |
 |            |        { Pliozän              |   des Menschen         |
 |            |        { Miozän               |                        |
 |            |Tertiär { Oligozän             |Bildung der Alpen       |
 |            |        { Eozän                |                        |
 |            |        { Paleozän             |[Illustration]          |
 |            +===============================+                        |
 |            |Kreide  { obere Kreide         |                        |
 |            |        { untere Kreide        |Aufblühen des           |
 |            +-------------------------------+        Säugetierstammes|
 |            |        { weißer (Malm)        |                        |
 |Mittelzeit  |Jura    { brauner (Dogger)     |Blütezeit der           |
 |(Mesozoikum)|        { schwarzer (Lias)     |Saurier                 |
 |            +-------------------------------+                        |
 |            |        { Keuper               |                        |
 |            |Trias   { Muschelkalk          |[Illustration]          |
 |            |        { Buntsandstein        |                        |
 +============+===============================+                        |
 |            |Perm    { Zechstein            |Bildg. der Kalisalzlager|
 |            |        { Rotliegendes         |Mitteldeutschl.         |
 |            +-------------------------------+                        |
 |            |Karbon  { oberes (produktiv.) K|[Illustration]          |
 |Altzeit     |        { unt. K (Kohlenkalk)  |                        |
 |  (Paläo-   +-------------------------------+                        |
 |  zoikum)   |Devon                          |Bildung der Steinkohlen |
 |            +-------------------------------+                        |
 |            |Silur                          |Die ersten Fische       |
 |            +-------------------------------+          [Illustration]|
 |            |Kambrium                       |                        |
 +============+===============================+Die ersten wohlerh.     |
 |Frühzeit    |            { oberes           |organ. Reste            |
 |(Eozoikum)  |Präkambrium { mittleres        |          [Illustration]|
 |            |            { unteres          |                        |
 +============+===============================+          [Illustration]|
 |Urzeit      |Urgebirge (Gneise und          |Beginn des              |
 |(Archaikum) |kristalline Schiefer)          |Lebens                  |
 +------------+-------------------------------+------------------------+

Das ist aber ein ganz empfindlicher Mangel. „Ohne die Bestimmung der
Zeiträume bleibt jede Entwicklungswissenschaft oder geschichtliche
Wissenschaft im Zustand äußerster Unvollkommenheit“ (Ratzel). Was
würde die Menschheitsgeschichte ohne Jahreszahlen bedeuten? Sie könnte
wohl noch die Folge der Ereignisse aufzählen, über die Zeitdauer
geschichtlicher Entwicklungen vermöchte sie nichts mehr auszusagen.
Damit würde jede Vergleichsmöglichkeit mit dem Geschehen der Gegenwart
und zugleich jedes tiefere Verständnis verloren gehen. Es ist
ein gewaltiger Unterschied in der Bewertung einer geschichtlichen
Entwicklung, ob zu ihrem Ablauf zehn Jahre oder zehn Generationen
nötig waren. Genau wie in der Menschheitsgeschichte ist es aber auch
in der Geologie eine dringende Notwendigkeit, eine klare Vorstellung
von der Größe der Zeiträume zu besitzen, in denen sich die Ereignisse
abspielen. Von der bloßen relativen Altersbestimmung drängt es
den Forscher ganz von selber weiter zur ~absoluten geologischen
Zeitmessung~. Es ist nicht nur müßige wissenschaftliche Neugier,
wenn der Anfänger in der Geologie fragt, vor wieviel Jahren wohl das
Muscheltier aus dem braunen Jura gelebt habe, das er in versteinertem
Zustand am Straßenrand gefunden hat. In dieser Frage wird vielmehr
der Wissenschaft ein überaus wichtiges Problem gestellt, dessen Lösung
mit dem Geologen auch den Biologen und den Philosophen interessiert.
Der Geologe möchte wissen, welche Zeiträume, Jahrtausende oder
Jahrmillionen er seiner Geschichtschreibung zugrunde legen darf.
Der Biologe wünscht eine Vorstellung davon zu gewinnen, mit welcher
Geschwindigkeit die Stammesentwicklung der Lebewesen vor sich gegangen
ist; für manche seiner Theorien spielt das Maß der verfügbaren Zeit
eine entscheidende Rolle. Den Philosophen endlich beschäftigt die
Frage, was für einen Abschnitt die Menschheitsentwicklung im Rahmen der
ganzen Erdentwicklung einnimmt.

Ist es nun möglich, geologische Zeiträume nach bestimmten Zeiteinheiten
zu messen, ~Jahreszahlen auch für die Erdgeschichte~ zu gewinnen?
Was wir dazu brauchen, ist einfach zu sagen: Es sind ~geologische
Zeitmesser, geologische Uhren~. Wir werden sehen, daß sie uns von der
Wissenschaft zur Verfügung gestellt werden können; wir werden sogar
finden, daß sie auf dieselbe Weise ihre Aufgabe erfüllen wie unsere
allbekannten Zeitmesser.

   [Illustration: Abb. 1. Prinzipien geologischer Zeitmessung.]

Die Uhren des Altertums und des Mittelalters waren fast ausschließlich
~Wasseruhren~. Aus der Menge des aus einem Gefäß ausgeflossenen
Wassers schloß man, wieviel Zeit „verflossen“ sei, und die mechanische
Kunstfertigkeit der Griechen und späterhin der Araber schuf nach
diesem Prinzip wahre Kunstwerke der Mechanik: Wasseruhren, die mit
Glockenschlägen die Zeit kündeten, oder bei denen künstliche Figuren
an einem Zifferblatt die Stunde wiesen. Noch weit herein in die
Neuzeit waren Wasseruhren die gebräuchlichsten Zeitmesser, und von der
~Sanduhr~, bei der eine bestimmte Menge Sand durch die enge Öffnung
des Stundenglases läuft, haben sich sogar kümmerliche Überreste bis in
unsere Zeit gerettet: die Eieruhr der Hausfrau und die kleine Sanduhr
neben dem Telephon, welche die Gesprächsdauer erkennen läßt. Das
Prinzip von Wasser- und Sanduhr ist folgendes: Man weiß, wieviel Wasser
oder Sand in der Zeiteinheit aus einem höher gelegenen Gefäß in ein
tieferes abfließen kann und schließt aus der Menge des Abgeflossenen
auf die Zeit, die dazu nötig war. Wir werden sehen, daß geologische
Vorgänge des Abfließens und der Aufschüttung zur erdgeschichtlichen
Zeitmessung dienen können.

Die ~Pendeluhren~ stellen eine zweite Art von Zeitmessern dar. Langsam,
in immer gleichem Rhythmus, schwingt das Pendel unter der Einwirkung
der Anziehungskraft der Erde hin und her. Damit es von der Reibung
nicht zum Stillstand gebracht wird, erhält es im Innern des Werks
bei jeder Schwingung einen neuen kleinen Anstoß. Wählt man ein Pendel
von passender Länge, so kann man erreichen, daß es genau eine Sekunde
zur Schwingung braucht; mit Hilfe sinnreicher Zahnradübertragung wird
die Zahl seiner Schwingungen durch Zeiger zur Erscheinung gebracht.
Die Bewegung dieser Zeiger bedeutet eigentlich nichts anderes als ein
Abzählen der Pendelschwingungen unter Zusammenfassung von 60 und 60 ×
60 Schwingungen zu größeren Einheiten.

Das Prinzip der Pendeluhr beruht also auf dem Abzählen einer Bewegung,
die unter dem Einfluß der Schwerkraft periodisch erfolgt. Wir werden
wunderbar geheimnisvolle Bewegungen unseres Weltkörpers kennen
lernen, die ebenso durch die Schwerkraft hervorgerufen werden und die
vielleicht als Grundlage geologischer Zeitmessung dienen können. Es
fragt sich nur, wie solche zweifellos vorhandene Bewegungen abgezählt
werden sollen. Für die kleine Periode des Jahres vermag schon jeder
Baum diese Aufgabe zu lösen. Schneidet man einen Baumstamm quer durch,
so zeigt sich das bekannte regelmäßige Bild der ~Jahresringe~, an
denen ohne weiteres das Alter des Baums in Jahren abgelesen werden
kann; jeden Frühling bildet er eine weiche breite, jeden Herbst eine
harte dünne Holzschicht. Wir werden auch geologische Jahresringe kennen
lernen, die in der Art, wie sie dem Forscher Aufschluß über geologische
Zeiträume geben, zwei Prinzipien der Zeitmessung vereinigen:
Aufschüttung und Rhythmus.

Und nun soll der Versuch gewagt werden, mit Hilfe der Zeitmesser,
die uns die Geologie kennen lehrt, die ungeheuren Zeiträume der
Vergangenheit in Maß und Zahl zu fassen!




II. Geologische Zeitmessung durch Abtragung und Aufschüttung.


Wir versetzen uns im Geist ins Ruhrrevier. Mit dem Förderkorb geht's
sausend hinunter in die dunklen Tiefen eines Kohlenbergwerks. In dem
Wirrsal unterirdischer Gänge arbeiten wir uns vor bis ans äußerste
Ende, wo vom Häuer das kostbare schwarze Mineral losgebrochen wird.
Und staunend sehen wir, daß wir nicht etwa mitten drin in der massiven
Kohle stehen, sondern daß sie nur eine Schicht (ein „Flöz“) von kaum 1
Meter Mächtigkeit bildet. Steigen wir allerdings in eine höhere oder
tiefere Strecke des Bergwerks, so finden wir zwischen Sandsteinen
und Schiefertonen noch eine ganze Reihe anderer Flöze eingebettet,
mächtigere, bis zu einer Dicke von 2 Meter, die einen leichten,
bequemen Abbau erlauben, und schwächere von 10-20 cm Mächtigkeit, bei
denen sich der Abbau überhaupt nicht lohnt. Fragen wir den Geologen,
der von allen Schächten und Tiefbohrungen des ganzen Kohlenreviers
den Aufbau des Gebirges kennt, nach der Zahl der Kohlenschichten,
so sagt er uns, daß im ganzen 176 Flöze übereinander liegen, durch
Gesteine, die in einem Meere gebildet wurden, voneinander getrennt.
Wie sollen wir das deuten? Die Wissenschaft lehrt uns, daß sich
die Kohlen in mächtigen Waldmooren aus einer fremdartig anmutenden
Pflanzenwelt gebildet haben, langsam und in ungeheuren Zeiträumen. Ein
hundertjähriger kräftiger Buchenwald würde bei der Verkohlung nur eine
Schicht von 16 mm ergeben. Nun senkte sich das Land; das Meer brach
herein; Schlamm und Sand lagerten sich über dem jungen Kohlenlager ab
und schützten es so vor der Zerstörung. Dann hob sich das Land wieder,
das Wasser lief ab, und von neuem erwuchs der Sumpfwald, bildete
sich Kohle, bis das Meer wieder hereinbrach und auch die neue Kohle
zudeckte. Und das 176mal! Wie ein langsames Atemholen der scheinbar
starren Erde mutet dieses Auf und Ab an, und daß dieser Wechsel von
Steinkohlensumpfwald und Meer ungeheure Zeiträume umfaßt haben muß,
ist uns ohne weiteres klar. Dabei zählt man im Saarkohlengebiet sogar
325 Flöze, und die ganze Zeit, die zur Bildung all dieser wechselnden
Schichten nötig war, bedeutet in der geologischen Zeitrechnung nur
einen verhältnismäßig kleinen Teil einer einzigen geologischen Periode!

Ein anderes Bild: Zu Tausenden ragen in Baku am Kaspischen Meer auf
engstem Raum die Erdölbohrtürme in die Luft, und zwölf Milliarden Liter
Rohöl haben sie in der Zeit vor dem Krieg jährlich zutage gefördert.
Nun entsteht das Erdöl nach der Ansicht der heutigen Wissenschaft aus
den Überresten abgestorbener Meerestiere. Wir können nicht annehmen,
daß jene Meere wesentlich dichter bevölkert gewesen seien als unsere
heutigen. Was für ungeheure Zeiträume müssen aber verstrichen sein,
bis sich der Meeresboden mit derartig riesenhaften Mengen solcher
Stoffe vollsaugen konnte! Und auch hier wieder müssen wir dasselbe
feststellen wie bei den Steinkohlen: Die Zeit, die zur Bildung der
erdölführenden Schichten nötig war, ist geringfügig im Rahmen der
ganzen Erdgeschichte.

Wir wollen aber doch versuchen, von diesen ersten, ganz allgemeinen
Vorstellungen von der langen Dauer geologischer Zeiträume zu
bestimmten, faßbaren Zahlen zu gelangen; die zahlenmäßige Untersuchung
der ~geologischen Wirkung des fließenden Wassers~ soll uns diesen
Fortschritt bringen. Überall, wo es in Bächen, Flüssen und Strömen zum
Meere eilt, schafft es Stoffe aus dem Land hinaus, trägt dadurch ganz
allmählich sein Einzugsgebiet ab (Vorgang der Denudation) und führt
alles ins Meer, wo sich das mitgeführte Material niederschlägt und
langsam neue Gesteinsschichten aufbaut (Vorgang der Sedimentation).
Eine sehr genaue zahlenmäßige Untersuchung über die geologische
Arbeit eines Flusses wurde von ~Schürmann~ vor wenigen Jahren am
~Neckar~ ausgeführt. Während eines ganzen Jahres berechnete er Tag
für Tag auf Grund genauer Methoden die Wassermengen, die der Fluß aus
dem Schwabenland hinaus zum Rhein führt, und Tag für Tag entnahm er
ihm Proben, aus denen er den Gehalt des Wassers an aufgelösten und
schwebenden Bestandteilen sorgfältig bestimmte. Während die gelösten
Bestandteile hauptsächlich Salze aller Art sind, die das Wasser bei
seiner Berührung mit dem Gestein ausgelaugt hat (vor allem Kalk),
sind die schwebenden Stoffe feinste Ton- und Sandteilchen, die als
„Flußtrübe“ mechanisch vom Wasser mitgenommen werden und die es
besonders bei Hochwasser bis zur vollständigen Undurchsichtigkeit
trüben können. Das Ergebnis der Untersuchungen war, daß der Neckar
unterhalb Heilbronn im Jahr 1,584 Millionen Tonnen fester Stoffe aus
dem Lande hinausführt.

Bei einem spezifischen Gewicht von 2,5 nimmt diese Stoffmenge
einen Raum von etwas über 600000 Kubikmeter ein; würde man sie in
gleichmäßiger Dicke über das ganze Einzugsgebiet des Flusses (12340
Quadratkilometer) ausbreiten, so ergäbe sich eine Schicht von 1/20 mm
Mächtigkeit. Wenn also der Neckar sein ganzes Flußgebiet gleichmäßig
erniedrigen würde, so würde er in einem Jahr 1/20 mm, in 20 Jahren 1 mm,
in 2000 Jahren eine Schicht von 1 m Mächtigkeit abtragen. Zur Abtragung
von 100 m würde er infolgedessen 2 Millionen Jahre brauchen.

   [Illustration: Abb. 2. Querschnitt durch die Schwäbische Alb
   und ihr Vorland mit vulkanischen Durchschlagsröhren. Zur Zeit
   der Eruption muß noch eine Gesteinsdecke, wie sie durch die
   gestrichelte Linie angedeutet ist, über dem Vorland gelegen
   haben. 1 Muschelkalk, 2 Keuper, 3 Schwarzer Jura, 4 Brauner
   Jura, 5 Weißer Jura.]

Nun können wir auf hochinteressante Weise feststellen, wie das ganze
Gebiet zwischen Schwäbischer Alb und Odenwald in nicht allzuweit
zurückliegender geologischer Vergangenheit ausgesehen haben muß.
Zu den merkwürdigsten geologischen Erscheinungen der Erde zählt
das Vulkangebiet der mittleren Schwäbischen Alb (um Kirchheim und
Urach), in dem die Erdrinde von nicht weniger als 125 vulkanischen
Explosionsröhren durchsetzt wird; sie zeigen sich von vulkanischem
Material (Basalt) und von Gesteinsbruchstücken der durchschlagenen
Schichten erfüllt. Eine Anzahl dieser Röhren steckt noch ganz innerhalb
des Körpers der Alb, die sich südlich vom schwäbischen Keuperland
über einem Unterbau von schwarzem und braunem Jura in wundervoller
landschaftlicher Schönheit als eine steile, von Felszinnen gekrönte
Mauer von Weißjura aufbaut; die übrigen liegen im Vorland (vgl. Abb.
2). Der nördlichste der Vulkanschlote findet sich bei Scharnhausen
(südlich von Stuttgart), über 20 km vom jetzigen Albrand entfernt,
in den Keuper eingesenkt und trotzdem noch Brocken von weißem Jura
enthaltend. Dieser Weiße Jura, ein viel jüngeres Gestein als der
Keuper, in dessen Höhe er nun in der Vulkanröhre steckt, muß bei
der Explosion von oben her in das offene Loch hereingefallen sein.
Es müssen also damals noch die Schichten des Weißen Jura über der
ganzen Gegend gelegen haben, und das gibt uns den sicheren Beweis,
daß zu jener Zeit der Albrand, wenn er schon in der heutigen Art
bestand, noch mindestens 20 km weiter nördlich gelegen sein muß.
Weitere Beobachtungen machen es wahrscheinlich, daß das ~ganze
schwäbische Stufenland~ zwischen Odenwald und Alb damals noch von einer
Gesteinsdecke von mehreren hundert Metern Mächtigkeit bedeckt war. Hier
können wir nun wieder mit der Rechnung einsetzen: 100 m deckt der Neckar
in 2 Millionen Jahren ab; es werden also seit jener Vulkankatastrophe,
die im Obermiozän, also schon gegen das Ende der Tertiärzeit,[2]
stattgefunden hat, ungefähr 4-6 Millionen Jahre verflossen sein.

  [2] Vergleiche hierzu, wie bei allen andern geologischen
      Altersangaben, die Formationstafel auf Seite 7.

Damit sind wir zum erstenmal auf das Zeitmaß gekommen, mit dem der
Geologe rechnet, und an das sich auch der Leser gewöhnen muß, die
Jahrmillion. Daß es nicht nur ein gedankenloses Umsichwerfen mit
großen Zahlen ist, wenn in der Geologie von Jahrmillionen geredet
wird, das zeigt schon dieser erste Versuch einer rechnerischen Lösung
unserer Frage klar und deutlich, obwohl sich an ihn von kritisch
gestimmten Geistern noch manches Wenn und Aber anknüpfen läßt. Aber
daß Jahrtausende oder Jahrhunderttausende in der Erdgeschichte nicht
zureichen, ist uns jetzt schon klar geworden. Die erste Vorstellung von
der Größenordnung geologischer Zeiträume ist gewonnen, und das bedeutet
eine neue Erkenntnis!

Wenn der Neckar 20000 Jahre braucht, um sein Gebiet um 1 m zu
erniedrigen, so ist er damit weder ein rascher noch ein besonders
langsamer Arbeiter; seine Leistung bedeutet einen guten Durchschnitt.
Ein Alpenfluß, der mit ganz anderer Wucht zu Tale stürzt und die
Trümmer des rasch verwitternden Hochgebirges in die Ebene schafft,
wird mehr leisten als der Neckar, der durch ein Mittelgebirgsland
fließt, während ein langsam dahinfließender Strom des Flachlands nicht
auf die Leistung des Neckars kommen wird. Es sind sehr lehrreiche
Zahlen, die in dieser Beziehung von den Geologen gefunden wurden. Der
erfolgreichste bekannte Zerstörer ist der Irawadi (Hinterindien), der
sein Stromgebiet schon in 1300 Jahren um 1 m erniedrigt. Ihm kommen
die Alpenflüsse Po und Reuß nahe, die in 2800 und 3000 Jahren dieselbe
Arbeit verrichten, während das Gebiet der Hudson-Bai von seinen Flüssen
erst in 165000 Jahren um 1 m erniedrigt wird.

Es soll nun aber der kühne Versuch gewagt werden, für die ganze Erde
die Abtragung zu berechnen. Wenn dabei auch viele Zahlen nicht ganz
richtig sein werden, so müssen wir eben hoffen, daß ein Fehler nach
der einen Seite wieder durch einen entgegengesetzten aufgehoben wird,
und daß auf diese Weise doch eine Zahl von leidlicher Genauigkeit
herauskommt. Will man wissen, was die gesamten Ströme der Erde im
Jahr an Abtragungsarbeit leisten, so ist es nötig, zweierlei zu
kennen: Die jährliche Wassermenge aller Flüsse und den Gehalt ihres
Wassers an Gelöstem und Aufgeschwemmtem. Es ist klar, daß nur für
wenige Stromsysteme solche Messungen vorliegen, wie vom Neckar. An
ihre Stelle muß eine vorsichtige Schätzung treten, die aber in einer
Reihe von meteorologischen, geographischen und geologischen Tatsachen
zuverlässige Grundlagen hat. Nachdem schon die englischen Geologen
~Mellard Reade~ und ~Murray~ die Berechnung versucht hatten, gab in
neuerer Zeit der amerikanische Geologe ~Clarke~ die zuverlässigsten
Zahlen. Er erhielt unter möglichst genauer Berücksichtigung aller
Verhältnisse für die Flüsse der ganzen Erde eine Jahresleistung von
2500 Millionen Tonnen gelöster und 6000 Millionen Tonnen schwebender
fester Stoffe, was eine Gesamtjahresleistung von 8500 Mill. Tonnen
ergibt. Würde diese Stoffmenge, die von den Flüssen in einem Jahr
ins Meer getragen wird, über das von ihnen entwässerte Festland
ausgebreitet, so erhielte man eine gleichmäßige Schicht von 1/28-1/30 mm
Dicke; es vergeht also ein Zeitraum von 28000 bis 30000 Jahren, bis
die Erdoberfläche von den Flüssen durchschnittlich um 1 m erniedrigt
wird. Zu der Arbeit der Flüsse kommt noch die zerstörende Wirkung
der Meereswogen an der Küste hinzu, die gleichfalls dem Meere Stoffe
zu Sedimentgesteinen liefert und die Gesamtmenge der ihm jährlich
zugeführten Stoffe auf etwa 9000 Millionen Tonnen erhöht. Über das
Schicksal aller dieser Stoffe können wir aussagen, daß ein Teil der
gelösten Stoffe, vor allem die Chloride (in erster Linie Natriumchlorid
= Kochsalz) in Lösung bleibt und damit den Salzgehalt des Meeres
erhöht, während z. B. der größte Teil des gelösten kohlensauren Kalks
sich ausscheidet. Die aufgeschwemmten Stoffe setzen sich natürlich
ohne weiteres im Meere ab und bilden die sog. mechanischen Sedimente.
Clarke versuchte auch, die Menge der verschiedenen neu gebildeten
Gesteinsarten zu berechnen, und fand, daß von den 9000 Millionen
Tonnen 70% (6300·10^6 Tonnen) zu Ton- und Schiefergesteinen werden,
16% (1440·10^6 Tonnen) zu Sandsteinen und 14% (1260·10^6 Tonnen) zu
Kalkstein.

Um Zahlen für die Zeitdauer geologischer Vorgänge zu gewinnen, halten
wir uns nun zuerst an die gelösten Stoffe. ~Joly~ hat 1899 einen
scheinbar sehr einfachen Weg angegeben, um das ~Alter des Ozeans~ zu
berechnen. Sein Gedankengang ist folgender: Als sich bei zunehmender
Abkühlung der Erde das Wasser in flüssiger Form an der Oberfläche
niederschlug, da bestand dieser Urozean aus chemisch reinem Wasser,
er war also ohne Salzbeimischung. Die Salze kamen auf die Weise in das
Meer, daß die Verwitterung eine Reihe von Stoffen aus den Urgesteinen
(Gneis, Granit) herauslöste und ins Meer führte. Die einen schieden
sich hier aus und bildeten Gesteine, andere aber, vor allem die
Alkalisalze (Salze des Natriums und Kaliums) blieben in Lösung und
verursachen nun den Salzgehalt des Meeres. Die größte Rolle spielt
dabei das Kochsalz (Chlornatrium). Auch heute noch werden von den
Flüssen Natriumsalze in das Meer geführt, die aus der Verwitterung der
Urgesteine stammen und den Salzgehalt des Meeres andauernd langsam
vermehren. Wir kennen den Gehalt des ganzen Ozeans an Natriumsalzen
(der Prozentgehalt des Meeres an Salzen ist bekannt, die Wassermenge
des ganzen Ozeans läßt sich unschwierig berechnen) und die Menge des
von den Flüssen jährlich ins Meer geführten Salzes. Dividieren wir
beides, so erhalten wir die Zahl der Jahre, die nötig waren, um den
Salzgehalt des Meeres bis zur heutigen Höhe anwachsen zu lassen. Die
Berechnung geschieht nach folgender einfacher Gleichung:

             (Natrium im Ozean)
 ------------------------------------------ = Alter des Ozeans
 (jährl. Menge des Natriums in den Flüssen)

Durch Einsetzung der für die Mengen der Natriumsalze bekannten Zahlen
erhalten wir:

 (14,13·10^{12}t)
 ----------------- = 89222900 Jahre
 (158,357·10^{3}t)

Die Methode scheint sehr einfach und einleuchtend zu sein, sie hat
aber ganz bedenkliche Schwierigkeiten. Vor allem gründet sie sich
auf die Annahme, daß das von den Flüssen in den Ozean geführte
Salz einzig und allein aus der Verwitterung der Urgesteine stamme.
Nun läßt sich nachweisen, daß ein großer Teil dieses Salzes nicht
daher, sondern aus dem Meere stammt und als „zyklisches Salz“ einen
Kreislauf vom Meer zum Land und wieder ins Meer ausführt. Vor allem
reißt der Meerwind kleine Tröpfchen von Seewasser mit sich und trägt
auf diese Weise Salz weit ins Land hinein. Für den Sambharsalzsee
in Indien, der 400 km landeinwärts liegt und eine Fläche von 5700 qkm
einnimmt, wurde berechnet, daß er jährlich durch den Wind 3000 Tonnen
Seesalz zugeführt bekommt. Ein anderer Teil des Salzes der Flüsse
stammt aus Salzlagern in den Sedimenten, die ihrerseits wieder aus
der Eindunstung von Meerwasser hervorgegangen sind. Auch dieses Salz
fließt also zum zweiten- oder öfterenmal dem Meere zu. Alles zyklische
Salz darf natürlich nicht in die Berechnung eingestellt werden. Nach
dem einen Forscher (Joly) soll seine Menge 33%, nach andern 95% oder
gar 99% der von den Flüssen mitgebrachten Salzmenge betragen. Damit
verringert sich die anzurechnende Menge des Natriums im Flußwasser ganz
außerordentlich, und damit steigt nach einer einfachen mathematischen
Überlegung das Alter des Ozeans bis zu ungeheuren Zahlen an. Bei der
Annahme von 99% zyklischem Salz wäre es das 100fache, also gegen 9000
Millionen Jahre. Wenn die Ergebnisse in einem solch ungeheuer weiten
Spielraum sich bewegen, so wird es ganz aussichtslos, auf diese Weise
zu einigermaßen brauchbaren Zahlen zu gelangen.

Versuchen wir es deshalb mit den im Meere gebildeten Schicht-
(Sediment-)gesteinen. Wenn wir die gesamte Mächtigkeit aller auf der
Erde je gebildeten Sedimente kennen, dazu die Zeit, die zur Bildung von
1 m nötig ist, so brauchen wir nur zu multiplizieren, und das Ergebnis
liegt vor. Nun sind aber alle Zahlen, um die es sich hier handelt, so
unsicher als nur denkbar. Bei der Berechnung der Gesamtmächtigkeit
der Sedimente müssen wir berücksichtigen, daß an mancher Stelle der
Erde lange geologische Zeiträume vorbeigingen, ohne eine Spur zu
hinterlassen. Wenn wir bei der Berechnung der Schichtenmächtigkeit
bei jeder Formation und jedem Formationsteil die Stelle in Rechnung
setzen, an der sich die größte Mächtigkeit entwickelt hat, so erhalten
wir die sogenannte ~maximale Mächtigkeit~. Diese beträgt nach ~Sollas~
(1909) für die Neuzeit der Erde 19000 m, für das Mittelalter 21000 m,
für das Altertum 37000 m, für das Präkambrium 25000 m; das ergibt eine
Gesamtmächtigkeit von 102000 m. Andere Forscher bringen wesentlich
andere Zahlen heraus. Wollen wir die Zeit berechnen, in der eine
Schicht von 1 m Sedimentgestein gebildet wird, so müssen wir dabei
festhalten, daß die Stoffe, die von den Flüssen ins Meer hinausgetragen
werden, nicht über die ganze Fläche des Ozeans hin sich ablagern,
sondern nur in der sog. Schelfregion, einem Gürtel, der mit ungefähr
160 km Breite die Kontinente umsäumt. Bei einer Küstenlinie von
160000 km nimmt auf diese Weise die Schelfregion einen Flächenraum von
25,6·10^6 qkm ein. Nimmt man für die 9000·10^6 Tonnen ein spezifisches
Gewicht von 2,5 an, so füllen sie einen Raum von 3600·10^6 cbm aus.
Bauen wir aus dieser Masse eine Säule mit einer Grundfläche von
1 qkm, so erreicht sie eine Höhe von 3,6 km. Breiten wir nun das Ganze
gleichmäßig über die gesamte Schelfregion (25,6·10^6 qkm) aus, so ergibt
sich eine Schicht von 0,140 mm Dicke. Wenn also in einem Jahr eine
Schicht dieser Mächtigkeit gebildet wird, so sind 7000 Jahre nötig, um
eine Schicht von 1 m Mächtigkeit zu bilden. Das ist natürlich nur ein
Durchschnittswert. An einer Stelle geht die Arbeit viel rascher vor
sich, an der andern viel langsamer.

Würden wir diesen Wert als richtig annehmen, so erhielten wir für
die Bildung von 102000 m Gesteinsmächtigkeit eine Zeit von über 700
Millionen Jahren. Nun müssen wir dabei aber berücksichtigen, daß die
Sedimente auch in der Schelfregion nicht gleichmäßig ausgebreitet
werden (vgl. Abb. 3), sondern daß sie in größerer Küstennähe wesentlich
stärker aufgehäuft werden als in 100 bis 160 km Entfernung von der
Küste. Wir können für die größere Küstennähe annehmen, daß hier schon
3000 Jahre genügen, um die Schicht von 1 m zu bilden. Wenn zuerst
die „maximalen Schichtmächtigkeiten“ festgestellt wurden, so müssen
wir jetzt den niedrigen Wert für die Bildungszeit von 1 m einsetzen
und erhalten für 100000 m die Zeit von 300 Millionen Jahren. Es soll
bei dieser Art Berechnung aber nicht verschwiegen werden, daß andere
Forscher auf wesentlich andere Zahlen gekommen sind; sie bewegen sich
zwischen 30 und 600 Millionen Jahren, und diese ungeheuren Unterschiede
sind natürlich nicht dazu angetan, das Vertrauen in diese Methode
allzusehr zu stärken.

Etwas zuverlässigere Resultate ergibt ein anderer Weg: Man versucht,
die ~Gesamtmenge der im ganzen Verlauf der Erdgeschichte gebildeten
Sedimente~ zu berechnen. Auch dies ist natürlich ein schwieriges
Unterfangen, denn das meiste, was die Erde im Laufe der Jahrmillionen
aufbaute, ist schon längst wieder zerstört. Immerhin, es soll gewagt
sein. Auf Grund vorsichtiger Schätzung erhält man für den Kubikinhalt
der gesamten, im Lauf der Erdgeschichte gebildeten Sedimente einen
Raum von 875·10^6 Kubikkilometer (ckm). Unsere 9000·10^6 Tonnen stellen
einen Raum von 3,6 ckm dar, es waren also 875·10^6/3,6 = 245·10^6 Jahre
nötig, um die Gesamtmenge der Sedimente zu bilden. Ein zweiter Versuch:
Man rechnet mit der Gesamtmenge aller je gebildeten Kalksteine und der
Menge Kalk, die durch die Verwitterung der Eruptivgesteine jährlich
frei wird. Nach ähnlichen Methoden, wie sie oben angedeutet wurden,
erhält man für die Bildung der gesamten irdischen Kalkschichten eine
Zeit von 320 Millionen Jahren.

Bei all den Zahlen, die wir bis jetzt errechnet haben, mußte nach
der Mächtigkeit der erhaltenen Sedimente stark ⅔ auf die Zeit
vom Kambrium bis heute, schwach ⅓ auf das Präkambrium entfallen.
Jedenfalls ist damit aber, wenn wir die Zeitspanne seit dem Kambrium
als zuverlässiger annehmen wollen, das Präkambrium stark unterschätzt.
Nach Überlegungen allgemeiner Art muß seine Dauer ein Mehrfaches der
aller anderen Formationen betragen; es ist aber fast vollständig
zerstört und umgewandelt, und daher kommt seine Bedeutung in den
Mächtigkeitszahlen lange nicht genügend zum Ausdruck.

   [Illustration: Abb. 3. Sedimentbildung in der Schelfregion.]

Was läßt sich nun über die Zuverlässigkeit all dieser Berechnungen
aussagen? Das Problem kann unmöglich auf einen Anlauf gelöst werden.
Fast alle Zahlen sind nicht genau bestimmbar, sie beruhen nur auf mehr
oder weniger zuverlässigen Schätzungen; deshalb bewegen sich auch die
Ergebnisse zwischen sehr weiten Grenzen. Wohl wohnt den Zahlen ein
verschiedenes Maß von Zuverlässigkeit inne; bei den einen, z. B. den
Abtragungszahlen, wird wohl die richtige Zahl um nicht mehr als 50%
nach oben oder unten von der angenommenen abweichen; andere dagegen
sind wesentlich unsicherer. Und trotzdem, die Ergebnisse sind nicht
wertlos. Haben wir gleich zu Anfang nachgewiesen, daß geologisch recht
junge Ereignisse bereits einige Millionen Jahre zurückliegen müssen,
so zeigen uns die Berechnungen über Abtragung und Aufschüttung, daß es
sich für die Zeit, in der die Gesamtheit der Schichtgesteine gebildet
wurde, jedenfalls schon um mehr als hundert Jahrmillionen handelt. Das
ist ein sehr wesentliches und wertvolles Ergebnis. Wir erkennen zwar
noch nicht die absolute Größe, aber doch die Größenordnung geologischer
Zeiträume; die Zehner und Hunderter von Jahrmillionen haben bereits
hohe Wahrscheinlichkeit gewonnen.

Ungeheure ~Wasser- und Sanduhren~ sind es, die dem Geologen dieses
Resultat verschafft haben. Ihr Prinzip der Zeitmessung ist genau
das gleiche wie bei der Sanduhr am Telephon oder jenen kunstvollen
Wasseruhren der Araber und Griechen. Wir wissen, was in einem Jahr in
die großen Sammelbecken läuft, vermögen die Massen des Geleisteten zu
messen oder zu schätzen und erhalten daraus durch einfache Rechnung die
Zahl der dazu nötigen Jahre. Die Genauigkeit der Rechnung hängt von der
Zuverlässigkeit der verwendeten Zahlen ab.

Jedoch steckt in all diesen Rechnungen noch eine Voraussetzung, die
wir bis jetzt unbesehen hingenommen haben, die aber durchaus nicht
selbstverständlich ist, sondern einer sehr genauen Prüfung bedarf.
Wenn wir aus der Gesamtmasse der Sedimente und der Jahresleistung der
abtragenden Kräfte durch Division die Zeit gewonnen haben, so nahmen
wir an, daß im ganzen Verlauf der Zeit die Uhr gleich schnell gegangen
sei, die Flüsse in jedem Jahr so viel ins Meer getragen hätten wie
heute. Das ist jedoch nicht ohne weiteres sicher. Wir können uns
denken, daß in früheren Erdperioden die geologischen Kräfte rascher
und stürmischer gearbeitet hätten als heute, daß die Zerstörung
schneller vor sich gegangen wäre, und die Flüsse mehr ins Meer geführt
hätten. Dann hätten wir mit einer zu kleinen Zahl dividiert, die
durchschnittliche Jahresleistung wäre größer anzunehmen, und es kämen
wesentlich kleinere Zeiträume bei der Rechnung heraus. Ebenso denkbar
ist es aber auch, daß die geologische Sanduhr heutzutage rascher
läuft als in der Vergangenheit; dann hätten wir für diese Zeiten
geringere Jahresleistungen einzusetzen, und die Zeiträume würden sich
erhöhen. Wo liegt hier die Wahrheit? Haben in der Vergangenheit die
geologischen Kräfte stärker, gleichstark oder schwächer gewirkt wie in
der Gegenwart? Noch vor einem halben Jahrhundert nahmen die Geologen
das erste fast als selbstverständlich an; denn unscheinbar und nicht
unmittelbar in die Augen fallend sind die Veränderungen der Erde, die
sich heute vollziehen. Für die geologische Vorzeit war man geneigt, ein
viel rascheres Tempo in der Umbildung der Erdoberfläche anzunehmen; in
der Gegenwart aber sei die Erde aus der Sturm- und Drangzeit heraus in
einen gemütlichen Alterszustand eingetreten, und von den an ihr tätigen
Kräften werde nicht mehr viel an ihrem Antlitz geändert.

Diese Ansicht ist gegenwärtig von den meisten Forschern verlassen.
Die Erde befindet sich durchaus nicht in einer Periode besonderer
Ruhe; wesentlich stärker können in der Vorzeit die geologischen Kräfte
nicht gewirkt haben, als sie es auch heute noch tun. Ja, eine Anzahl
englischer und amerikanischer Geologen vertritt mit guten Gründen die
Ansicht, daß wir uns in einer Zeit übernormaler geologischer Tätigkeit
befinden. Wir werden später auf die Besprechung dieser wichtigen Frage
zurückkommen müssen.

Es wäre gewiß zu kühn, die Frage nach der Dauer geologischer Zeiträume
mit den bisherigen Methoden allein lösen zu wollen. Die Verfahren,
die bis jetzt beschrieben wurden, sind doch gar zu summarisch. Wir
wollen deshalb einen andern Weg einschlagen. Anstatt sofort auf
das Ganze zu gehen, wollen wir bescheiden versuchen, zunächst für
Ereignisse der jüngsten, uns zeitlich nächstliegenden geologischen
Vergangenheit, brauchbare Zahlen zu finden und von da aus langsam
weiter zurückzuschreiten.




III. Von der Eiszeit bis zum Beginn des Kambriums.


Unmittelbar vor der geologischen Gegenwart hat ein gewaltiges Ereignis,
dessen Nachwirkungen heute noch nicht ganz verschwunden sind, unsere
Erde betroffen: Eine ungeheure Vereisung ist über weite Teile der
Erdoberfläche weggegangen. Aus den Tälern der Alpen drangen Eisströme
von über 1000 m Mächtigkeit hinaus ins Vorland, wo sie sich zu einem
riesigen Eisgürtel vereinigten, der im Norden bis nahe zur Linie
der heutigen Donau reichte und sie an einigen Punkten (z. B. bei
Sigmaringen) sogar noch überschritt. Unsere höheren Mittelgebirge,
Vogesen, Schwarzwald, Böhmerwald und Riesengebirge trugen Gletscher,
die weit in die Täler hinunterreichten. Das Gewaltigste aber war die
ungeheure nordeuropäische Vereisung (Abb. 4). Von den skandinavischen
Gebirgen schoben sich die Eismassen über die heutige Ostsee hinweg
bis in das Herz Deutschlands. Sie reichten bis an den Harz und in
die Lausitz, ja tief nach Polen und in die Ukraine hinein. Ungeheure
Schuttmassen wurden von den Gletschern mitgebracht, zum Teil am Grund
mitgeschoben (Grundmoränen), zum Teil auf dem Rücken herangetragen,
gelegentlich in einzelnen großen Blöcken (Findlingsblöcke). Fast
dem ganzen norddeutschen Tiefland ist durch die Bedeckung mit
Gletscherschutt der geologische Stempel aufgedrückt. Das Merkwürdigste
aber ist, daß jene Eiszeit nicht einheitlich war, sondern daß viermal
nacheinander die Gletscher vorstießen, um sich in der Zwischenzeit
jeweils vollständig zurückzuziehen und abzuschmelzen. Wohl sind
gewisse Einzelfragen noch nicht gelöst, im allgemeinen aber kann die
nebenstehende schematische Darstellung (Abb. 5) als Ausdruck unserer
jetzigen Kenntnisse vom Verlauf der Eiszeit angesehen werden. Die
Kurve gibt nach den Forschungen ~Pencks~ den Verlauf der Schneegrenze
für die ganze Eiszeit im alpinen Vereisungsgebiet wieder. Jede
Eiszeit wurde durch eine Temperaturerniedrigung verursacht; eine
Senkung der Schneegrenze um mehrere hundert Meter war die Folge.
In der Zwischeneiszeit stieg jedoch die Temperatur sogar über den
Durchschnittsstand der Jetztzeit; die Gletscher zogen sich zurück.
Die Kurve bringt deutlich durch die viermalige Senkung und Hebung der
Schneegrenze das viermalige Kälter- und Wärmerwerden, das Vorrücken
und Abschmelzen der Gletscher zur Darstellung. Die vier Eiszeiten
führen nach Penck die Namen Günz-, Mindel-, Riß- und Würmeiszeit,
nach Flüßchen der oberschwäbisch-bayrischen Hochebene, an denen
ihre Bildungen besonders schön erhalten sind. Von der letzten, uns
zeitlich am nächsten liegenden Eiszeit wissen wir natürlich am meisten,
denn ihre Ablagerungen liegen zu oberst, während die der früheren
Eiszeiten oft tief überschüttet oder gar schon wieder zerstört sind.
So wissen wir auch, daß das Abschmelzen der Gletscher vom Höhepunkt
der Würmeiszeit ab nicht ohne Unterbrechung erfolgte. Der Gletscher
wich bei seinem Abschmelzen nicht gleichmäßig zurück, sondern machte an
manchen Stellen eine längere Ruhepause, ja er konnte sogar wieder eine
Strecke weit vorstoßen. So wurde das Abschmelzen des Würmgletschers
durch den „Bühlvorstoß“ unterbrochen. Die Linie, an der der Eisrand
längere Zeit verweilte, ist durch besondere Endmoränenwälle im Gelände
gekennzeichnet. So liegen die Moränen des Bühlvorstoßes, der für die
Berechnung der Eiszeitdauer von besonderer Wichtigkeit ist, an der
Stelle, wo die Alpentäler sich in das Vorland öffnen.

   [Illustration: Abb. 4. Das nordeuropäische Vereisungsgebiet.

   2 äußerster Stand der 2. (Mindel-) Vereisung.
   4 äußerster Stand der 4. (Würm-) Vereisung.
   4a baltische Endmoränen.
   Fsk-E fennoskandische Endmoränen.

   Nach Olbricht.]

   [Illustration: Abb. 5. Klimakurve der Eiszeit nach Penck.
   A Achsenschwankung (Rückzug der Gletscher). B Bühlvorstoß.]

Die Frage nach der ~Ursache der Vereisung~ beschäftigt den Geologen,
seit er überhaupt von diesem Ereignis weiß. Eine Unmenge von Theorien
hat schon versucht, die Eiszeit mit ihrem mehrmaligen Klimawechsel
zu erklären. Es ist ein Gebiet, das der Phantasie -- und die ist
auch in der Wissenschaft nötig! -- den weitesten Spielraum läßt,
und wo dem Forscher die Möglichkeit winkt, eines der dunkelsten
Geheimnisse der Erdgeschichte aufzuklären. Da gibt es nun Theorien,
die nicht nur die Ursache der Eiszeit erklären wollen, sondern die in
ihrer mathematischen Durchführung auch gleich den zeitlichen Ablauf
der ganzen Erscheinung ergeben. Es sind Theorien, die aus großen
astronomischen Vorgängen das Ereignis verständlich zu machen versuchen.

Seit dem großen Schwaben Kepler wissen wir, daß die Erde wie alle
Planeten sich in ellipsenförmiger Bahn um die Sonne bewegt; die Sonne
steht in einem Brennpunkt der Ellipse. Die Erdachse bildet mit der
Ebene der Erdbahn einen Winkel von 66½°, und mit parallel bleibender
Lage seiner Umdrehungsachse beschreibt unser Weltkörper seinen
Umlauf um die Sonne, die ihn streng und fest nach den Gesetzen der
Massenanziehung in seiner Bahn erhält. Nun bleibt aber die Gestalt
der Erdbahn nicht ewig dieselbe; sie verändert sich in langen, aber
meßbaren Zeiträumen. Langsam nimmt die Exzentrizität der Bahn zu und
ab, d. h. die Bahnellipse wird periodisch flacher und dann wieder mehr
kreisförmig. Dabei dreht sich die große Achse der Ellipse in der Ebene
der Erdbahn, und schließlich bleibt auch die Lage der Erdachse nicht
dauernd sich selbst parallel, die Erde führt vielmehr in einer Periode
von 26000 Jahren die sogenannte Präzessionsbewegung aus, die darauf
zurückzuführen ist, daß die Anziehungskraft der Sonne den Äquatorwulst
der Erde in die Bahnebene hereinzuziehen versucht, diese aber als
„Kreisel“ mit ihrer Umdrehungsachse ausweicht.[3]

  [3] Es ist natürlich im Rahmen dieses Buches nicht möglich,
      eine erschöpfende Darlegung der astronomischen
      Verhältnisse zu geben. Wer sich eingehender für diese
      Fragen interessiert, sei auf Bölsche „Eiszeit und
      Klimawechsel“ hingewiesen.

Bei den Veränderungen in der Gestalt der Erdbahn setzt nun eine Theorie
ein, die von ~Croll~ begründet wurde. Er führt dabei ungefähr folgenden
Gedankengang durch: Im Maximum der Exzentrizität, das heißt zu der
Zeit, in der die Bahnellipse am stärksten von der Kreisform abweicht,
besteht ein großer Unterschied in der Dauer der Jahreszeiten. Nach
dem zweiten Keplerschen Gesetz muß sich die Erde in der Sonnennähe
rascher bewegen als in der Sonnenferne. Für die Erdhälfte, die in
der Sonnennähe Sommer hat, ist diese Jahreszeit zwar sehr heiß, sie
eilt aber rasch vorbei; das Winterhalbjahr dauert 36 Tage länger
als das Sommerhalbjahr. Dabei ist der Winter in der Sonnenferne
außerordentlich kalt und streng. Gegenwärtig befinden wir uns in einer
Periode schwacher Exzentrizität, die Erdbahn ist beinahe kreisförmig,
und Winter- und Sommerhalbjahr unterscheiden sich daher nur um acht
Tage. Der Wechsel der Exzentrizität vollzieht sich in einer Periode
von mehreren hunderttausend Jahren. Nun lehrt Croll: Ein Maximum der
Exzentrizität hat für die Erde jedesmal eine Eiszeit zur Folge. In dem
langen, kalten Winter, den diese Periode für eine Halbkugel mit sich
bringt, sammelt sich so viel Schnee und Eis an, daß auch der folgende
kurze und heiße Sommer sie nicht zum Verschwinden bringen kann. Im
nächsten Jahr verstärkt sich noch diese Wirkung, die Jahr für Jahr
weiter zunimmt und schließlich zur Vereisung führt. Währenddessen
hat zwar die andere Erdhälfte recht günstige Verhältnisse: kurze,
warme Winter und lange, kühle Sommer. Aber in der zweiten Hälfte
der Präzessionsperiode, nach 10500 Jahren,[4] beginnt für sie die
ungünstige Wärmeverteilung, während die erste Halbkugel sich auch
in der für sie günstigen Zeit nicht von der angefangenen Vereisung
erholen kann. Erst wenn die Erdbahn wieder mehr kreisförmig wird,
geht die Vereisung zurück und verschwindet schließlich ganz. Ein
Maximum der Exzentrizität mit seinen großen Gegensätzen in der Dauer
der Jahreszeiten hat also eine Eiszeit zur Folge, das Minimum mit der
gleichmäßigen Verteilung der Wärme eine Zwischeneiszeit. Die Periode,
in der der Wechsel vor sich geht, läßt sich berechnen; die vorletzte
Eiszeit müßte nach Croll in den Jahren 980000-720000, die letzte in den
Jahren 240000 bis 80000 vor unserer Zeitrechnung gewesen sein.

  [4] Infolge der Verschiebung des Punkts der Sonnennähe
      verkürzt sich die Periode der klimatischen Einwirkung von
      26000 auf 21000 Jahre.

Das sind die Grundgedanken der Crollschen Theorie; sie ist geistreich
und scharfsinnig, aber leider nicht zu halten. Wenn sie richtig wäre,
so müßten ja in der ganzen Erdgeschichte regelmäßig Eiszeiten und
Zwischeneiszeiten einander ablösen. Nun hat es wohl schon in früheren
Perioden der Erdgeschichte Eiszeiten gegeben; die letzte große Eiszeit
aber setzt nach einer langen Periode mit warmem, ja heißem Klima
beinahe unvermittelt mit ihrer Kälte ein. Kein Geologe wird außerdem
die Jahreszahlen, die Croll errechnet, für richtig halten können;
das werden uns spätere Ausführungen zur Genüge beweisen. Es kann mit
aller Bestimmtheit gesagt werden, daß das Ende der letzten Eiszeit
nicht 80000 Jahre, sondern nur wenig mehr als 10000 Jahre hinter der
Gegenwart zurückliegt. Die klimatischen Grundlagen der Theorie sind
sogar so unsicher, daß neuerdings ein Forscher (~Hildebrand~) beweisen
wollte, daß die Eiszeit in das Minimum der Exzentrizität fallen
müsse! Schließlich hat Croll noch eine Reihe von meteorologischen
Faktoren unberücksichtigt gelassen, die von ~Pilgrim~ in einer
genauen mathematischen Nachprüfung der Theorie sorgfältig in die
Rechnung eingestellt wurden. Aber auch sie vermochte die schweren
Bedenken gegen die ganze Theorie nicht zu beheben; unser Urteil kann
nur das eine sein, daß für die Gewinnung genauer Alterszahlen die
astronomischen Theorien z. B. ausscheiden müssen. Wenn wir trotzdem
die Crollsche Theorie in den Kreis unserer Betrachtungen gezogen haben,
so hat das seinen Grund darin, daß sie ein wunderschönes Beispiel für
eine Zeitmessung nach dem Prinzip der Pendeluhr darstellt. Wie das
Pendel unter der Einwirkung der Schwerkraft rhythmisch hin und her
schwingt, so verändert sich unter dem Einfluß derselben zwischen den
Weltkörpern wirkenden Anziehungskraft die Bahn unserer Erde. Es ist ein
geheimnisvoll großartiges Bild, wie die Bahnellipse unseres Gestirns
nicht fest und starr im Weltraum liegt, sondern wie sie pulsiert,
sich abflacht und wieder rundet, wie die Erdachse nicht ständig auf
denselben Punkt des Fixsternhimmels weist, sondern langsam und gemessen
als Kreiselachse ausweicht und in der Periode von 26000 Jahren ihre
Präzessionsbewegung ausführt. Es ist tatsächlich der Pendelschlag
der Weltuhr, der sich hier vor unserem Geistesauge vollzieht:
Rhythmische Bewegung unter dem Zwange der Schwerkraft. Aber leider
ist unsere Weltuhr recht unvollkommen. Die irdische Pendeluhr besitzt
außer dem schwingenden Zeitmesser ein Zählwerk, das mit kunstvoll
ineinandergefügten Rädern die Zahl der Schwingungen auf dem Zifferblatt
sichtbar in die Erscheinung treten läßt. Unsere Weltpendeluhr schlägt
wohl, aber ob und wie sie zählt, das ist uns noch ein Rätsel. Wohl
konnte der Mensch vermuten, in den rhythmisch sich folgenden Eiszeiten
ihre Schläge zu erkennen. Genauere Überlegung und Nachprüfung läßt
uns jedoch diese Annahme wieder verwerfen. Vielleicht ist auch der
Einfluß jener astronomischen Vorgänge viel zu geringfügig, um sich
deutlich sichtbar in Erscheinungen der Erdoberfläche auszuwirken.
Wir gehen daher von den weltumfassenden Theorien über die Eiszeit
zur geologischen Einzelforschung über, die aus der peinlich genauen
Untersuchung der Erdrinde ihre Schlüsse über die Dauer geologischer
Zeiträume zu ziehen versucht.

   [Illustration: Abb. 6. Das Abschmelzen des Eises in Skandinavien.
   Das Stirnende des Gletschers ragt noch in das „Noldiameer“.
   Nach de Geer aus Kayser, Lehrbuch der Geologie.]

Während der letzten Eiszeit lag die skandinavische Halbinsel ganz unter
einem riesigen Eisschild verborgen, der vom Kamm des Gebirges aus bis
weit nach England, Deutschland und Rußland hinein sich ausgebreitet
hatte und der mit dem Wärmerwerden des Klimas langsam wieder
abschmolz, sich auf seinen Ausgangspunkt, die Eisscheide, zurückzog und
schließlich ganz verschwand. Einem schwedischen Geologen, ~de Geer~,
fiel schon 1878 auf, daß fast das ganze Gebiet der früheren Vereisung
zu oberst von einem Ton bedeckt ist, der ganz regelmäßig gebänderte
Schichtung aufweist. Die Frage war: Wie sind diese Bändertone
entstanden, und wie erklärt sich ihre Schichtung? Die Schichten
der Tone sind vollständig ungestört, der Gletscher konnte also
nicht mehr über sie hinweggegangen sein. Mannigfache Untersuchungen
machten es allmählich zur Gewißheit, daß sie im Zusammenhang mit dem
abschmelzenden Eis in einem Meer zum Niederschlag gekommen waren.

Als die Eisdecke abschmolz, lag das Land noch unter dem Meeresspiegel,
das Stirnende des Gletschers ragte ins Meer hinein (Abb. 6); auf der
Oberfläche des Eises sank das Schmelzwasser in Spalten und Rissen
in die Tiefe, bahnte sich unterhalb des Gletschers seinen Weg zum
Eisrand und führte dabei die leichter ausschwemmbaren Bestandteile der
Grundmoräne, Ton und Sand, mit sich. Wo nun dieser Schmelzwasserstrom
unter dem Eis hervor ins Meer mündete, da riß er den Sand noch eine
kurze Strecke mit sich, um ihn dann liegen zu lassen; die feineren
Tonbestandteile wurden erst weiter draußen abgelagert. Im Winter
bildeten sich im allgemeinen infolge der geringeren Menge des
Schmelzwassers feinkörnige, hauptsächlich tonige Niederschläge, die
durch organische Beimengungen dunklere Färbung annahmen, im Frühjahr
und Sommer, wo die stärksten Wassermengen arbeiteten, waren die
Niederschläge sandiger und von heller Farbe. Im nächsten Jahr kam
im Wechsel der Jahreszeiten eine weitere Schicht Ton und Sand zur
Ablagerung, die aber infolge des Zurückweichens des Gletschers nach
Norden so viel weiter nördlich anfing, als der Gletscher im Lauf des
Jahres zurückgewichen war und ebensoviel weiter nördlich auch wieder
aufhörte (vgl. Abb. 7).

Jahr für Jahr bildete sich also eine neue Schicht; alle Schichten,
abwechselnd aus dunklen und helleren Lagen von Ton und Sand bestehend,
mußten sich dachziegelförmig übereinander lagern, jede folgende weiter
im Norden beginnend. Die wunderbar deutlich ausgeprägten Schichten der
Bändertone hängen also mit der Periode des Jahres zusammen, sie stellen
nichts anderes als ~Jahresringe~ dar.

   [Illustration: Abb. 7. Bildung der Bändertone.]

Nun handelte es sich aber noch darum, die Zahl all dieser
Jahresschichten, die über ganz Schweden weg sich ausbreiteten, zu
bestimmen; damit mußte man die Frage beantworten können, wie lange
der Gletscher zu ihrer Bildung gebraucht hatte, von der Zeit an, da
er noch an der Spitze Schonens stand bis zu dem Augenblick, da sein
letzter Rest auf der Eisscheide vollends abschmolz. Es winkte also
die Möglichkeit, durch die Zählung der Schichten die Zahl der Jahre
zu bestimmen, die der Gletscher zum Zurückweichen von Schonen bis
zur Eisscheide nötig gehabt hatte. Das war keine leichte Aufgabe,
denn es handelte sich ja um Schichten, die nirgends zusammenhängend,
sondern immer nur an einzelnen Punkten aufgeschlossen waren. Man hätte
daran denken können, von Süden nach Norden einen großen Einschnitt
herzustellen, und damit nach Art des Bildes 6 einen zusammenhängenden
Aufschluß in den Bändertonen zu schaffen, längs dessen man die Zahl
der Schichten in der schönen dachziegelartigen Überlagerung leicht
hätte feststellen können. Daß dies ein ungeheuer kostspieliges
Riesenwerk hätte sein müssen, leuchtet ohne weiteres ein. De Geer
fand einen einfacheren Weg. In zahlreichen einzelnen Aufschlüssen,
in Tongruben, Ziegeleien, Eisenbahneinschnitten wurde von ihm und
seinen Schülern, die er sich zur Mitarbeit heranzog, in den Jahren
1905 und 1906 die Mächtigkeit der einzelnen Schichten genau mit dem
Meßband gemessen. Es zeigte sich bald in benachbarten Aufschlüssen,
daß die Mächtigkeitsverhältnisse aufeinanderfolgender Schichten in
allen Profilen sich gleich blieben. Das ist auch leicht verständlich
und erklärbar, denn das eine Jahr brachte mehr Wasser und damit auch
mehr Sand und Ton mit als das andere. Die Abb. 8 und 9 sollen das
Verfahren de Geers erklären. In den Punkten A, B und C der Karte wurde
die Dicke der einzelnen Tonschichten gemessen, die Mächtigkeiten wurden
in einzelnen übereinander angeordneten wagrechten Linien graphisch
dargestellt und die Endpunkte miteinander verbunden, so daß sich für
die drei Punkte die Bilder Nr. 9 ergaben.

   [Illustration: Abb. 8. Zurückweichen des Eises in der Gegend
   von Stockholm. Nach de Geer.]

Es zeigte sich, daß die Schichten 1-19 des Punktes B in ihren
Mächtigkeitsverhältnissen genau den Schichten 4-22 des Punktes A
entsprachen; diese Schichten waren also in gleichen Jahren gebildet
worden und mußten einander gleichgestellt werden. Im Profil B fehlten
die drei untersten Schichten des Profils A, das Eis hatte somit zum
Zurückweichen von A nach B den Zeitraum von drei Jahren gebraucht.
Ebenso entsprachen die Schichten 1-18 des Profils C deutlich den
Schichten 7-24 des Profils B, es fehlten also im Profil C die sechs
untersten Schichten von B; das Eis hatte somit sechs Jahre zum Rückzug
von B nach C gebraucht. Durch Aufnahmen einer größeren Anzahl von
Schichtprofilen konnte auf diese Weise genau das Zurückweichen des
Gletschers bestimmt werden, und so entstand das Kärtchen aus der Gegend
von Stockholm (Abb. 8), das die aufeinander folgenden Eisrandlagen für
einen Zeitraum von etwa 25 Jahren in Kurven darstellt. Dabei ergab
sich noch ein weiteres interessantes Ergebnis: Es fanden mit dieser
Aufnahme die zahlreichen kleinen, in Abständen von 100-200 m parallel
hintereinander angeordneten Moränenrücken ihre Erklärung; sie zeigen
gleichfalls das jährliche Zurückweichen des Gletschers an und sind als
sogenannte „~Wintermoränen~“ in der kalten Jahreszeit gebildet worden,
während der Eisrand einige Monate an Ort und Stelle blieb.

   [Illustration: Abb. 9. Mächtigkeiten der Bändertonschichten
   an den Punkten A, B und C der Karte Abb. 8. Nach de Geer.]

Auf diese Weise war es möglich, die Schichten zu zählen, ohne große
und kostspielige Einschnitte schaffen zu müssen. De Geer untersuchte
die Bändertone längs mehrerer Linien von Schonen bis zur Eisscheide.
Es ist ja nicht nötig, die ganze Zählung einer einzigen Linie entlang
vorzunehmen, doch muß jedesmal eine neue Linie wieder in gleicher
Höhe beginnen; das Bild 10 gibt die von ihm untersuchten Linien an.
Seine Ergebnisse bei der Zählung der Schichten und der Eintragung
der Ergebnisse in die Karte waren folgende: im Süden Schwedens,
in Schonen, wich der Gletscher im Jahr um 50 m zurück, etwas weiter
nördlich um 100 m, in der Gegend des Wener- und Wettersees erfolgte
eine Pause im Zurückweichen. In dieser Stillstandszeit, die jedoch
nur wenige Jahrhunderte dauerte, häufte der Gletscher den Gürtel der
fennoskandischen Endmoränen auf, der von Kristiania an quer durch
Mittelschweden hindurch zu verfolgen ist und jenseits der Ostsee in
Finnland seine Fortsetzung findet. Die Zeit des Rückzugs von Schonen
bis zu diesen Moränen, die ~gotiglaziale Epoche~, umfaßte einen
Zeitraum von 3000 Jahren. In der folgenden ~finniglazialen Epoche~
ging der Rückzug wesentlich schneller vor sich; im Jahr betrug er
100 bis 300 m, denn der verhältnismäßig geringe Eisrest, der noch
übrig geblieben war, schmolz vollends rasch zusammen. So brauchte der
Gletscher zu seinem Rückzug von den fennoskandischen Endmoränen bis
zur Eisscheide, also bis zu seinem völligen Verschwinden, nur noch
2000 Jahre. Für den ganzen Rückzug von Schonen bis zur Eisscheide war
demnach ein Zeitraum von 5000 Jahren nötig.

   [Illustration: Abb. 10. Zurückweichen des Eises in Skandinavien.
   Längs der punktierten Linien erfolgte die Zählung der
   Bändertonschichten durch de Geer.]

Diese Bestimmung der Zeitdauer eines genau umschriebenen geologischen
Vorgangs bedeutet einen außerordentlichen Fortschritt. Hier haben wir
es nicht mit einer von unsicheren und zweifelhaften Voraussetzungen
ausgehenden Berechnung zu tun, sondern es handelt sich um ein einfaches
Abzählen der Spuren, die der Wechsel der Jahreszeiten sichtbar
hinterlassen hat. So besitzt das Ergebnis de Geers die höchst mögliche
Zuverlässigkeit und Sicherheit, die wir von einer geologischen
Zeitmessung erwarten können; die Schönheit und Eleganz dieser Methode
steht in ihrer Art einzig da. Nachprüfungen ihrer Ergebnisse in
Finnland, wo dieselben geologischen Verhältnisse sind, haben zu einer
vollkommenen Bestätigung geführt.

Eine Reihe von Wünschen bleibt aber doch noch unerfüllt. Zunächst
müssen wir feststellen, daß es nur ein verhältnismäßig kleiner
Zeitraum ist, den die Zeitmessung de Geers umfaßt. Daran können wir
aber leider nichts ändern. Zu bedauern ist aber auch, daß sie nicht
unmittelbar an die Jetztzeit anschließt. Wir wissen wohl, daß das
Eis zu seinem Abschmelzen von Südschweden bis zur Eisscheide 5000
Jahre gebraucht hat, wir wissen aber nicht, wieviel Jahre seitdem
wieder verstrichen sind. De Geer hat zwar versucht, auch diese Zeit
zu bestimmen; er benützte dazu eine ganz ähnliche Methode wie früher
für das Zurückweichen des Eises. In dem See ~Ragunda~, der nicht weit
von der Eisscheide entfernt liegt und 1796 trocken gelegt wurde, fand
er in dem alten Seeboden eine ganz ähnliche Schichtung, wie sie von
den Eismeertonen beschrieben wurde. Es gelang ihm, auch hier die Zahl
der Schichten zu zählen; er fand annähernd 7000 Schichten, die einen
Zeitraum von 7000 Jahren vom vollständigen Verschwinden des Eises bis
zum Jahr 1796 anzeigen würden.

Seit dem Zeitpunkt, da das Eis an der Südspitze von Schonen stand,
wären also bis heute rund 12000 Jahre verflossen. Während nun aber die
Zahl von 5000 Jahren für die Zeit des Eisrückzugs als eine endgültig
und sicher bestimmte Größe gelten kann, sieht auch de Geer die zweite
Zahl nicht als ebenso sicher an. Mit ziemlicher Wahrscheinlichkeit
kann gesagt werden, daß die Zeit seit dem Verschwinden der Gletscher
etwas größer sein muß; im Ostseegebiet hat sich seither eine ganze
Reihe von geologischen Ereignissen abgespielt, für die ein zeitlicher
Rahmen von 7000 Jahren nicht ausreicht. Aus dem kalten Eismeer, in
das die Gletscher ihre Stirn getaucht haben, wurde zuerst durch Hebung
des Landes ein Binnensee, der ~Ancylussee~ (Abb. 11). Nach dieser Zeit
senkte sich das Land wieder und gestattete dem Meer von der Nordsee her
erneut den Zutritt; der Geologe nennt diese Periode die ~Litorinazeit~.
In interessanter Weise hat ein deutscher Forscher, ~Keilhack~, aus
den Dünenbildungen an der Swinepforte bei Swinemünde die seit der
Litorinasenkung verflossene Zeit berechnet. Er fand dort eine Zahl
von etwa 200 kurzen Dünen hintereinander angeordnet, die erst nach
der Mitte der Litorinazeit entstanden sein können. Durch Vergleich
alter schwedischer Karten aus dem 17. Jahrhundert mit dem heutigen
Zustand stellte er fest, daß seit dem Jahr 1700 sechs Dünenketten
hinzugewachsen seien, daß also ein solcher Dünenzug 35 Jahre zu seiner
Entstehung braucht. Seit der Litorinasenkung wären also 7000 Jahre
verstrichen. Für die vorausgehende Ancyluszeit müssen dann mindestens
4000 Jahre angesetzt werden, und wir bekämen so für die Zeit seit
dem Abschmelzen der Gletscher 7000 + 4000 = 11 000 Jahre. Eine solche
Zahl wird gegenwärtig von der Mehrzahl der Forscher (z. B. ~Werth~,
~Olbricht~, ~Keilhack~) für wahrscheinlicher gehalten als die 7000
Jahre de Geers. Vor 16 000 Jahren wäre demnach das Eis an der Südspitze
Schonens gestanden.

   [Illustration: Abb. 11. Beginn der Ancyluszeit.
   Das Eis kurz vor dem endgültigen Abschmelzen.
   Nach de Geer aus Kayser.]

Nachdem wir so den unmittelbaren Anschluß an die Gegenwart gefunden
haben, soll es vom Zeitpunkt, da das Eis in Schonen stand, einen
Schritt weiter in die geologische Vergangenheit zurückgehen.
Die nächste Frage muß nun sein: wie lange brauchte das Eis zum
Zurückweichen von dem großen ~baltischen Endmoränenrücken~ bis
Südschweden? Dieser riesige Endmoränenzug (vgl. Abb. 5) bedeutet
sicher einen größeren Einschnitt in der Geschichte der letzten Eiszeit;
die meisten Forscher nehmen an, daß er dem ~Bühlvorstoß~ der alpinen
Gletscher zeitlich gleichzusetzen sei.

Es scheint, daß das Eis beim Abschmelzen vom Höhepunkt der Würmeiszeit
seine Rückwärtsbewegung durch einen erheblichen Vorstoß wieder
unterbrochen hat. Dieser Vorstoß prägt sich, da der Eisrand dann
längere Zeit in seiner Lage verweilte, in ganz besonders starken
Moränenzügen aus. Nun dürfen wir, um das Zurückweichen der Gletscher
vom baltischen Höhenrücken bis Südschweden zu berechnen, nicht einfach
die Rückzugsgeschwindigkeit einsetzen, die von de Geer in Südschweden
nachgewiesen wurde (50 m in einem Jahr). Das Eis schmolz zu einem
früheren Zeitpunkt, als der ganze Eisschild noch viel größer war, ohne
Zweifel viel langsamer ab als später; dies zeigte sich ja auch mit
vollkommener Deutlichkeit für den Rückzug des Eises in Schweden. Für
seinen Rückzug vom baltischen Höhenrücken bis Schonen können daher
etwa 4000 Jahre angesetzt werden; es wären also 20000 Jahre verflossen,
seitdem das Eis in Schleswig, Mecklenburg, Pommern und Masuren stand.
Das Mindestmaß für diese Zeit mag, wenn wir statt der 11000 Jahre seit
dem vollständigen Verschwinden der Gletscher nur die 7000 Jahre de
Geers einsetzen und für das Zurückweichen vom baltischen Höhenrücken
bis Schonen nur 3000 Jahre annehmen, im ganzen 7000 + 5000 + 3000 =
15000 Jahre betragen; das Höchstmaß beträgt etwa 25000 Jahre. -- Diese
Abweichungen vom Mittelwert sind noch erträglich. Je weiter es aber
in die Vergangenheit zurückgeht, um so mehr weichen die Ansichten der
Forscher voneinander ab. Während der eine zum Höhepunkt der letzten
Eiszeit (der Würmeiszeit) nur noch 2000-4000 Jahre zurückrechnet, kommt
der andere bereits auf weitere 10000-20000 Jahre. Die geologischen
Vorgänge sind eben noch keineswegs bis in alle Einzelheiten geklärt.
Ehe wir weiter zurückschreiten, seien auch die Verhältnisse in anderen
Vereisungsgebieten näher ins Auge gefaßt.

   [Illustration: Abb. 12.]

Auch im Gebiet der ~Alpen~ wurde eine Reihe von Versuchen unternommen,
Zahlen für die seit der letzten Vergletscherung verflossene Zeit zu
gewinnen. Am bekanntesten ist die Rechnung des Schweizer Geologen
~Heim~ geworden, der von Untersuchungen am ~Vierwaldstätter See~
ausging. Im Gebiet dieses Sees sind fünf hintereinanderliegende
Moränenzüge zu beobachten, die alle dem Bühlstadium zugerechnet
werden; der äußerste liegt unterhalb des Sees, die vier andern sind
durch Lotungen auf dem Seeboden deutlich nachweisbar (Abb. 12). Der
innerste und östlichste Moränenrücken schließt das Gebiet des Urner
Sees ab, in dem zwei Flüsse ihre Schlamm- und Geröllmassen ablagern:
die größere Reuß, die bei Flüelen mündet und die kleinere Muota, die
aus dem Kanton Schwyz kommt. Als der Gletscher noch durch das heutige
Seebecken strömte, muß er es vollkommen ausgeräumt haben. Seit seinem
Rückzug haben aber Reuß und Muota begonnen, jedes ein Delta in den
See hineinzubauen und ihn so allmählich auszufüllen. Unter bestimmten
Voraussetzungen läßt sich der Kubikinhalt der Deltabildungen berechnen.
Da auch die jährlich durch die beiden Flüsse in den See geführte
Schlamm- und Geröllmasse einigermaßen bekannt ist, so folgt daraus
die Zeit, die zur Bildung der Aufschüttungen nötig war. Heim geht sehr
vorsichtig in seiner Berechnung vor und erhält 10000-50000 Jahre; am
wahrscheinlichsten erscheint ihm die Zahl von 16000 Jahren. So viel
Jahre wären also verflossen, seit sich der große Reußgletscher nach dem
Bühlvorstoß zurückzog und das Gebiet des Vierwaldstätter Sees freigab.

   [Illustration: Abb. 13. Thuner und Brienzer See.]

Eine ganz ähnliche Berechnung führte ~Steck~ am ~Thuner~ und ~Brienzer
See~ aus; der letztere wurde zur selben Zeit wie der Vierwaldstätter
See vom Gletscher verlassen. In den Brienzer See ergießt sich die Aare,
in den Thuner See die Kander, die seitlich einmündende Lütschine hat
bei Interlaken in den früher einheitlichen See ein Delta hineingebaut,
das ihn beim Größerwerden schließlich in zwei einzelne Seebecken
trennte (Abb. 13). Steck erhielt für die Zeit, welche die Lütschine zur
Aufschüttung ihres Deltas nötig hatte, 20000 Jahre, für die Bildung des
Aaredeltas im Brienzer See 15000 Jahre.

Von anderen Voraussetzungen ging ~Nüesch~ aus, der die Ablagerungen
einer Höhle, des ~Schweizersbildes~, untersuchte. Die Höhle wurde
erst nach dem Bühlstadium vom Gletscher freigegeben und war von da an
eine Behausung des Steinzeitmenschen. In den Schichten, die sich im
Lauf der Jahrtausende auf dem Boden der Höhle gebildet hatten, konnte
Nüesch durch Funde von Werkzeugen eine Kulturentwicklung der Bewohner
von der älteren Steinzeit bis zur Metallzeit nachweisen. Durch den
Vergleich der Mächtigkeit der alten Kulturschichten mit der obersten
Metallzeitschicht, für deren Bildungszeit 4000 Jahre angenommen werden
können, fand er für die ältesten Schichten ein Alter von 24000 Jahren.

Vergleicht man alle drei Altersberechnungen aus dem Gebiet der
alpinen Vergletscherung, so zeigt sich eine nicht unbefriedigende
Übereinstimmung: Die Zeit, als sich die Gletscher nach dem Bühlvorstoß
in die Alpentäler zurückgezogen, liegt rund 20000 Jahre zurück. Dieses
Ergebnis stimmt auch nicht schlecht mit dem Alter zusammen, das für
die baltischen Endmoränen berechnet wurde; sie sind ja vermutlich dem
Bühlvorstoß gleichzusetzen.

Wir wenden uns jetzt noch ~Nordamerika~, dem dritten großen
Vereisungsgebiet, zu, das, ähnlich wie Nordeuropa, unter einer
ungeheuren Decke von Inlandeis begraben war. Beim Rückzug des Eises,
der zur selben Zeit erfolgt sein muß wie in Europa, wurde allmählich
das Gebiet der heutigen großen Seen (Abb. 14) eisfrei; ihr Wasser mußte
dem Meere zu abfließen. Zwischen dem Erie- und dem tiefer gelegenen
Ontariosee bildete sich ein Fluß, der über die dazwischenliegende
Geländestufe hinabstürzte. Das war der Anfang der ~Niagarafälle~. Durch
die ausstrudelnde Wirkung des stürzenden Wassers wurden am Grund des
Falls die weicheren Schichten herausgewaschen, so daß die härteren
nachstürzen mußten (Abb. 15). Auf diese Weise schnitt sich der Fall
immer weiter rückwärts in die Gesteinstafel ein, und auch heute noch
weicht er immer mehr in der Richtung gegen den Eriesee zurück. Er hat
im Laufe der Zeit eine 11,3 km lange Schlucht eingenagt, die in ihren
verschiedenen Teilen die Geschichte ihrer Entstehung noch deutlich
erkennen läßt (Abb. 16). Der Fall war anfangs nur 11 m hoch. Da der
Fluß damals nur den Eriesee entwässerte (die drei andern Seen hatten
noch ihren besonderen Abfluß zum Meer), so betrug seine Wassermenge
nur 15% der heutigen. Die Schlucht war eng, das Zurückweichen erfolgte
langsam und betrug nur etwa 12 cm im Jahr. Nach wechselnden geologischen
Ereignissen kam schließlich das Wasser aller fünf Seen durch den
Niagara zum Abfluß, der gegenwärtig in zwei Fällen, dem schwächeren
amerikanischen und dem Hufeisenfall, 50 ~m~ tief in die Schlucht
stürzt, ein urgewaltiges Naturschauspiel bietend. In dem jüngsten
Teil der Schlucht wurde das jährliche Zurückweichen des Falls zu 1,37 m
berechnet. Eine Reihe von Geologen (~Spencer~, ~Taylor~, ~Gilbert~) hat
auf Grund aller Einzelheiten im Ablauf der geologischen Ereignisse die
Zeit zu berechnen versucht, die der Niagara zur Eintiefung der ganzen
Schlucht benötigte; sie erhalten Zahlen, die sich zwischen 20000 und
40000 Jahren, im Mittel um 30000 Jahre bewegen. So lange schon muß
demnach die Gegend des Erie- und Ontariosees vom Eise verlassen sein.

   [Illustration: Abb. 14.]

   [Illustration: Abb. 15. Ausstrudelnde Wirkung
   des Wassers der Niagarafälle.]

   [Illustration: Abb. 16. Schlucht des Niagaraflusses.]

Die Zahlen stimmen ungefähr mit dem Ergebnis der Berechnungen überein,
die wir für die Zeit seit dem Abschmelzen der Gletscher im europäischen
Vereisungsgebiet ausgeführt haben; allerdings scheint sich ein etwas
höherer Wert zu ergeben, als wir ihn für das Alter der baltischen
Endmoränen und des Bühlvorstoßes gewonnen haben; dies erklärt sich
vielleicht so, daß die Gegend des Erie- und Ontariosees schon vor der
Bühlzeit vom Gletscher verlassen wurde.

Durch all diese Berechnungen, die sich bis jetzt nur auf die Spät-
und Nacheiszeit bezogen haben, werden wir aber ganz von selber
weitergeführt zur nächsten Frage: Wie erhalten wir Alterszahlen für
die ~ganze Eiszeit~? Je weiter wir zurückgehen, um so schwieriger wird
unsere Aufgabe, und es ist leicht verständlich, daß es so sein muß: Das
uns zeitlich Nächstliegende übersehen wir mit all seinen Einzelheiten
am besten und klarsten. Je weiter wir uns von der Gegenwart entfernen,
um so lückenhafter werden unsere Kenntnisse, um so stärker sind die
Ablagerungen umgewandelt oder gar teilweise schon wieder abgetragen.
~Penck~, der Erforscher der „Alpen im Eiszeitalter“, geht bei der
Berechnung folgendermaßen vor: Er weist darauf hin, daß die Flüsse
in der Nacheiszeit und in den verschiedenen Zwischeneiszeiten eine
riesige Arbeit geleistet haben. Sie haben die Moränen zum großen
Teil aufgearbeitet und mächtige Schottermassen aufgeschüttet, die als
Deckenschotter und Terrassenschotter dem Geologen bekannt sind. In den
verschiedenen Zwischeneiszeiten und der Nacheiszeit konnte auch die
Verwitterung auf die verschiedenen Eiszeitablagerungen einwirken und
sie der Länge der Zeit entsprechend mehr oder weniger tief angreifen.
Nach dem Maß der von den Flüssen in der Spät- und Nacheiszeit
geleisteten Aufschüttungsarbeit und der Stärke der Verwitterung
versucht nun Penck, Verhältniszahlen für die Dauer der verschiedenen
Zeiten zu gewinnen. Er kommt zu folgendem Ergebnis: Nimmt man die Zeit
seit dem Bühlvorstoß, die wir kurz als Nacheiszeit im weiteren Sinn
bezeichnen wollen, als Einheit, so war die Riß-Würm-Zwischeneiszeit
etwa dreimal so lang, die Mindel-Riß-Zwischeneiszeit etwa zwölfmal so
lang, die Günz-Mindel-Zwischeneiszeit wieder etwa dreimal so lang wie
die Nacheiszeit. Die Zeitdauer aller Zwischeneiszeiten beträgt somit
das 18fache der Nacheiszeit. Gewiß hat sich auch jedesmal das Eis bei
seinem Vorstoß einige Zeit auf dem höchsten Stand gehalten. Setzt man
für diese eigentlichen Eiszeiten ungefähr das Sechs- bis Achtfache der
Nacheiszeit an, so kommt man für die ganze Eiszeit auf das 25fache
dieser Zeit. Nun haben wir für die Zeit seit dem Bühlvorstoß die
Zahl von 20000 Jahren errechnet; wir kommen damit für die Dauer der
ganzen Eiszeit auf rund 500000 Jahre.[5] Diese Zahl wird zurzeit von
den meisten Forschern für ungefähr richtig gehalten, ob sie nun die
nordeuropäischen (~Werth~, ~Olbricht~), die alpinen (~Penck~), oder die
nordamerikanischen Eiszeiterscheinungen (~Grabau~) untersuchen. Penck,
dem wir bisher in der Hauptsache gefolgt sind, ist allerdings eher
geneigt, die Zahl noch etwas höher anzunehmen und sie auf ½-1 Million
Jahre zu schätzen.

  [5] Vergleiche hierzu nochmals die Abb. 4, die auf Grund
      dieser Annahmen gezeichnet ist. Sie versucht, den
      ganzen Ablauf der Eiszeit in richtigen Zeitverhältnissen
      darzustellen.

Leider haben die Alterszahlen für die ganze Eiszeit nicht mehr
denselben Grad von Zuverlässigkeit wie die für die Nacheiszeit
berechneten. Wenn wir für die Zeit seit der Aufschüttung der
baltischen Endmoränen mit gutem Gewissen sagen können, daß sie von den
angenommenen 20000 Jahren nicht mehr als um ein Viertel nach oben oder
unten abweichen wird, so schwanken unsere Vorstellungen über die Länge
der ganzen Eiszeit schon zwischen viel weiteren Grenzen. Mit recht
großer Sicherheit können wir jedoch sagen, daß sie zwischen die Grenzen
von 200000 und 1000000 Jahren einzuschließen ist. Das Verfahren,
das wir bei diesem Übergang auf die ganze Eiszeit angewandt haben,
bezeichnet der Mathematiker als ~Extrapolation~. Er versteht darunter
den Versuch, von dem bekannten Verlauf einer Kurve zwischen zwei
gegebenen Punkten auf ihren Verlauf außerhalb dieses bekannten Teils
zu schließen. In derselben Lage ist der Geologe: Von der recht gut
bekannten Nacheiszeit ausgehend, schließt er auf den außerhalb dieser
Zeit liegenden Verlauf der Eiszeitkurve.

Jede neue Erkenntnis hilft weiter, sie wirft auch Licht auf andere
Probleme. Wir wissen jetzt ungefähr, wie lange die Eiszeit gedauert
hat, und damit vermögen wir an eine Frage heranzugehen, die den
Menschen beschäftigt, seit er Erdgeschichte treibt, und die ihm bis zu
ihrer vollständigen Lösung keine Ruhe lassen wird. Es ist die Frage:
~Wie alt ist der Mensch?~ Vor wieviel Jahren hat es zum erstenmal Wesen
auf der Erde gegeben, die wir menschlich nennen müssen? Kein Wunder,
daß den Menschen diese Frage besonders interessiert, ist er doch an
ihr nicht nur rein wissenschaftlich, sondern sozusagen persönlich
beteiligt. Leider sind wir aber zurzeit noch weit davon entfernt,
die Antwort mit der wünschenswerten Bestimmtheit geben zu können.
Um das absolute Alter des Menschengeschlechts zu berechnen, müßten
wir zuerst sein relatives geologisches Alter einwandfrei kennen. Wir
wissen jedoch nicht einmal, ob der Mensch schon im Tertiär gelebt hat
oder ob er erst mit der Eiszeit auftrat. Körperliche Überreste des
Menschen sind in Tertiärschichten zwar noch nicht gefunden worden, wohl
aber Feuersteine, aus deren Gestalt viele Forscher schließen wollen,
daß sie künstlich bearbeitet worden seien. Wären diese „~Eolithen~“
wirklich absichtlich geformte Werkzeuge und nicht bloße Naturprodukte,
so könnte ihre Herstellung nur durch ein vernunftbegabtes, in
geistiger Hinsicht also menschenähnliches Wesen erfolgt sein. Über
die körperliche Beschaffenheit eines solchen Vorfahren des Menschen
können wir nichts aussagen, wenn wir ihn nicht am Ende in einem Fund
vor uns haben, der 1911 bei Piltdown in England gemacht wurde. Hier
wurden ein Schädeldach und der Teil eines Unterkiefers gefunden,
über die zunächst ein heftiger Streit entbrannte, ob sie von ~einem~
Lebewesen stammten oder zwei Wesen, der Schädel einem Menschen, der
Unterkiefer einem Schimpansen, angehört hätten. Neuerdings vergrößerte
sich die Wahrscheinlichkeit sehr stark, daß es sich um die Überreste
eines einzigen Wesens handle, welches demnach anatomische Merkmale
des Menschen und des Affen in sich vereinigt hätte. Leider läßt sich
das geologische Alter der Lagerstätte, in welcher der _Eoanthropus
Dawsoni_ (Dawsons „Mensch der Morgenröte“) gefunden wurde, nicht
genau bestimmen. Wenn die Vermutung zutrifft, daß die Schichten in den
letzten Zeiten des Tertiärs oder auf der Grenze von Tertiär und Eiszeit
gebildet worden seien, so hätten wir hier den ältesten Rest eines
menschenähnlichen Wesens vor uns; sein Alter könnte auf ½-1 Million
Jahre, vielleicht sogar noch höher, angesetzt werden.

Der älteste ganz sichere Menschenfund stammt von Mauer bei Heidelberg
aus Schottern und Sanden einer alten, vom Fluß schon längst verlassenen
Neckarschlinge. Leider ist es auch ein kümmerlicher Rest, nur ein
Unterkiefer, der aber gut erhalten ist und außerordentlich interessante
Merkmale aufweist. Ungeheuer stark und massig, ohne Kinn, muß er einem
Wesen gehört haben, das noch recht roh und tierisch ausgesehen haben
mag; die Form der Zähne ist jedoch durchaus menschlich. Auch das
Alter des _Homo Heidelbergensis_ ist nicht mit völliger Sicherheit
bekannt. Es läßt sich immerhin sagen, daß er der ersten oder zweiten
Zwischeneiszeit angehören muß; die übrigen Fossilreste, die in
den Sanden gefunden wurden, sprechen für die erste (Günz-Mindel-)
Zwischeneiszeit. Das würde dem Menschen von Heidelberg auf alle
Fälle ein Alter von mehreren Jahrhunderttausenden sichern. Erst in
jüngeren Ablagerungen der Eiszeit werden die Überreste des Menschen
häufiger, zugleich auch die Zeugnisse seiner Kunstfertigkeit:
Feuersteinwerkzeuge, aus denen wir uns ein Bild der Kulturentwicklung
machen können. Nach dem Fortschritt in der Verarbeitung der
Feuersteine sind eine Reihe von Kulturstufen aufgestellt worden.
Vielleicht war der Heidelberger Mensch Träger der ersten Stufe der
älteren Steinzeitkultur; für die späteren Stufen dieser Epoche war
es die bekannte ~Neandertalrasse~, von der Überreste aus der letzten
Zwischeneiszeit in guter und vollständiger Erhaltung gefunden wurden.
Diese Menschenreste haben demnach ein Alter von 50000-100000 Jahren.

Gegen das Ende der letzten Eiszeit wurde dann die Neandertalrasse von
Menschen abgelöst, die man anatomisch kaum mehr vom heute lebenden
Europäer unterscheiden kann. Zusammenfassend können wir also sagen,
daß das Auftreten des Menschen nach dem heutigen Stand unserer
Kenntnisse ungefähr mit dem Beginn der Eiszeit zusammenfällt; sein
Alter wird also rund ½-1 Million Jahre betragen. Die ersten Stufen
der Kulturentwicklung müssen ungeheuer lange Zeiträume umfaßt haben.
Die ältere Steinzeit reicht in unseren Gegenden bis ungefähr zum
Jahre 10000 v. Chr., sie hat also gewiß mehrere hunderttausend Jahre
gedauert, während die jüngere Steinzeit nur wenige Jahrtausende umfaßt
und die Metallzeit, in der wir jetzt stehen, erst auf ein Alter von
etwa 3-4 Jahrtausenden zurückblicken kann. Es sind merkwürdige und
unerwartete Verhältnisse, in die wir durch die geologische Zeitmessung
einen Einblick gewinnen.

Noch an eine andere Frage können wir nach dem, was wir über den Verlauf
der Eiszeit erfahren haben, herantreten. Es ist die Frage: An was für
einem Punkt der geologischen Entwicklung stehen wir heute? ~Haben wir
die Eiszeit endgültig hinter uns gelassen~ und können wir ohne Sorge
für kommende Generationen in die Zukunft schauen? Oder sind wir am Ende
nur in einer Zwischeneiszeit, der nach einer Reihe von Jahrtausenden
wieder eine neue Vereisung folgen wird? Auch zur Beantwortung
dieser Frage reichen unsere Kenntnisse nicht aus. Um sie sicher
und entscheidend beantworten zu können, müßten wir die Ursache der
mehrmaligen Vereisung kennen. Wir könnten dann feststellen, ob diese
Ursache endgültig oder nur zeitweilig weggefallen ist, und damit die
fernere Entwicklung voraussagen. Von einer Einsicht in die Ursachen der
Eiszeit sind wir jedoch meilenweit entfernt, und über den zukünftigen
Verlauf der Klimakurve können wir höchstens Vermutungen äußern. Da
wir das innere Gesetz der Kurve in Abb. 4 nicht kennen, so wissen wir
nicht, wie sie in den nächsten Jahrtausenden oder Jahrzehntausenden
nach links weiter verlaufen wird. Sie kann auf der heutigen Höhe
bleiben oder sogar noch etwas steigen, sie kann sich aber früher oder
später auch wieder nach unten senken. Es ist möglich, daß wir über die
große Eiszeit endgültig hinweg sind, es ist ebenso denkbar, daß wir in
einigen Jahrzehntausenden wieder einer neuen Vereisung unterliegen.
Auf alle Fälle aber gibt uns die kurze Zeit seit dem Abschmelzen der
Eismassen auf ihren heutigen Stand -- es mögen 11000 Jahre sein --
nicht das Recht zu der Behauptung, daß die Gefahr endgültig vorbei sei.
Ist ja allein die letzte Zwischeneiszeit nach den Forschungen Pencks
dreimal, die vorletzte zwölfmal so lang gewesen wie die Spät- und
Nacheiszeit. Die Klimaschwankungen, die wir auch in der Jetztzeit noch
beobachten, und die zu einem zeitweiligen Vorrücken oder Zurückweichen
der heutigen Gletscher führen, sind zu unbedeutend in ihrer Auswirkung
und zeitlichen Dauer, als daß wir daraus irgendwelche Prophezeiungen
ableiten könnten. Die Menschheit geht also einer recht unsicheren
Zukunft entgegen, und es liegt durchaus im Bereich der Möglichkeit,
daß in einigen Jahrtausenden oder Jahrzehntausenden die Gletscher
Skandinaviens wieder zu wachsen beginnen, von den Höhen herabfließen,
die ganze Halbinsel bedecken, über die Ostsee schreiten und in das
blühende norddeutsche Land einbrechen, alles zerstörend und unter
starren Eismassen begrabend. Es ist nur gut, daß wir Menschen von heute
uns noch keine Sorgen darüber zu machen brauchen.

Nach diesen Betrachtungen soll es aber mutig noch weiter zurückgehen
in die geologische Vorzeit. In der Eiszeit fühlt sich der Geologe
immer noch ganz nahe der Gegenwart. Ihre Lebewesen sind fast alle
heute noch vorhanden, die Tier- und Pflanzenwelt zu Beginn der Eiszeit
unterscheidet sich kaum wesentlich von der heutigen. Je weiter wir
jedoch zurückschreiten, um so fremdartiger wird die Lebewelt, die
wir in versteinerten Überresten vorfinden. Die Methode, mit der wir
auch für frühere Perioden Alterszahlen gewinnen wollen, ist dieselbe,
mit der wir von der Nacheiszeit aus den Übergang auf die ganze
Eiszeit vollzogen haben: Wir schätzen das Verhältnis der Zeitdauer
verschiedener Perioden ab und kommen dann unter Verwendung der zuerst
gefundenen absoluten Zahlen auf ihren zeitlichen Abstand von der
Jetztzeit. Diese Art der Altersberechnung soll zunächst für das Tertiär
durchgeführt werden. ~Penck~ hat einen Weg hierfür angegeben. Er erhält
durch Abschätzung der geologischen Arbeit und der Entwicklung der
Lebewesen Vergleichszahlen für die Dauer von Eiszeit und Tertiär. Für
das Pliozän nimmt er die 3-4fache, für das Miozän die 6-8fache Dauer
der Eiszeit an. Wird diese zu ½ Million Jahre angesetzt, so erhalten
wir für Miozän und Pliozän die Dauer von 4½-6 Millionen Jahren.
Ohne Zweifel sind Oligozän und Eozän, denen von den Nordamerikanern
neuerdings noch ein Paleozän vorausgestellt wird, zusammen mindestens
doppelt so lang. Das ganze Tertiär würde demnach einen Zeitraum
von 13½-18 Millionen Jahren umfassen. Dabei wurde jedoch mit einem
Mittelwert der Eiszeit gerechnet; setzt man auch die Grenzwerte von
200000 und 1000000 Jahren in die Rechnung ein, so erhält man für das
Tertiär Werte zwischen 5 und 36 Millionen Jahren.

Auf andere Weise ging ~Lyell~ vor. Um Verhältniszahlen zu finden,
untersuchte er, wieviele von den Muschelarten der verschiedenen
Schichten des Tertiärs sich bis heute erhalten haben, wieviele dagegen
ausgestorben sind. Seit Beginn der Eiszeit sind nur wenige Prozent
verschwunden, seit Beginn des Miozäns oder gar des Eozäns dagegen sehr
viele. Durch genaue Zählungen der noch lebenden und der ausgestorbenen
Formen kam Lyell zu der Annahme, der Beginn des Untermiozäns müsse
20mal so weit zurückliegen wie der Beginn der Eiszeit, der Beginn des
Eozäns sogar 60mal so weit. Die Dauer des Tertiärs würde also 12-60
Millionen Jahre betragen, der wahrscheinlichste Mittelwert wäre 30
Millionen Jahre.

Ganz ähnlich verfuhr ~Matthew~, ein amerikanischer Säugetierforscher,
der die Entwicklung der Pferde zur Gewinnung eines Verhältnismaßstabs
benützte. Die Stammesgeschichte des Pferdes ist ja von jeher eines der
„Paradepferde“ der Entwicklungslehre gewesen. Aus den versteinerten
Überresten läßt sich eine fast lückenlose Reihe verschiedener Formen
bilden, die, von einem fünfzehigen Ahnen ausgehend, unter allmählicher
Rückbildung der äußeren Zehen und immer stärkerer Ausbildung der
mittleren Zehe zum heutigen Pferd führt. Matthew versuchte nun, die
Unterschiede zwischen den einzelnen Formen dieser Entwicklungsreihe
in ein zahlenmäßiges Verhältnis zu bringen und kam dabei zu der
Aufstellung folgender Tabelle:

   _Equus caballus_     Gegenwart
                   1
   _Equus Scotti_       Beginn der Eiszeit
                  10
   _Hipparion_          Pliozän
                  10
   _Meryhippus_         Obermiozän
                  15
   _Parahippus_         Untermiozän
                   5
   _Miohippus_          Oberoligozän
                   5
   _Mesohippus_         Unteroligozän
                  15
   _Epihippus_          Obereozän
                  10
   _Orohippus_          Mitteleozän
                  10
   _Eohippus_           Untereozän.

Wir lesen aus ihr folgendes heraus: der Unterschied zwischen dem heute
lebenden Pferd (_Equus caballus_) und dem Pferd, das zu Beginn der
Eiszeit lebte (_Equus Scotti_), ist recht gering; er werde = 1 gesetzt.
Viel stärker ist _Equus Scotti_ von seinem Vorfahren im Pliozän, dem
_Hipparion_ verschieden. Ihr Unterschied kann der Zahl 10 gleichgesetzt
werden; die Entwicklung von _Hipparion_ zu _Equus Scotti_ muß daher
10mal so lang gedauert haben wie die von _Hipparion_ zu _Meryhippus_,
während dessen Unterschied von _Parahippus_ mindestens 15 Einheiten
beträgt. Die Zahlen der Tabelle geben also Verhältnisgrößen für die
Unterschiede der einzelnen Formen und damit für die Zeitdauer der
Einzelentwicklungen. Das Ergebnis ist, daß seit dem Untereozän etwa
80mal so viel Zeit verstrichen ist wie seit dem Beginn der Eiszeit. Das
ganze Tertiär (einschließlich des Paleozäns) wäre etwa das 100fache
dieser Zeit. Die Einsetzung der Zahlen für die Eiszeit ergibt also
eine Dauer des Tertiärs von 20-100 Millionen Jahren, der Mittelwert
wäre 50 Millionen Jahre. Nun liegt allerdings der Rechnung die
Voraussetzung zugrunde, daß sich die Entwicklung der Pferde während
des ganzen Tertiärs in demselben Tempo vollzogen habe wie seit dem
Beginn der Eiszeit, daß also die „biologische Uhr“, wie wir sie
heißen wollen, einen gleichmäßigen Gang aufweise. Das ist gewiß nicht
selbstverständlich. Es gibt Stämme im Tierreich, die sich zu gewissen
Zeiten ungeheuer rasch entwickelt haben und dann wieder lange Zeit
in der Entwicklung scheinbar still gestanden sind. Was die Ursachen
derartiger Vorgänge sind, wissen wir nicht; Lebewesen sind eben keine
mathematisch berechenbaren Uhrwerke. Außerdem fällt es natürlich sehr
schwer, die Unterschiede von Lebensformen in Zahlen zu fassen. Es
muß aber doch gesagt werden, daß der Stammbaum der Pferde eine solch
ruhige, konsequente und zielsichere Entwicklung aufweist, daß die
Berechnungen Matthews sicher nicht ohne weiteres von der Hand zu weisen
sind.

Für das Tertiär berechnet also Penck einen Mittelwert von 15 Millionen
Jahren, nach Lyell ergeben sich etwa 30 Millionen Jahre, nach Matthew
50 Millionen Jahre; die äußersten Grenzwerte aller Berechnungen
betragen 5,4-100 Millionen Jahre. Es zeigt sich damit die Erscheinung,
die schon einmal kurz gestreift wurde: Zu der Unsicherheit der
Ausgangszahl kommt die Unsicherheit der Verhältniszahlen hinzu,
und durch Multiplikation rücken die Grenzen, zwischen denen die
wirkliche Zahl liegen muß, immer weiter auseinander. Mit jedem neuen
Rückwärtsschreiten wird die ganze Rechnung unsicherer. Immerhin können
wir mit ziemlich großer Wahrscheinlichkeit sagen, daß die Zeitdauer des
Tertiärs jedenfalls schon nach Zehnern von Jahrmillionen zu bemessen
ist. Mit 20-40 Millionen Jahren werden wir von der Wahrheit nicht
allzuweit entfernt sein.

Den Abschluß der Berechnungen soll der ~Übergang vom Tertiär auf
die ganze Reihe der übrigen Formationen~ bilden. Schon ~Lyell~, der
Begründer der modernen Geologie, hat diesen weiteren Schritt gewagt.
Er erhielt für das Unterkarbon ein Alter von 160 Millionen Jahren, für
das Unterkambrium ein solches von 240 Millionen Jahren. ~Dana~ stellte
für die Zeitdauer der einzelnen Formationen folgende Verhältniszahlen
auf: wird das Tertiär zur Einheit genommen, so sind Kreide, Jura
und Trias je etwa ebenso lang, die mesozoische Periode dauerte also
dreimal so lang wie das Tertiär. Perm und Karbon entsprechen in ihrer
Zeitdauer ebenfalls dem Tertiär, dagegen war das Devon zweimal, Silur
und Kambrium je viermal so lang. Die ganze paläozoische Periode umfaßt
daher das 12fache, die Erdgeschichte seit Beginn des Kambriums etwa
das 16fache der Zeitdauer des Tertiärs. Setzen wir für das Tertiär den
Mittelwert von 30 Millionen Jahren, so ergibt dies für das Alter der
ältesten kambrischen Schichten 480 Millionen Jahre.

Etwas andere Verhältniszahlen gibt ~Walcott~ an. Er setzt für
das Tertiär 1, für das Mesozoikum 2,5, für das Paläozoikum 6; die
Erdgeschichte seit dem Kambrium entspricht also der Zahl 9-22, und für
das Alter des Kambriums würden sich 285 Millionen Jahre ergeben. Ganz
ähnliche Zahlen wie Dana nennt ~Häckel~. Er setzt für die Zeit seit dem
Beginn des Lebens bis heute die Zahl 100. Davon entfallen auf die Zeit
bis zum Beginn des Kambriums 52 Teile, auf das Paläozoikum 34 Teile,
das Mesozoikum 11 Teile, auf das Tertiär 3 Teile, die Eiszeit 0,1 Teil.
Das ergibt für das Alter des Kambriums etwa 480 Millionen Jahre. Die
Zeit, die vor Beginn des Lebens verflossen ist, wollen wir für die
Berechnung außer Betracht lassen.

Fassen wir die verschiedenen Ergebnisse zusammen, so erhalten wir,
von dem Wert von 30 Millionen Jahren für das Tertiär ausgehend, einen
Zeitraum von 285-480 Millionen Jahren, von den Grenzwerten (5,4 und 100
Millionen Jahren) ausgehend 50-1600 Millionen Jahre seit dem Beginn des
Kambriums.

Die Erscheinung, die wir schon besprochen haben, zeigt sich jetzt am
stärksten: mit jeder weiteren Extrapolation werden die Grenzen weiter,
die Zahlen unsicherer. Doch dürfen wir den Wert der gewonnenen Zahlen
auch nicht gar zu sehr unterschätzen. Es ist nicht anzunehmen, daß
bei all den Vermutungen und Rechnungen immer gerade die niederste
oder die höchste Zahl die richtige gewesen sei; in den meisten Fällen
wird eine mittlere Zahl das Richtige treffen, und wo die wirklichen
Zahlen von der Mitte abweichen, da wird sich wohl nach den Regeln der
Wahrscheinlichkeit eine zu niedrige mit einer zu hohen Zahl wieder
ausgleichen, so daß zum Schluß die Wahrheit doch ungefähr in der Mitte
liegen wird. So können wir mit ziemlicher Sicherheit für das Alter
des Kambriums einige Hunderte von Jahrmillionen ansetzen. Wir kennen
zwar noch nicht die genaue Größe selber, aber doch die Größenordnung
der seit dem Kambrium verflossenen Zeit. Weiter wollen wir aber
nicht zurückgehen, denn die Unsicherheiten, die uns im Präkambrium
erwarten, sind derartig groß, daß wir die Hoffnung auf ein einigermaßen
brauchbares Resultat von vornherein aufgeben müssen. Wir können
zunächst nur sagen, daß das Präkambrium ungeheure Zeiträume umfassen
muß, denen gegenüber vielleicht die ganze übrige Erdgeschichte auf ein
kleines Maß zusammenschrumpft.

Ein gewisses Unbehagen können wir aber trotz allem bei der nunmehr bis
zum Ende durchgeführten Methode der Extrapolation nicht los werden.
Die einzige ganz sichere Grundlage für die Berechnung sind eben allein
die 5000 Jahre, die das Eis zu seinem Zurückweichen von Schonen bis
zur Eisscheide brauchte. Von dieser Zahl aus mußten wir nach der einen
Seite den nicht unmittelbar gegebenen Anschluß an die Gegenwart finden,
nach der anderen Seite hin zurück in die geologische Vergangenheit
schließen.

Wie weit haben wir uns von unserer unbedeutenden Berechnungsgrundlage
aus zurückgewagt! Es bedeutet eine Grundschwierigkeit der Methode, die
mit Vergleichungen und Schätzungen immer weiter zurückgreift, daß die
Gefahr der perspektivischen Fehler, wie wir sie nennen wollen, kaum
umgangen werden kann: das Nächstliegende übersehen wir verhältnismäßig
klar und deutlich, das Fernliegende rückt schon mehr zusammen, und das
Fernste, das in Wirklichkeit den weitaus größten Raum einnimmt, gibt
uns gar keine Einzelheiten mehr. So sind wir nur zu sehr geneigt, die
nächstliegende Vergangenheit wegen der Fülle der aus ihr bekannten
Ereignisse zu überschätzen, die fernliegende Vergangenheit wegen
der Geringfügigkeit des aus ihr Bekannten zu unterschätzen. Ja, wenn
uns die Möglichkeit gegeben wäre, weit draußen in der grauen Ferne
geologischer Vergangenheit auch nur einen Punkt fest zu bestimmen und
mit absoluter Sicherheit sein Alter anzugeben, dann wären wir über alle
Schwierigkeiten der Schätzung und der Extrapolation mit einem Schlage
hinaus. Mit der Bestimmung jenes Punktes wäre uns ein fester Rahmen
gegeben, in den wir die gesamte geologische Geschichte einspannen
könnten.

Und diese Möglichkeit besteht! Das nächste Kapitel soll zeigen, wie uns
wunderbare Fortschritte der Physik und Chemie die Mittel dazu in die
Hand geben.




IV. Geologische Zeitmessung auf Grund radioaktiver Vorgänge


Es ist kaum mehr als ein Vierteljahrhundert vergangen, seit im
physikalischen Institut der Universität Würzburg eine Entdeckung gemacht
wurde, die zu den glücklichsten der ganzen Wissenschaftsgeschichte
gehört und die in ihren Folgen für die Entwicklung der Physik und
Chemie von der allergrößten Bedeutung werden sollte.

Im Jahr 1895 fand Professor ~Röntgen~, daß von der Wand der
Geißlerschen Röhren, mit denen er experimentierte, Strahlen
auszugehen schienen, die auch undurchsichtige Körper zu durchdringen
vermochten und durch die Wand der photographischen Kassette hindurch
die lichtempfindliche Platte beeinflußten. Die Entdeckung dieser
merkwürdigen X-Strahlen, wie er sie nannte, erregte das größte
Aufsehen. Während den Laien vor allem die geheimnisvollen Möglichkeiten
interessierten, mit diesen Strahlen auch undurchsichtige Körper
durchdringen zu können, reizte den Gelehrten in erster Linie das
wissenschaftliche Problem, und die Wissenschaft aller Länder ging
voll Spannung an die neuen Aufgaben heran. Der französische Physiker
~Becquerel~ vermutete einen Zusammenhang der Erscheinung mit der
Phosphoreszenz des Glases der Geißlerröhre und kam auf den Gedanken,
phosphoreszierende Uransalze auf eine lichtempfindliche Platte
einwirken zu lassen, mit dem Erfolg, daß auch er eine Schwärzung
der Platte erhielt (1896). Der zuerst vermutete Zusammenhang mit der
Phosphoreszenz, bei der immer eine Belichtung des Salzes vorausgehen
muß, stellte sich bald als unrichtig heraus; es ergab sich vielmehr,
daß einfach alle uranhaltigen Salze oder Erze die Eigenschaft hatten,
chemisch wirksame Strahlen auszusenden. Nun galt es, an dem neuen
Geheimnis der Uran- oder Becquerelstrahlen weiter zu arbeiten, und
schon nach zwei Jahren (1898) konnte das Ehepaar ~Pierre~ und ~Marya
Curie~ nach unendlichen Mühen aus einem Uranerz, der Uranpechblende,
einen Stoff abscheiden, der die strahlenden Eigenschaften in ungeheuer
verstärktem Maße aufwies und der daher von seinen Entdeckern den Namen
~Radium~, das Strahlende, bekam.

   [Illustration: Abb. 17. Strahlung des Radiums.]

Jede neue Entdeckung gibt der Wissenschaft wieder neue Rätsel auf,
und nicht leicht sind ihr jemals schwierigere Aufgaben gestellt
worden als mit diesem neuentdeckten Element Radium. Eine der
ersten Beobachtungen war, daß das Radium andauernd ganz bedeutende
Energiemengen hervorbringt. 1 g Radium vermag in einer Stunde das
1-1,3fache seines Gewichts an Wasser vom Gefrierpunkt bis zum
Siedepunkt zu erhitzen, und das geht so fort, Tag für Tag und Monat
für Monat, ohne daß die Erzeugung von Wärme eine merkbare Abnahme
erfährt. Diese Erscheinung widersprach in auffallender Weise dem
Gesetz der Erhaltung der Energie: Hier schien tatsächlich Energie ohne
nachweisbare Ursache von selbst zu entstehen, hier schien wirklich
das Perpetuum mobile vorzuliegen, von dem die Physiker doch bewiesen
zu haben glaubten, daß es nicht existieren könne. Es zeigte sich
bald, daß die Wärmeerzeugung mit den Strahlen zusammenhängt, die
das Radium fortwährend aussendet. Wenn man die Radiumstrahlen dem
Einfluß eines kräftigen Elektromagneten unterwirft, so findet man,
daß es drei Arten von Strahlen sind, die von dem geheimnisvollen
Stoff ausgehen. Die nebenstehende Abb. 17 soll diese Erscheinung
darstellen. Das Radium sei in einem Bleiblock eingeschlossen, der die
Strahlen nur nach einer Richtung austreten läßt; ein Elektromagnet sei
so angebracht, daß sein Nordpol vor der Ebene des Papiers zu denken
ist, der Südpol hinter ihr. Erzeugt man nun durch Einschalten des
Stroms ein elektromagnetisches Feld, so trennen sich die verschiedenen
Strahlenarten, die zuerst einheitlich in gleicher Richtung austreten.
Nach links werden die sogenannten α-Strahlen abgelenkt; diese Art der
Ablenkung beweist für sie eine positive elektrische Ladung. Sie führen
wohl den größten Teil der gesamten Strahlungsenergie mit, haben aber
die geringste Durchdringungskraft; in der Luft vermögen sie nur 3-7 cm
weit vorzudringen. Anders verhalten sich die β-Strahlen, die sehr
stark nach rechts abgelenkt werden und dadurch ihre negativ elektrische
Ladung erkennen lassen. Gar nicht vom Elektromagneten beeinflußt werden
die γ-Strahlen, die auf größere Entfernung hin wirken wie die anderen
Strahlenarten und in ihren wesentlichen Eigenschaften durchaus den
Röntgenstrahlen entsprechen.

Eine Reihe von hervorragenden Physikern und Chemikern warf sich
auf die Erforschung dieser neuen, eine vollständige Umwälzung alter
Anschauungen versprechenden Erscheinungen. Es war noch jene Zeit, in
der die Wissenschaft international war, und wo deutsche, englische
und französische Forscher von Monat zu Monat durch neue Entdeckungen
sich gegenseitig weiterhalfen. So zeigte sich bald, daß in jedem Raum,
in dem Radium sich befand, nach einiger Zeit auch die Luft und die
Wände Strahlen aussandten, daß auch sie „radioaktiv“ wurden. Leitete
man die aktiv gewordene Luft vom Radium fort, so sank allerdings die
Strahlung nach einiger Zeit beträchtlich, um schließlich nach einigen
Wochen oder Monaten zu verschwinden. Die Erscheinung wies darauf
hin, daß die Aktivität der Luft von einem Gas herrühre, das aus dem
Radium entstanden sei. Diese Annahme erwies sich tatsächlich als
richtig; es konnte nachgewiesen werden, daß sich aus dem Radium ein
Gas, die Radium-Emanation bildet, das seinerseits wieder radioaktive
Eigenschaften aufweist, dessen Strahlung aber schon in wenigen Tagen
ganz beträchtlich in ihrer Wirksamkeit sinkt. Das rührt daher, daß die
Radium-Emanation verschwindet und an ihrer Stelle ein anderer fester
Stoff, das Radium A, entsteht. Aber auch dieser Stoff bleibt nicht
bestehen; nacheinander bilden sich noch eine ganze Reihe von Stoffen,
bis die Entwicklung in einem Stoff Radium G ihr Ende findet. Die
Vorgänge können nur so verstanden werden, daß sich jeder Stoff unter
ganz bestimmten Strahlungserscheinungen in den nächsten umwandelt;
die ganze Umwandlungsreihe, die sich so ergibt, wird durch Abb. 18
dargestellt. Dabei stellte sich weiterhin heraus, daß bei diesen
Umwandlungen auch Helium entsteht, ein Gas, das vor seiner Entdeckung
auf der Erde schon durch seine Linien im Sonnenspektrum bekannt war und
daher seinen Namen erhalten hat.

Wie sollten nun alle diese rätselhaften Erscheinungen gedeutet werden?

   [Illustration: Abb. 18. Zerfallsreihe des Radiums.]

Die Erklärung geschah durch die ~Theorie vom Zerfall der radioaktiven
Elemente~, die 1902 von ~Rutherford~ und ~Soddy~ begründet wurde und
die sich seither in jeder Beziehung bewährt hat. Sie hängt eng zusammen
mit der Atomtheorie, die in den beiden letzten Jahrzehnten zu einem
vollständig gesicherten Besitz der Wissenschaft geworden ist. Wir
haben in den Atomen unendlich kleine Bausteine der Materie vor uns;
der Forscher vermag sie genau zu zählen und ihre Größe zu bestimmen;
ihr verschiedenartiger Aufbau bedingt das Wesen und die Eigenschaften
der uns bekannten chemischen Grundstoffe oder Elemente. Nun lehrt die
Zerfallstheorie, daß in den Atomen der radioaktiven Elemente gewaltige
Spannungen bestehen, die zu einem explosionsartigen, von rätselhaften
Strahlungserscheinungen begleiteten Zerfall führen können. Damit ist
auch erklärt, woher die andauernde Energieabgabe des Radiums stammt:
Ein Atom müssen wir uns mit geradezu gewaltigen Energiemengen geladen
denken; beim Zerfall des Atoms wird, ähnlich wie bei der Explosion
eines Sprengstoffs, ein Teil dieser Energie frei.

Die Untersuchung der Atomgewichte ergab weiterhin, daß es sich um
ein richtiges Auseinanderfallen der Atome in verschiedene Bruchstücke
handelt. Für das Radium (Abkürzung Ra) wurde ein Atomgewicht von 226
bestimmt; das heißt, das Radiumatom ist 226 mal so schwer wie das
leichteste bekannte Atom, das Wasserstoffatom. Radium-Emanation hat ein
Atomgewicht von 222, Radium A von 218, Radium B und C von 214, Radium
D, E und F (Polonium) von 210 und Radium G von 206. Die Atome verlieren
also bei ihrem Zerfall Teile ihrer Masse, und es zeigt sich, daß
regelmäßig die α-Strahlung eines Radioelements eine Verminderung des
Atomgewichts um 4 hervorbringt; das Atomgewicht des neu entstandenen
Stoffes ist um 4 geringer wie desjenigen, der die α-Strahlen aussandte.
Der Zusammenhang gab sich durch die Entdeckung, daß die ~α-Strahlen~
nichts anderes sind als ~positiv elektrisch geladene Heliumatome~.
Helium besitzt das Atomgewicht 4; das Sinken der Atomgewichte in
der Zerfallsreihe erklärt sich also daraus, daß beim Atomzerfall
Heliumatome explosiv fortgeschleudert werden.

Die Umwandlung chemischer Grundstoffe ineinander war damit zur
wissenschaftlichen Tatsache geworden. Das Radium wandelt sich über
verschiedene Zwischenstufen hinweg unter Abspaltung von Heliumatomen in
das Endprodukt Radium G um. Das bedeutete für die gesamte Chemie eine
ungeheure Umwälzung; es war damit bewiesen, daß die chemischen Elemente
nicht unter allen Umständen unveränderlich sind, sondern daß sie sich
zum Teil in andere umwandeln können. Der Traum der Alchimisten des
Mittelalters, welche die chemischen Grundstoffe ineinander verwandeln
wollten, war damit in gewissem Sinne zur Wirklichkeit geworden.

Nach diesen ersten grundlegenden Entdeckungen galt es nun, den Zerfall
bei den einzelnen Radioelementen in seinem zeitlichen Verlauf genau
zu untersuchen. Schon bald hatte es sich nämlich gezeigt, daß sich die
verschiedenen Stoffe mit ganz verschiedener Geschwindigkeit umwandeln.
Das Grundgesetz, nach dem der Zerfall vor sich geht, ist jedoch
bei allen Umwandlungen gleich; die Abb. 19 soll es zunächst für die
Radium-Emanation veranschaulichen.

Sind zu einem gewissen Zeitpunkt eine bestimmte Anzahl (n) Atome
Radium-Emanation vorhanden, so existieren nach einer gewissen Zeit (t =
3,85 Tage) nur noch die Hälfte der Atome (n/2), nach der doppelten Zeit
(2 t = 7,70 Tage) nur noch die Hälfte von diesem, also n/4 Atome, nach
der dreifachen Zeit (3 t) nur noch n/8 Atome. Im Verlauf der Zeit von
3,85 Tagen, der „~Halbwertszeit~“, sinkt die Zahl der Atome regelmäßig
durch Zerfall auf die Hälfte; sie wird infolgedessen immer geringer
werden, das gänzliche Verschwinden tritt aber erst nach ungeheuer
langer Zeit ein.[6]

  [6] Würde der Zerfall der Emanation gleichmäßig mit
      derselben Zahl von Atomen weitergehen, wie er zu Beginn
      der Untersuchung einsetzt, so wäre schon nach 5,54
      Tagen nichts mehr vorhanden. Diese Zahl nennt man die
      „~mittlere Lebensdauer~“ der Radium-Emanation; sie steht
      in einem genau berechenbaren mathematischen Verhältnis
      zur Halbwertszeit und ist das 1,44fache von dieser. In
      der bildlichen Darstellung der Zerfallskurve muß dieser
      gleichbleibende Zerfall durch die Berührungsgerade
      (Tangente) dargestellt werden, die im Beginn der Kurve
      an sie gelegt wird; sie trifft die Gerade im Punkt
      1,44 t. Während die Kurve des tatsächlichen Zerfalls in
      ihrem Gefälle ständig abnimmt und sich der Geraden immer
      mehr anschmiegt, ohne sie ganz zu erreichen, behält
      die Tangente ihr Gefälle, welches im Beginn zugleich
      dasjenige der Zerfallskurve ist, gleichmäßig bei; sie ist
      daher schon nach der Zeit 1,44 t auf Null angelangt.

   [Illustration: Abb. 19. Zerfallskurve radioaktiver Elemente.]

Merkwürdig und bezeichnend ist nun, daß jedes Element seine besondere
Zerfallsgeschwindigkeit besitzt. Während die Radium-Emanation nach 3,85
Tagen zur Hälfte zerfallen ist, tritt dieser Fall beim Radium selbst
nach 1600 Jahren ein, beim Radium A dagegen schon nach 3 Minuten. Wenn
der Wert für t in Abb. 20 für jedes strahlende Element von anderer
Größe gedacht wird, so vermag also die Kurve den Zerfall von jedem
dieser Elemente zu veranschaulichen.

Wir wollen versuchen, das Wesen des Zerfallgesetzes, das im Grunde
genommen ein Wahrscheinlichkeitsgesetz ist, durch einen Vergleich noch
anschaulicher zu machen: Ein Regiment zieht ins Feld und verliert hier
in jedem Monat die Hälfte seiner Mannschaften, ohne zunächst wieder
aufgefüllt zu werden. Es wird dann nach einem Monat noch die Hälfte,
nach 2 Monaten noch ¼, nach 3 Monaten noch ⅛, nach 6 Monaten
noch 1/64 der ursprünglich ins Feld gerückten Mannschaft vorhanden
sein. Die Wahrscheinlichkeit, daß Soldaten durch Tod, Krankheit oder
Gefangennahme ausscheiden, ist bei diesem Regiment so groß, daß
jeden Monat die Hälfte der Mannschaften davon getroffen wird, die
„Halbwertszeit“ des Regiments wäre ein Monat. Ein anderes Regiment,
das an weniger gefährdeter Stelle steht, verliert erst in 3 Monaten
die Hälfte seiner Leute; es hat also nach 6 Monaten noch ¼, nach
einem Jahr noch 1/16 der ursprünglichen Mannschaft. Seine Halbwertszeit
ist drei Monate; sie ist größer als die des ersten Regiments, weil
die Wahrscheinlichkeit des Ausscheidens seiner Soldaten geringer ist.
Der Vergleich mit dem Zerfall der verschiedenen Radioelemente ergibt
sich ohne weiteres. Die Atome des einen Elements sind in ihrem inneren
Bau noch verhältnismäßig beständig, so daß es viele Jahre oder gar
Jahrtausende dauert, bis die Hälfte der Atome zerfallen ist; bei andern
führen die Spannungen im inneren Bau so häufig zu Explosionen, daß
schon nach wenigen Tagen die Hälfte verschwunden ist. Beim Radium A
sind die Atome schließlich so unsicher gebaut, daß dieser Fall schon
nach 3 Minuten eintritt; kaum sind sie aus der vorhergehenden Stufe
entstanden, so wandeln sie sich schon in die nächste um.

Die Wissenschaft hat eine Reihe von Verfahren ausgearbeitet, um
die Zerfallzeit eines Radiumelements zu messen. Am einfachsten
ist die Aufgabe bei einem Element mittlerer Zerfallsdauer wie der
Radium-Emanation zu lösen. Mit feinen Elektrometern wird das Maß der
Strahlung in bestimmten Zwischenräumen untersucht und genau bestimmt,
wann es auf die Hälfte, ein Viertel, ein Achtel des ursprünglichen
Werts gesunken ist. Bei Elementen mit längerer Lebensdauer wie dem
Radium selbst wird die Menge des in einer bestimmten Zeit von ihm
erzeugten neuen Stoffs gemessen und daraus berechnet, wann es sich
bei gleich bleibendem Zerfall erschöpfen würde. Unter Umständen kann
bei ganz geringen Mengen strahlender Substanz, deren Menge und damit
deren Atomzahl bekannt ist, unmittelbar die Zahl der abgeschleuderten
α-Teilchen einzeln gezählt werden; die Wissenschaft ist mit der
Verfeinerung ihrer Apparate bereits so weit vorgeschritten, daß sie die
Wirkung eines einzigen Atoms nachweisen kann.

Es ist also daran festzuhalten, daß die Zerfallserscheinungen von einer
Unbeständigkeit im inneren Bau des Atoms herrühren, daß die Gefahr
des Zerspringens für verschiedene Radiumelemente zwar verschieden,
für ein- und dasselbe immer gleich ist. Die Zerfallsgeschwindigkeit
eines Radioelements, ausgedrückt in den Begriffen „Halbwertszeit“
und „mittlere Lebensdauer“, bedeutet eine seiner bezeichnendsten
Eigenschaften. Der Zerfall geht mit einer solchen inneren Notwendigkeit
vor sich, daß seine Geschwindigkeit durch keinerlei äußere Einwirkungen
auch nur im geringsten verändert werden kann. Man hat strahlende
Substanzen einem Druck von 24400 Atmosphären ausgesetzt, den Einfluß
von Temperaturen von -240° bis zu 2500° untersucht, die stärksten
elektrischen und magnetischen Felder auf sie wirken lassen, ohne daß
sich die Zerfallsgeschwindigkeit auch nur im mindesten verringert
oder vermehrt hätte. Das bedeutet ganz andere Verhältnisse wie beim
Zerfall von chemischen Verbindungen, bei dem der Einfluß der Druck- und
Temperaturverhältnisse eine außerordentlich große Rolle spielt. Während
es sich hier darum handelt, daß verschiedene Atome ihre gegenseitige
Verbindung lösen, liegt beim radioaktiven Zerfall die Ursache tiefer,
sie ruht im Bau der Atome selber.

Wir haben bis jetzt bei der Untersuchung der merkwürdigen Strahlungs-
und Umwandlungserscheinungen nur das Radium und seine Folgeprodukte
ins Auge gefaßt; da es aber, wie sich schon bei seiner Entdeckung
zeigte, immer nur in gesetzmäßiger Verbindung mit Uran in der Natur
vorkommt, so drängt sich ganz von selber die Frage auf, ob nicht auch
ein ursächlicher Zusammenhang zwischen Uran und Radium besteht. Das
ist tatsächlich der Fall. Es kann nachgewiesen werden, daß das Radium
auf dem Weg über einige Zwischenstufen aus dem Uran entsteht. Von
diesem stammen also alle genannten Elemente ab, sie bilden zusammen
eine Zerfallsreihe, die ~Uranreihe~. Vom Chemiker Ostwald stammt das
witzige Wortspiel: „Der Urahn dieser Elemente ist das Uran.“ Uran
hat mit 238 das höchste bekannte Atomgewicht. Sein Zerfall geht ganz
außerordentlich langsam vor sich; die Halbwertszeit des Urans beträgt
5000 Millionen Jahre. Über mehrere Zwischenstufen hinweg, die auch zum
Teil sehr hohe Halbwertszeiten haben, führt der Zerfall mit dreimaliger
α-Strahlung, also dreimaligem Verlust von Heliumatomen zum Radium mit
der Halbwertszeit von 1600 Jahren und von diesem aus in der bekannten
Weise weiter. Die folgende Tabelle gibt eine Zusammenstellung der
Glieder der ~Uran-Radiumreihe~ und ihrer wichtigsten Eigenschaften.

  +-------------------+----------+-------+---------+-----------------+
  | Name des Elements |chemisches| Atom- |Strahlung|  Halbwertszeit  |
  |                   |  Symbol  |gewicht|         |                 |
  +-------------------+----------+-------+---------+-----------------+
  | Uran I            |    U     | 238,2 |    α    | 5000·10^6 Jahre |
  | Uran X_{1}        |  UX_{1}  | 234   |   β γ   | 24 Tage         |
  | Uran X_{2}        |  UX_{2}  | 234   |   β γ   | 1,15 Minuten    |
  | Uran II           |   U II   | 234   |    α    | 2·10^6 Jahre    |
  | Jonium            |    Jo    | 230   |    α    | 100000 Jahre    |
  | Radium            |    Ra    | 225,97|    α    | 1600 Jahre      |
  | Radium-Emanat.    |  Ra Em   | 222   |    α    | 3,85 Tage       |
  | Radium A          |   Ra A   | 218   |    α    | 3 Minuten       |
  | Radium B          |   Ra B   | 214   |    β    | 26,8 Minuten    |
  | Radium C          |   Ra C   | 214   |   α β   | 19,5 Minuten    |
  | Radium D          |   Ra D   | 210   |    β    | 16 Jahre        |
  | Radium E          |   Ra E   | 210   |    β    | 5 Tage          |
  | Radium F          |   Ra F   | 210   |    α    | 136 Tage        |
  | (Polonium)        |          |       |         |                 |
  | Radium G          |   Ra G   | 206   |   --    |      --         |
  | (Radiumblei,      |          |       |         |                 |
  | Uranblei)         |          |       |         |                 |
  +-------------------+----------+-------+---------+-----------------+

Neben dieser Reihe radioaktiver Elemente, die sich vom Uran herleiten,
gibt es noch eine zweite Reihe, die von dem Element ~Thorium~
(Atomgewicht 232,15) ausgeht. Mit verschiedenen Zwischenstufen
führt der Zerfall in ähnlicher Weise wie bei der Uranreihe zu einem
Endprodukt, das als Thorium D (Atomgewicht 208,0) bezeichnet wird.

Eine überaus wichtige Tatsache haben wir bis jetzt noch übergangen;
es ist nötig, sie jetzt näher ins Auge zu fassen. Für das Radium
G, das als Endprodukt der Uranreihe auftritt, ergab sich durch
genaue Untersuchung, daß es in allen physikalischen und chemischen
Eigenschaften vollständig mit einem schon längst bekannten Element
übereinstimmte, nämlich mit dem Blei. Nur in einer Eigenschaft zeigte
sich ein Unterschied, es besaß ein anderes Atomgewicht. Moderne
Methoden der Atomgewichtsbestimmung erlauben es, diese Zahl auf das
allergenaueste festzustellen. Für das gewöhnliche Blei erhielt man
ein Atomgewicht von 207,2, für Radium G (Uranblei, Radiumblei) ein
solches von 206,0. Diese letztere Zahl paßte sehr gut zu den übrigen
Tatsachen des radioaktiven Zerfalls; vom Radium (Atomgewicht 226) führt
dieser mit einer fünffachen Abspaltung von α-Teilchen, deren jedes ein
Heliumatom vom Atomgewicht 4 bedeutet, zum Endprodukt Radium G, das
also nach theoretischer Voraussage ein Atomgewicht von 226 - 5 × 4 =
206 haben muß. Theoretisch berechnetes und experimentell bestimmtes
Atomgewicht stimmten also sehr befriedigend überein. Wie nun weiterhin
das Thorium D genauer untersucht wurde, da zeigte sich, daß auch
dieser Stoff in jeder Beziehung die Eigenschaften des Bleis besaß,
nur daß auch sein Atomgewicht von dem des Bleis abwich; für Thorium
D ergab sich ein solches von 208, also ein höheres als dasjenige des
normalen Bleis. Nun kannte man also drei verschiedene Bleiarten, die im
wesentlichen nur durch ihre Atomgewichte voneinander zu unterscheiden
waren, eine rätselhafte Sache, die großes Kopfzerbrechen hervorrufen
mußte. Auf Ungenauigkeiten der Bestimmungen konnte der merkwürdige
Widerspruch nicht zurückgeführt werden, denn die Methoden der
Atomgewichtsbestimmung sind zu solcher Vollkommenheit geführt worden,
daß auch noch die zweite Dezimale der Zahl mit ziemlicher Sicherheit
angegeben werden kann. In den letzten Jahren hat sich aber die Tatsache
des Vorkommens mehrerer Bleiarten mit verschiedenem Atomgewicht in
allgemeine Zusammenhänge eingefügt. Es wurde nachgewiesen, daß eine
Reihe von chemischen Elementen aus zwei oder mehr Stoffen besteht,
die verschiedenes, dabei ganzzahliges Atomgewicht aufweisen, sich
im übrigen aber kaum voneinander unterscheiden lassen. Die ~moderne
Atomtheorie~, die sich in ungeahnter Weise entwickelt hat, hat
diese Erscheinung auch zu erklären vermocht. Kommende Generationen
werden das verflossene Vierteljahrhundert ohne Zweifel als eines der
denkwürdigsten Entdeckungszeitalter in der Wissenschaftsgeschichte
verzeichnen. Die Atome, die vor 25 Jahren einer strengen Wissenschaft
noch als vollkommen hypothetisch gelten mußten, haben sich als
greifbare Wesenheiten entpuppt, die der Forscher zählt und wägt und
die ihm wundersame Geheimnisse ihres Baus enthüllt haben. Im folgenden
können nur einige Ergebnisse dieser Forschungen angegeben werden, ohne
daß eine nähere Begründung möglich wäre.

Ein Atom ist nach modernen Anschauungen ein Planetensystem im Kleinen,
aufgebaut aus einem Kern mit positiv elektrischer Ladung und einer
Anzahl kleinster negativer Elektrizitätsteilchen (Elektronen), die
in kreis- und ellipsenförmigen Bahnen um diesen Kern kreisen. Eine
merkwürdige und unausdenkbare Vorstellung: Das, was wir Materie
heißen, löst sich auf in positive und negative Elektrizität und ihre
Bewegung! Die chemischen Eigenschaften eines Elements hängen ab von
der Ladung des Kerns und der Zahl der ihn umkreisenden Elektronen,
sein Atomgewicht von der Zahl der positiven Elektrizitätsteilchen im
Kern. Das ist nämlich aus folgenden Gründen nicht dasselbe: Im Kern
stecken positive und negative Elektrizitätsteilchen in verschiedener
Anzahl; die positiven überwiegen, der Unterschied ergibt die Größe der
positiven Ladung. Wenn nun aus einem Kern gleichzeitig ein positives
und ein negatives Teilchen austritt, so bleibt die Ladung gleich,
die Masse, das Gewicht, wird jedoch vermindert. Zwei solche Arten
von Atomen werden sich chemisch vollständig gleich verhalten, weil
die Ladung des Kerns und die Zahl der ihn umkreisenden Elektronen
gleich ist, sie werden aber verschiedenes Atomgewicht aufweisen.
Derartige Stoffe nennt die Chemie ~isotope Elemente~,[7] weil ihnen
im periodischen System der Elemente derselbe Platz zugewiesen werden
muß. Es hat sich ergeben, daß eine Reihe von Elementen nichts anderes
darstellt als ein Gemenge verschiedener isotoper Bestandteile. So
ist z. B. das Gas Neon mit dem Atomgewicht 20,2 ein Gemenge zweier
isotoper Elemente vom Atomgewicht 20 und 22, von denen das erste 90%,
das zweite 10% des Gemenges bildet. Durch diese im Feinbau der Materie
begründete Isotopie wird nun auch für das Rätsel der verschiedenen
Atomgewichtszahlen von Uranblei, gewöhnlichem Blei und Thoriumblei eine
Erklärung gegeben: Alle drei Bleiarten haben die gleiche Kernladung und
die gleiche Zahl von kreisenden Elektronen, jedoch verschiedene Masse.
Dabei sind Uranblei (Ra G) und Thoriumblei (Th D) zwei einheitliche
Stoffe mit verschiedenem Atomgewicht, während das gewöhnliche Blei
wahrscheinlich ein Gemenge gleichbleibender Zusammensetzung aus diesen
zwei isotopen Bleisorten darstellt.

  [7] Von griechisch: _isos_ = gleich, _topos_ = Lage.

Nachdem wir alles dies vorausgenommen haben, vermögen wir den
ganzen Zerfallsvorgang in seinem zeitlichen Verlauf einheitlich zu
verstehen und zu erklären. Haben wir ein frisch hergestelltes, reines
Radiumpräparat vor uns, das frei von allen Beimengungen ist, so
finden wir, daß die Stärke seiner Strahlung von Tag zu Tag zunimmt,
um schließlich einen gleichbleibenden Wert zu erreichen. Das hängt
folgendermaßen zusammen: Das Radium erzeugt zunächst Emanation,
diese zerfällt ihrerseits wieder und erzeugt die weiteren Elemente
der Zerfallsreihe bis hinab zum Radium G. Das Präparat ist also
nach einiger Zeit zu einem Gemenge aller Zerfallsprodukte geworden.
Da zur Strahlung des Radiums allmählich die Strahlen aller seiner
Zerfallsprodukte hinzukommen, so nimmt die Gesamtstrahlung immer
mehr zu; die α-Strahlung steigt zum Schluß bis auf den fünffachen
Betrag. Wenn sie diesen Betrag erreicht hat, so ist das sogenannte
„~radioaktive Gleichgewicht~“ eingetreten, das darin besteht, daß von
der höheren Stufe so viel Atome der nächst niedrigen gebildet werden,
wie von dieser wieder durch Zerfall verschwinden. Es kann daher von
den schnell zerfallenden Stoffen jeweils immer nur eine geringe
Menge vorhanden sein, von den langsamer zerfallenden Stoffen kann
sich mehr halten, und wenn wir die Sache mathematisch durchdenken,
so kommen wir zu dem Resultat, daß die Atomzahlen der verschiedenen
Zerfallsprodukte (mit Ausnahme des Endprodukts) schließlich im
Verhältnis der Zerfallsgeschwindigkeiten (der Halbwertszeiten) stehen
müssen. Das hat sich tatsächlich als richtig ergeben, und ganz dasselbe
ließ sich auch für das Uran feststellen. Ursprünglich chemisch reines
Uran wird mit der Zeit alle seine Zerfallsprodukte einschließen müssen.
Da jedoch der Zerfall verschiedener Zwischenprodukte sehr langsam
vor sich geht, so wird der Gleichgewichtszustand erst nach ungeheuer
langer Zeit eintreten. Es werden dann alle Zerfallsprodukte bis hinab
zum Radium G innerhalb des Urans oder eines in der Natur vorkommenden
Uranminerals im Verhältnis der Zerfallszeiten enthalten sein. Nehmen
wir an, es sei so viel Uran vorhanden, daß in der Sekunde 1000 seiner
Atome zerfallen, so muß nach dem Eintritt des Gleichgewichts von
jedem der Zwischenprodukte so viel vorhanden sein, daß von ihm nach
seiner eigenen Zerfallsgeschwindigkeit in der Sekunde gleichfalls 1000
Atome zerfallen. Wäre von einem Zwischenprodukt so viel anwesend, daß
mehr als 1000 Atome in der Sekunde zerspringen würden, so würde der
Zerfall seine Menge verringern, und es könnte sich auf die Dauer nur
so viel von dem Stoff halten, daß die Zahl der von der höheren Stufe
hinzukommenden Atome der Zahl der zerfallenden entspricht. Da das
Radium rund 3100000mal so rasch zerfällt wie das Uran, so braucht
von ihm zur sekundlichen Erzeugung von 1000 Atomexplosionen nur der
3100000ste Teil der Zahl der Uranatome vorhanden zu sein. Ein Mehr
würde sich selbst aufzehren, ein Weniger würde sich durch stärkeren
Zuwachs vom Uran her aufstauen. Tatsächlich hat man in sämtlichen
Uranerzen und Uranmineralien der ganzen Welt immer und überall einen
genau gleichbleibenden Gehalt an Radium gefunden: 0,0003 mg auf 1 g
Uran.

Was aber in jeder Sekunde gleichmäßig zunimmt, weil von ihm aus nichts
weiter abfließt, das ist das Endprodukt Radium G, das Uranblei. Sekunde
für Sekunde strömen ihm über alle Zwischenstufen weg ebenso viele Atome
zu, wie oben beim Uran zerfallen. In einem Uranmineral reichert sich
auf diese Weise immer mehr das Endprodukt an; je älter es ist, um so
mehr Uranblei muß es enthalten. ~In dem Bleigehalt eines Uranminerals
ist somit ein Maß für sein Alter gegeben.~ Das ist das außerordentlich
wichtige Ergebnis, zu dem uns die bisherigen Überlegungen geführt
haben. Uran ist allerdings nicht das einzige Endprodukt des Zerfalls.
Wir dürfen nicht vergessen, daß die bei den verschiedenen Strahlungen
abgeschleuderten α-Teilchen nichts anderes als elektrisch geladene
Heliumatome sind, die ihre Ladung abgeben und sich dann nicht weiter
verändern. Bei den äußeren Partien des Erzes wird wohl das gasförmige
Helium zum Teil nach außen entweichen können, in der Hauptsache werden
aber die Heliumatome in dem festen Erz zwischen den andern Atomen
eingeschlossen bleiben.

Mit diesen Tatsachen der Bildung von Blei und Helium in Uranmineralien
ist die ~Grundlage einer geologischen Zeitmessung~ gewonnen, die
hauptsächlich von englischen und amerikanischen Forschern (~Boltwood~,
~Strutt~, ~Holmes~) begründet wurde und deren Prinzip uns durch ein
Bild noch klarer werden soll (Abb. 20). Wir denken uns einen großen mit
Wasser gefüllten Behälter, aus dem in der Zeiteinheit eine bestimmte
Menge ausfließt. Das Wasser fließt über eine Anzahl verschieden großer
Schalen weg. Jede Schale ist gefüllt, aber jede, ob klein oder groß,
spendet der nächsten dieselbe Wassermenge; soviel oben ausfließt,
fließt unten einem Sammelbecken zu, dessen Wassermenge sich dadurch
ständig vermehrt. Je kleiner eine der Zwischenschalen ist, um so
weniger Zeit braucht das Wasser, um sie zu durchlaufen. Umgekehrt
gefaßt: wenn bekannt ist, daß eine dieser Schalen in ganz kurzer Zeit
ohne Zufluß entleert würde, so kann daraus geschlossen werden, daß sie
sehr klein sein muß. Größe und Entleerungszeit der Schalen stehen also
in gesetzmäßigem Verhältnis zueinander.

Der Vergleich springt ohne weiteres in die Augen. Der oberste Behälter
soll das Uran bedeuten, die verschiedenen Zwischenschalen die mittleren
Stufen des Zerfalls, von denen jede ebensoviel Atome zu gleicher
Zeit empfängt wie sie weiter gibt. Schließlich bedeutet der Inhalt
des letzten Behälters das Endprodukt Uranblei, das sich in seiner
Menge ständig vermehrt. Die Heliumatome springen bei jedem Sturz in
die nächst tiefere Schale gesondert für sich ab. Das Verhältnis von
Größe und Entleerungszeit einer Schale entspricht dem Verhältnis von
prozentualer Menge und Zerfallszeit der radioaktiven Zwischenprodukte.
Je länger der Vorgang sich abspielt, um so mehr sammelt sich unten
an. An der Menge des entstandenen Uranbleis messe ich die verflossene
Zeit wie in meinem künstlichen Wasserwerk an der durchgelaufenen
Wassermenge.

In einem Punkt vermag sich unser Modell allerdings nicht ganz der
Wirklichkeit anzupassen. Von dem Ausgangsmaterial Uran zerfallen
allmählich nach dem uns bekannten Gesetz in der Zeiteinheit immer
weniger Atome. Wenn die Ausgangsmenge des Urans geringer wird, so muß
sich auch allmählich die Zahl der zerfallenden Atome und die Menge der
Zwischenprodukte verringern. In unserm Modell müßte sich das in der
Weise geltend machen, daß mit der Abnahme der Wassermenge im obersten
Behälter auch der Strahl schwächer werden, und entsprechend die Größe
der Zwischenschalen sich verringern sollte. Das letzte Sammelbecken
bliebe jedoch unverändert. Doch müssen wir uns klar machen, daß die
Abnahme des Urans so unendlich langsam vor sich geht, daß der Zerfall
für die ersten 500 Millionen Jahre ohne großen Fehler als gleichmäßig
angenommen werden kann.

Das Modell, das wir uns ausgedacht haben, ergab das Bild eines
reichen und kunstvollen Wasserwerks, aus dem aber das Prinzip doch
klar herausleuchtet. Daß die Berechnung, die wir auf diese Weise
ausführen, das denkbar schönste Beispiel für eine Zeitmessung nach
dem Prinzip der Wasseruhr ist, das ist ja schon längst klar geworden.
Eines steht jedoch noch aus: die mathematische Berechnung des Gangs
der geologisch-mineralogischen Uranuhr. Es ist nur nötig, in einem
Uranmineral die Menge des Urans und des durch den Zerfall gebildeten
Uranbleis zu bestimmen, um die seit seiner Bildung verstrichene Zeit
berechnen zu können.[8] Die Grundlagen hierzu sind folgende: 1 g Uran
bildet in einem Jahr 1/7900000000 g Radioblei. Diese Zahl folgt aus der
mittleren Lebensdauer des Uran, die durch genaue Einzeluntersuchungen
bestimmt wurde. 100g Uran bilden also jährlich 1/79000000 g Radioblei,
d. h. es sind 79000000 Jahre nötig, bis 100 g Uran 1 g oder 1% Uranblei
gebildet haben. Das Alter eines Uranminerals wird also gefunden, indem
die Zahl von 79000000 Jahren mit dem auf die erzeugende Uranmenge[9]
bezogenen Prozentgehalt an Blei multipliziert wird.

  [8] Die nachstehende Berechnung ist nur angenähert richtig;
      die exakte Berechnung würde höhere Mathematik erfordern.

  [9] Die „erzeugende“ Uranmenge wird als Durchschnitt zwischen
      der ursprünglich und zum Schluß vorhandenen Uranmenge
      berechnet.

   [Illustration: Abb. 20. Die Uranuhr.

   Die Zwischenprodukte mit gleichem Atomgewicht wurden
   der Vereinfachung halber zusammengefaßt. Die Größe der
   Zwischenschalen mußte, um sie überhaupt darstellen zu
   können, stark übertrieben werden.]

Auf ganz ähnliche Weise kann aus der gebildeten Menge Helium das
Alter des Minerals berechnet werden. Es stehen dem Forscher also
zwei Wege zur Altersbestimmung zur Verfügung: die ~Blei- und die
Heliummethode~.[10]

 [10] Auf vollständig dieselbe Weise kann aus den Tatsachen
      des Zerfalls in der Thoriumreihe das Alter eines
      Thoriumminerals durch Bestimmung seines Gehalts an
      Thorium und Thoriumblei (Th D) oder Helium berechnet
      werden.

Die wissenschaftlichen Grundlagen der Altersbestimmung radioaktiver
Mineralien haben wir damit kennen gelernt. Es ist jedoch noch nötig,
die Möglichkeiten ihrer ~praktischen Anwendung~ zu überlegen.
Wir können mit der neuen Methode nur das ~Alter von Uran- und
Thoriummineralien~ bestimmen. Die bekannten Uranmineralien kommen in
der Hauptsache in ehemals feuerflüssigen Gesteinen vor. Als ein solches
Gestein einst als glutflüssiger Brei aus dem Erdinnern hervorbrach,
enthielt es noch keine einzelnen Mineralien; alle Stoffe waren vielmehr
gleichmäßig verteilt in dem Gesteinsbrei enthalten. Als das Gestein
dann allmählich erkaltete, da fingen die verschiedenen Stoffe an, sich
zusammenzufinden und auszukristallisieren. Die uranhaltigen Mineralien
gehörten zu den ersten, die sich aus dem Gesteinsbrei ausschieden.
Besonders schöne und große derartige Mineralien findet man auch in den
sogenannten pegmatitischen Gängen, deren Stoffe sich der Geologe durch
glühende, aus einem feuerflüssigen Herd entbundene Gase in Spalten des
bereits erkaltenden Gesteins hergetragen denkt.

Es kann als so gut wie sicher angenommen werden, daß das Uran bei
der Ausscheidung aus dem feuerflüssigen Gesteinsbrei in chemisch
reiner Form, also ohne Zerfallsprodukte, in den Aufbau des Minerals
eingetreten ist. Die Anforderungen, die der Forscher an die auf
ihr Alter zu untersuchenden Uranmineralien stellen muß, sind
außerordentlich hohe: Für die Untersuchungen sollten möglichst große
und reine Stücke genommen werden, die dabei vollständig frisch und
unverändert sein müssen. Es könnte sonst sein, daß durch zerstörende
oder umwandelnde Einflüsse der eine oder andere wichtige Stoff
fortgeführt worden wäre, so daß ein irreführendes Ergebnis die Folge
sein müßte. Haben sich nun Mineralien gefunden, die allen Anforderungen
entsprechen, so wird nach den Regeln der chemischen Scheidekunst der
Gehalt des Minerals an Uran und an Blei bestimmt; daraus kann das
Verhältnis der beiden Elemente berechnet werden, und aus dem Gehalt
an Blei in Prozenten der vorhandenen Uranmenge folgt ohne weiteres das
Alter des Minerals, dessen Entstehung mit dem Ausbruch des vulkanischen
Gesteins, in dem es enthalten ist, nahe übereinstimmt. Damit ist die
Untersuchung aber noch nicht zu Ende. Es muß festgestellt werden,
ob das in dem Mineral enthaltene Blei tatsächlich reines Uranblei
ist. Es könnte ja sein, daß schon bei der Entstehung des Minerals
auch gewöhnliches Blei sich am Aufbau beteiligt hätte, oder daß das
Uranmineral noch Thorium enthalten würde; in diesem Fall wäre in dem
erhaltenen Blei auch das Endprodukt der Thoriumreihe, Thoriumblei,
enthalten. Hierüber kann nur eine Atomgewichtsbestimmung von höchster
Genauigkeit Aufschluß geben. Stellt sich durch sie heraus, daß das
Atomgewicht des erhaltenen Bleis 206 beträgt, so hat damit der Forscher
den unwiderleglichen Beweis, daß reines Uranblei vorliegt. Wir sehen
hieraus, daß die Unterscheidung der verschiedenen isotopen Bleiarten
von außerordentlich großer praktischer Bedeutung für die ganze Methode
ist. Ohne diese Möglichkeit käme man niemals über die Unsicherheit
hinweg, ob nicht am Ende eine Verunreinigung des Uranminerals durch
gewöhnliches Blei oder Thoriumblei das Ergebnis verfälscht habe.

Eine solche Gefahr besteht zwar bei der ~Heliummethode~ nicht, dafür
tritt aber bei ihr eine andere Schwierigkeit auf. Es ist für sie ganz
besonders wichtig, möglichst frische Mineralien zur Untersuchung
zu bekommen, weil das gasförmige Helium wohl zunächst im Innern
des Kristalls festgehalten wird, bei der Verwitterung aber rasch
entweicht. Das Mineral wird bei der Untersuchung aufgelöst; dabei
muß das gasförmige Helium aufgefangen und seine Menge ganz genau
bestimmt werden. Es ist nun ohne weiteres verständlich, daß bei diesen
Vorgängen ein großer Teil des Heliums verloren gehen kann, daß also für
gewöhnlich die Menge des gefundenen Heliums viel zu gering ist und die
daraus errechneten Alterszahlen zu niedrig ausfallen müssen.

Ehe wir die Ergebnisse solcher Altersbestimmungen kennenlernen
wollen, müssen wir uns aber zuerst noch darüber klar werden, was
wir von ihnen auf alle Fälle verlangen müssen. Die neue Methode muß
zeigen, daß sie auch vor einer strengen Kritik bestehen kann. Ihre
unmittelbare Nachprüfung, die sich auf Millionen von Jahren erstrecken
müßte, ist nun allerdings nicht möglich, und so muß sie in erster
Linie durch die innere Folgerichtigkeit und Widerspruchslosigkeit
ihrer Ergebnisse für sich sprechen. Wir müssen zuerst von den zu
erhaltenden Alterszahlen verlangen, daß sie sich dem Altersrahmen,
den wir aus den früher besprochenen geologischen Methoden gewonnen
haben, ohne Zwang einfügen. Wenn wir z. B. für ein Gestein, das
nach der geologischen Altersbestimmung im Kambrium ausgebrochen und
erstarrt ist, nach der Uranmethode ein Alter von 10 Millionen Jahren
finden würden, so müßten wir von vornherein die schwersten Zweifel
gegen die Richtigkeit der Methode hegen, ebenso aber, wenn wir für
ein Gestein aus dem Miozän etwa 100 Mill. Jahre erhalten sollten.
Wir sind bei der Aufstellung der Rahmenzahlen mit größter Vorsicht
vorgegangen, wir können dafür aber auch als sicher annehmen, daß die
richtige Zahl innerhalb dieses Rahmens liegen muß. Weiter muß von den
radioaktiven Methoden der Altersbestimmung verlangt werden, daß ihre
Ergebnisse mit dem sicher festgelegten, relativen Alter der Gesteine
übereinstimmen. Es darf also nicht sein, daß sich für ein zweifellos
karbonisches Gestein ein höheres Alter ergibt wie für ein solches, das
nach seiner Lagerung in die präkambrische Zeit versetzt werden muß. Der
Prozentgehalt an Blei muß also mit dem relativen geologischen Alter der
Muttergesteine zunehmen. Schließlich muß sich bei Altersbestimmungen
von verschiedenen Mineralien aus ein und demselben Gestein, also
etwa aus einem einheitlichen Granitstock, für alle dasselbe Alter
ergeben, ihr Prozentgehalt an Blei muß derselbe sein. Würde man bei
einer Untersuchung für ein Mineral das doppelte Alter errechnen wie
für ein anderes, so wäre wiederum unser Glaube an die Methode schwer
erschüttert. Mit diesen Gesichtspunkten wollen wir überlegend an die
~Ergebnisse der Altersbestimmungen nach der Bleimethode~ herantreten,
die in der nachfolgenden Tabelle nach ~Lawson~ und ~Holmes~
zusammengestellt sind.

  +-----+---------+-------------+---------------+----------------------+
  |  G  |         |             |               |                      |
  |  r  |         |             |   Gehalt an   |   Mittleres Alter    |
  |  u  | Mineral |   Fundort   | Blei in % des | in Millionen Jahren  |
  |  p  |         |             |  erzeugenden  |und geologische Epoche|
  |  p  |         |             |    Urans      |                      |
  |  e  |         |             |               |                      |
  +-----+---------+-------------+------+--------+----------------------+
  |  1. |Uraninit |             | 4,1  |        |                      |
  |     |    „    | Glastonbury | 4,3  | Mittel |        Karbon        |
  |     |    „    | Connecticut | 4,0  |  4,1%  |   320 Mill. Jahre    |
  |     |    „    |    USA.     | 4,2  |        |                      |
  |     |    „    |             | 4,0  |        |                      |
  |     |         |             |      |        |                      |
  |  2. |Uraninit |             |5,1*) |        |Zwischen Kambrium und |
  |     |    „    |    Nord-    |5,5*) |        | Tertiär, jedenfalls  |
  |     |    „    |  Karolina   |4,9*) | Mittel | auch Karbon (wie 1)  |
  |     |    „    |    USA.     | 4,6  |  4,8%  | 370 (260) Mill. Jahre|
  |     | Zirkon  |             | 4,7  |        | *) Atomgewicht       |
  |     |    „    |             | 4,2  |        |    des Bleis 206,4   |
  |     |         |             |      |        |                      |
  |  3. | Zirkon  |             | 4,0  |        |                      |
  |     |    „    |   Brevig    | 4,6  | Mittel |     Mitteldevon      |
  |     |Pyrochlor| (Norwegen)  | 4,8  |  4,4%  |   340 Mill. Jahre    |
  |     | Biotit  |             | 4,4  |        |                      |
  |     | Zirkon  |             | 4,1  |        |                      |
  |     |         |             |      |        |                      |
  |  4. |Uraninit |             | 5,2  |        |                      |
  |     |    „    | Branchville | 5,1  | Mittel |      Untersilur      |
  |     |    „    | Connecticut | 5,2  |  5,1%  |     (Ordovician)     |
  |     |    „    |    USA.     | 5,1  |        |   400 Mill. Jahre    |
  |     |         |             |      |        |                      |
  |  5. | Uranin. |Geg. v. Moos |9 Analysen mit |  Mittel-Präkambrium  |
  |     |   u.    |   (südl.    |einem Bleigeh. |   1000 Mill. Jahre   |
  |     |Bröggerit|  Norwegen)  |v. 12-14%;     |     Atomgewicht      |
  |     |         |             |    Mitt. 13%  |   des Bleis 206,06   |
  |     |         |             |      |        |                      |
  |  6. |Uraninit |             |  17  |        |  Mittel-Präkambrium  |
  |     |    „    |   Arendal   |  18  | Mittel |   1300 Mill. Jahre   |
  |     |    „    | (Norwegen)  |  18  |  18%   | *) Atomgewicht       |
  |     | Cleveit |             | 19*) |        |    des Bleis 206,08  |
  |     |         |             |      |        |                      |
  |  7. |Uraninit | Villeneuve  |  17  |        |  Mittel-Präkambrium  |
  |     |         |  (Kanada)   |      |        |   1200 Mill. Jahre   |
  |     |         |             |      |        |                      |
  |     |         |             |      |        |  Geologisches Alter  |
  |  8. |Uraninit |  Morogoro   | 9,4  | Mittel |     unbestimmt       |
  |     |    „    |D.-Ostafrika | 9,2*)|  9,3%  |   700 Mill. Jahre    |
  |     |         |             |      |        | *) Atomgewicht       |
  |     |         |             |      |        |    des Bleis 206,05  |
  |     |         |             |      |        |                      |
  |     |         |             |      |        |                      |
  |  9. | Zirkon  |Portugiesisch|  17  | Mittel |                      |
  |     |    „    |  Ostafrika  |  15  |  15%   |   1100 Mill. Jahre   |
  |     | Biotit  | Mozambique  |  14  |        |                      |
  |     |         |             |      |        |                      |
  |     |         |             |      |        |   Von den ältesten   |
  | 10. | Zirkon  | Mozambique  |  21  |        |    gneisähnlichen    |
  |     |         |             |      |        |       Graniten       |
  |     |         |             |      |        |   1500 Mill. Jahre   |
  +-----+---------+-------------+------+--------+----------------------+

Die Mineralien der ersten Gruppe kommen in einem Granit vor, der
nach der geologischen Altersbestimmung im Karbon aufgedrungen ist.
Das Verhältnis von Blei und Uran stimmt bei allen untersuchten
Mineralien in sehr befriedigender Weise überein; leider wurde keine
Atomgewichtsbestimmung des Bleis ausgeführt, so daß das Alter von 320
Millionen Jahren nicht als ganz gesichert gelten kann.

Der Granit, in dem die Mineralien der zweiten Gruppe vorkommen,
gehört jedenfalls auch der Karbonformation an. Der Mittelwert des
Bleigehalts ergibt ein Alter von 370 Millionen Jahren. Da aber das
Atomgewicht zu 206,4 bestimmt wurde, so ist anzunehmen, daß nur 70% der
Gesamtbleimenge radioaktiven Ursprungs sind. Wird das berücksichtigt,
so ergibt sich das Alter zu 260 Millionen Jahren.

Bei der dritten Gruppe handelt es sich um Mineralien aus Gesteinen
von mitteldevonischem Alter der Umgegend von Kristiania. Der etwas
wechselnde Bleigehalt läßt auf nachträgliche Veränderungen der
Mineralien schließen; sein Mittelwert ergibt ein Alter von 340
Millionen Jahren.

Die Mineralien der 4. Gruppe stammen aus einem Gestein vom Alter des
Untersilurs (nach nordamerikanischer Bezeichnung Ordovician). Der
Bleigehalt bleibt in allen Analysen sehr befriedigend derselbe. Die
Alterszahl von 400 Millionen Jahren erscheint in ihrem Verhältnis zu
den Ergebnissen der 1.-3. Gruppe als sehr wahrscheinlich.

Die Analysen und Alterszahlen der Gruppe 5 dürfen als außerordentlich
zuverlässig gelten: Bei neun Analysen schwankt der Bleigehalt nur
zwischen 12 und 14%. Die Atomgewichtsbestimmung des Bleis (206,06)
bedeutet den sicheren Beweis, daß es sich um reines Uranblei handelt.

Die Mineralien der Gruppe 6 stammen aus einem anderen Granitmassiv
Norwegens; der Altersunterschied gegenüber 5 findet dadurch seine
Erklärung. Die Untersuchung eines Uranminerals aus dem mittleren
Präkambrium Nordamerikas (6) ergibt bezeichnenderweise dasselbe Alter,
wie es für das Mittelpräkambrium Norwegens gefunden wurde.

Leider läßt sich das relative geologische Alter der in Gruppe 8 bis 10
aufgeführten ostafrikanischen Gesteine nicht mit Sicherheit angeben;
die Analyse der deutsch-ostafrikanischen Mineralien läßt jedoch infolge
des gleichbleibenden Gehalts an Blei vom Atomgewicht 206 die errechnete
Alterszahl als sehr zuverlässig erscheinen.

Diesen Ergebnissen der Bleimethode seien in der folgenden
Zusammenstellung die der ~Heliummethode~ gegenübergestellt; wo
gleichzeitig für ein Mineral die Bestimmung nach beiden Methoden
vorliegt, ist das Ergebnis der Bleimethode in Klammern beigesetzt.

  +-------------------+---------+-----------+----------+-------------+
  |    Geologische    | Mineral |  Fundort  |  ccm He  |   Alter in  |
  |        Zeit       |         |           |  auf 1 g  |Jahrmillionen|
  |                   |         |           | Uranoxyd |             |
  +-------------------+---------+-----------+----------+-------------+
  |      Diluvium     |  Zirkon |   Vesuv   |   0,01   |     0,1     |
  |         --        |    --   |   Eifel   |   0,09   |     0,96    |
  |      Pliozän      |    --   |Neuseeland |   0,146  |     1,56    |
  |       Miozän      |    --   | Auvergne  |   0,57   |     6,1     |
  |       Eozän       | Hämatit |  Irland   |   2,38   |    25,5     |
  |     Oberkarbon    | Limonit |  England  |  12,8    |  137 (320)  |
  |    Mitteldevon    |  Zirkon |  Brevig,  |   4,31   |  46,1 (340) |
  |                   |         |  Norwg.   |          |             |
  |       Silur       |Thorianit|  Ceylon   |  22,6    |  242 (500)  |
  |  Ober-Präkambrium |  Zirkon |  Ceylon   |  25      |  267 (1200) |
  | Unter-Präkambrium |    --   |  Kanada   |  56      |  600 (1500) |
  +-------------------+---------+-----------+----------+-------------+

Die Heliummethode gibt demnach durchweg kleinere Zahlen als die
Bleimethode, was sich aus den bereits angeführten Tatsachen leicht
erklärt. Es scheint, daß im allgemeinen nur ungefähr der dritte Teil
des gebildeten Heliums im Mineral festgehalten bleibt; daher erreichen
auch die Alterszahlen im Durchschnitt nur ein Drittel der nach der
Bleimethode bestimmten Zahlen.

Versuchen wir unsere Überlegungen zusammenzufassen, so können
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!

Während so die Erde in ihrer Entwicklung stillzustehen scheint, tritt
eine andere Erscheinung hierzu in den denkbar schärfsten Gegensatz:
Die Entwicklung der menschlichen Kultur. Hunderttausende von Jahren
verweilte der Mensch der Steinzeit auf derselben Kulturstufe; in
den letzten Jahrhunderten und vollends in den letzten Jahrzehnten
hat sich aber ein Tempo der Kulturentwicklung herausgebildet, das
geradezu beängstigend ist. 45 cm vor dem Ende jener Strecke von Berlin
nach Stuttgart erfand Gutenberg seine schwarze Kunst, die zwanzig
letzten Zentimeter brachten die Entwicklung der Wissenschaft von
Newton bis Einstein, der Musik von Bach bis Richard Strauß, die
letzten drei die Funkentelegraphie, das Flugzeug, die Entdeckungen der
Radioaktivität und der Geheimnisse des Atombaus. Geistesströmungen
und Kunstrichtungen zählen ihre Lebensdauer nicht mehr nach
Jahrhunderten, sondern höchstens nach Jahren. Wenn wir all das an der
Erd- und Menschheitsentwicklung messen, so kommt uns das geradezu
Explosionsartige moderner Kulturentwicklung erst vollständig zum
Bewußtsein. Und dabei gibt es Leute, denen es immer noch zu langsam
geht! Wie ist es überhaupt denkbar, daß die Menschheit in ihren frühen
Perioden Jahrzehntausende oder gar Jahrhunderttausende auf derselben
Kulturstufe blieb, während heute ihre Entwicklung im Guten und im
Bösen in diesem Wahnsinnstempo fortschreitet? Wir können versuchen,
eine Reihe von Tatsachen zur Erklärung beizubringen: Das erste ist
der Zusammenschluß der Menschheit zu immer größeren Verbänden, die
Erfindung der Schrift und späterhin des Buchdrucks. Was früher an
Fortschritten erreicht wurde, mußte durch mündliche Überlieferung
innerhalb der kleinen Horde weitergegeben werden. Wie unendlich
viel ging dabei verloren und mußte immer wieder von neuem entdeckt
werden! Heute stellen unsere Bücher ein ins Ungeheuerliche gewachsenes
menschliches Gedächtnis dar, das alles aufzubewahren vermag, was jemals
Menschen gedacht und empfunden haben, und bei dem nicht so leicht etwas
Wichtiges in Vergessenheit geraten kann. Dabei wird mit den Mitteln
des modernen Verkehrs ein neuer Gedanke, eine neue Entdeckung in
kürzester Zeit Allgemeingut der ganzen zivilisierten Menschheit. Vor
dem unseligen Weltkrieg bildeten die Forscher aller Länder eine einzige
große Arbeitsgemeinschaft, die mit fortwährend sich verbessernden
Methoden jedes neu auftauchende Problem anzugreifen vermochte und für
jede Frage fieberhaft arbeitende Spezialgehirne sich heranbildete.
So kann man versuchen, das Tempo der Entwicklung mit der Zauberformel
zunehmender Organisation zu erklären, welche die Leistungen nicht nur
multipliziert, sondern potenziert.

Ob damit alles gesagt ist und die Fortschritte menschlichen
Geisteslebens in ihrer Tiefe erfaßt sind? Wir wissen es nicht. Klein,
lächerlich klein läßt die Wissenschaft den Menschen erscheinen und
groß, rätselhaft groß ist doch wieder derselbe Mensch, der seine
Stellung in Raum und Zeit denkend erfaßt und mit seinem Geist
Sternweiten und Jahrmillionen zu umspannen vermag. Und so steht auch
hier die Wissenschaft nach dem Flug durch die endlosen Zeiträume der
Vergangenheit am Ende wieder vor ihrem letzten und tiefsten Geheimnis,
dem Rätsel des Menschen.




Verzeichnis der wichtigsten Werke


 ~Kayser~, Lehrbuch der Geologie (in zwei Teilen),
     6. Auflage.

 ~Lindemann~, Die Erde.

 ~Ratzel~, Raum und Zeit in Geographie und Geologie (Natur-
     und kulturphilosophische Bibliothek, Band 5), Leipzig
     1907.

 ~Holmes~, _The Age of the Earth_, _Harpers Library_ London
     und Neuyork 1913.

 ~Penck~ und ~Brückner~, Die Alpen im Eiszeitalter, 3 Bände,
     Leipzig 1901-1909.

 ~de Geer~, Geochronologie der letzten 12000 Jahre
     (Geologische Rundschau, 3. Band, 1912).

 ~Lawson~, Über absolute Zeitmessung in der Geologie
     auf Grund der radioaktiven Erscheinungen.
     (Naturwissenschaften 5. Jahrg., 1917.)

 ~Meyer~ und ~Schweidler~, Radioaktivität, Leipzig 1916.

 ~Fajans~, Radioaktivität, 3. Auflage 1921 (Sammlung Vieweg).




Sachregister


Alb, Schwäbische 18

Alter des Menschen 39

Alter des Ozeans 15

Ancylussee 32

Atomtheorie 56


Baltische Endmoränenrücken 33

Bändertone 27

Barrell 69, 73

Becquerel 48

Bessel 74

Bleimethode 62, 64

Boltwood 60

Brienzer See 35

Bühlvorstoß 22, 33


Chamberlin 73

Clarke 15

Croll 24

Curie 48


Dane 45


Elemente, isotope 57

Endmoränen, fennoskandische 31

_Eoanthropus Dawsoni_ 40

Eolithen 40

Extrapolation 39

Exzentrizität 24


Finniglaziale Epoche 31


Geer, de 27-32

Gilbert 37

Gotiglaziale Epoche 31

Grabau 39


Häckel 46

Halbwertszeit 52

Heim 34

Helium 51

Heliummethode 62, 63, 67

Hildebrandt 26

Holmes 60, 64, 73

_Homo Heidelbergensis_ 40


Jahresringe 10, 28

Interpolieren 69

Joly 15

Irawadi 14


Keilhack 33

Kepler 24


Lawson 64

Litorinazeit 32

Lyell 43, 45


Matthew 43

Mauer b. Heidelberg 40

Mellard Reade 15

Muota 35

Murray 15


Neandertalrasse 41

Neckar 12

Niagarafälle 36

Nüesch 35


Olbricht 33, 39


Penck 22, 43

Pendeluhren 10, 26

Pilgrim 26

Po 14

Präzessionsbewegung 24


Radium 48

Ragunda 32

Reuß 14, 35

Röntgen 47

Rutherford 50


Salz, zyklisches 16

Sanduhren 20

Scharnhausen 13

Schelfregion 17

Schürmann 12

Schweizersbild 35

Soddy 50

Sollas 17

Spencer 37

Steck 35

Strutt 60


Taylor 37

Tertiär 43

Thomson 70

Thorium 55, 62

Thuner See 35


Uranblei 56

Uranreihe 54

Uranuhr 59, 61, 72, 73


Vierwaldstätter See 34

Walcott 45

Wasseruhren 9, 20, 61

Werth 33, 39

Wintermoränen 30


Zerfall 50




      Folgende seit Bestehen des Kosmos erschienene Buchbeilagen
      erhalten Mitglieder, solange vorrätig zu ~Ausnahmepreisen~:


1. Gruppe 1904-1907. Broschiert M 1050.--, gebunden M 1660.--

  #1904# Bölsche, W., Abstammung des Menschen. -- Meyer, Dr. M. W.,
         Weltuntergang. -- Zell, Ist das Tier unvernünftig? (Dopp.-Bd.)
         -- Meyer, Dr. M. W., Weltschöpfung.

  #1905# Bölsche, Stammbaum der Tiere. -- Francé, Sinnesleben der
         Pflanzen. -- Zell, Tierfabeln. -- Teichmann, Dr. E., Leben und
         Tod. -- Meyer, Dr. M. W., Sonne und Sterne.

  #1906# Francé, Liebesleben der Pflanzen. -- Meyer, Dr. M. W., Rätsel
         der Erdpole. -- Zell, Dr. Th., Streifzüge durch die Tierwelt.
         -- Bölsche, W., Im Steinkohlenwald. -- Ament, Dr. W., Die
         Seele des Kindes.

  #1907# Francé, Streifzüge im Wassertropfen. -- Zell, Dr. Th.,
         Straußenpolitik. -- Meyer, Dr. M. W., Kometen und Meteore. --
         Teichmann, Fortpflanzung und Zeugung. -- Floericke, Dr. K.,
         Die Vögel des deutschen Waldes.


2. Gruppe 1908-1911. Broschiert M 1050.--, gebunden M 1660.--

  #1908# Meyer, Dr. M. W., Erdbeben und Vulkane. -- Teichmann, Dr. E.,
         Die Vererbung. -- Sajó, Krieg und Frieden im Ameisenstaat.
         -- Dekker, Naturgeschichte des Kindes. -- Floericke, Dr. K.,
         Säugetiere des deutschen Waldes.

  #1909# Francé, Bilder aus dem Leben des Waldes. -- Meyer, Dr. M. W.,
         Der Mond. -- Sajó, Prof. K., Die Honigbiene. -- Floericke,
         Kriechtiere und Lurche Deutschlands. -- Bölsche, W., Der
         Mensch in der Tertiärzeit.

  #1910# Koelsch, Pflanzen zwischen Dorf und Trift. -- Dekker,
         Fühlen und Hören. -- Meyer, Dr. M. W., Welt der Planeten. --
         Floericke, Säugetiere fremder Länder. -- Weule, Kultur der
         Kulturlosen.

  #1911# Koelsch, Durch Heide und Moor. -- Dekker, Sehen, Riechen
         und Schmecken. -- Bölsche, Der Mensch der Pfahlbauzeit. --
         Floericke, Vögel fremder Länder. -- Weule, Kulturelemente der
         Menschheit.


3. Gruppe 1912-1916. Broschiert M 1310.--, gebunden M 2075.--

  #1912# Gibson-Günther, Was ist Elektrizität? -- Dannemann, Wie
         unser Weltbild entstand. -- Floericke, Fremde Kriechtiere und
         Lurche. -- Weule, Die Urgesellschaft und ihre Lebensfürsorge.
         -- Koelsch, Würger im Pflanzenreich.

  #1913# Bölsche, Festländer und Meere. -- Floericke, Einheimische
         Fische. -- Koelsch, Der blühende See. -- Zart, Bausteine des
         Weltalls. -- Dekker, Vom sieghaften Zellenstaat.

  #1914# Bölsche, Wilh., Tierwanderungen in der Urwelt. -- Floericke,
         Dr. Kurt, Meeresfische. -- Lipschütz, Dr. A., Warum wir
         sterben. -- Kahn, Dr. Fritz, Die Milchstraße. -- Nagel, Dr.
         Osk., Romantik der Chemie.

  #1915# Bölsche, Wilh., Der Mensch der Zukunft. -- Floericke, Dr. K.,
         Gepanzerte Ritter. -- Weule, Prof. Dr. K., Vom Kerbstock zum
         Alphabet. -- Müller, A. L., Gedächtnis und seine Pflege. --
         Besser, H., Raubwild und Dickhäuter.

  #1916# Bölsche, Stammbaum der Insekten. -- Fabre, Blick ins
         Käferleben. -- Sieberg, Wetterbüchlein. -- Zell, Pferd als
         Steppentier. -- Bölsche, Sieg des Lebens.


4. Gruppe 1917-1921. Broschiert M 1050.--, gebunden M 1660.--

  #1917# Besser, Natur- und Jagdstudien in Deutsch-Ostafrika. --
         Floericke, Dr., Plagegeister. -- Hasterlik, Dr., Speise und
         Trank. -- Bölsche, Schutz- und Trutzbündnisse in der Natur.

  #1918# Floericke, Forscherfahrt in Feindesland. -- Fischer-Defoy,
         Schlafen und Träumen. -- Kurth, Zwischen Keller und Dach. --
         Hasterlik, Dr., Von Reiz- und Rauschmitteln.

  #1919# Bölsche, Eiszeit und Klimawechsel. -- Zell, Neue
         Tierbeobachtungen. -- Floericke, Spinnen und Spinnenleben. --
         Kahn, Die Zelle.

  #1920# Fischer-Defoy, Lebensgefahr in Haus und Hof. -- Francé, Die
         Pflanze als Erfinder. -- Floericke, Schnecken und Muscheln. --
         Lämmel, Wege zur Relativitätstheorie.

  #1921# Weule, Naturbeherrschung I. -- Floericke, Gewürm. -- Günther,
         Radiotechnik. -- Sanders, Hypnose und Suggestion.


Alle 4 Gruppen auf einmal bezogen: brosch. M 4025.--, geb. M 6600.--

#Einzeln bezogen# jeder Band brosch. M 63.--, geb. M 100.--, (für
Nichtmitgl. je M 76.-- bzw. 115.--) Die Jahrgänge 1904-1916 (je 5
Bände) kosten für Mitglieder brosch. je M 288.--, geb. je M 455.-- Die
Jahrgänge 1917-1921 (je 4 Bände) kosten für Mitglieder brosch. je M
232.--, geb. je M 364.--

#Vom Kosmos-Handweiser# sind noch geringe Vorräte von 1911, 1913, 1914,
1918, 1919, 1920, 1921 vorhanden. Jeder Band kostet für Mitglieder
brosch. M 85.--, geb. M 200.--, (für Nichtmitglieder brosch. M 120.--,
geb. M 250.--).

    Preise Anfang September 1922. Zeitentsprechende Preiserhöhungen
                              vorbehalten.