Antarktika, der südlichste Kontinent der Erde, wurde vor über zweihundert Jahren entdeckt. Der erste Mensch, der sich innerhalb des antarktischen Kreises aufhielt, war der britische Kapitän James Cook (1728–1779). Während seiner ersten Reise auf dem Schiff HM Bark Endeavour (1768–1771) segelte er von Tahiti aus nach Süden und kartierte die Küste Australiens sowie Neuseelands. Zwar erreichte er nie den Kontinent selbst, doch er öffnete die Tür zu wissenschaftlichen Spekulationen über das sogenannte „Terra Australis“, ein hypothetisches Land jenseits des südlichen Ozeans. Auf seinen Reisen und in den darauf folgenden Jahren begannen Forscher wie James Clark Ross und Robert Falcon Scott, durch ihre Expeditionen erste geologische, meteorologische und biologische Beobachtungen zu machen. Diese frühen Expeditionen legten den Grundstein für die wissenschaftliche Erforschung von Antarktika, die später in den „Grönland-Eiskernprojekten“ und den „Internationalen Geophysischen Jahren“ ihren Höhepunkt fand.

Die erste Landung auf Antarktika wird jedoch oft den Walfängern zugeschrieben. 1821 landete John Davis, ein amerikanischer Seemann, vermutlich als erster auf dem Kontinent. Doch der wahre Durchbruch kam mit den legendären Expeditionen von Robert Falcon Scott (1901–1904, 1910–1913) und Roald Amundsen (1910–1912). Diese Entdeckungen und Expeditionen gaben dem Süden der Erde seine wissenschaftliche Bedeutung und eröffneten die Möglichkeiten für detaillierte geophysikalische Untersuchungen. Die systematische wissenschaftliche Erforschung der Antarktis begann jedoch erst nach dem Ersten Weltkrieg, als eine internationale Kooperation unter anderem zur Gründung der British Antarctic Survey 1962 führte.

Grönland, ebenfalls ein Gebiet von immensem geologischen und klimatischen Interesse, wurde schon früh von wissenschaftlichen Kommissionen erkundet, um Mineralien und geologische Daten zu sammeln. Die ersten geophysikalischen Forschungen und Luftbildaufnahmen in den 1920er Jahren legten den Grundstein für umfassendere Studien des Landes. Im Jahr 1995 wurden bei Bohrungen in Zentralgrönland Eiskerne entnommen, die bis auf eine Tiefe von 3029 Metern reichten und Aufschluss über das Klima der letzten 123.000 Jahre gaben. Diese Eiskerne, wie auch die aus der Antarktis, sind von zentraler Bedeutung für das Verständnis vergangener klimatischer Bedingungen, da sie Informationen über die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre liefern und so die historischen Temperaturveränderungen der Erde rekonstruieren.

Ein wesentliches geologisches und klimatisches Merkmal, das die Antarktis von Grönland unterscheidet, ist die Struktur ihrer Eisschicht. In der Antarktis ist die durchschnittliche Höhe des Eises mit 2500 Metern die höchste der Welt, was den Kontinent zur höchsten Landmasse der Erde macht. Die geophysikalischen Messungen der 1950er Jahre zeigten, dass die Antarktis eine zusammenhängende Landmasse bildet, deren geologische Struktur durch verschiedene Gesteinsarten und Reliefmerkmale geprägt ist. Im Vergleich dazu ist Grönland geologisch viel weniger differenziert, obwohl auch dort beeindruckende geologische Formationen zu finden sind. Die erste geophysikalische Untersuchung des unter dem antarktischen Eis verborgenen Gesteins wurde durch moderne Radartechnologien erst in den letzten Jahrzehnten möglich.

Die Eiskerne aus beiden Regionen haben nicht nur historische Klimadaten geliefert, sondern auch tiefe Einblicke in die geologischen Prozesse, die die Erde in den letzten Millionen Jahren geformt haben. Besonders bemerkenswert sind die sogenannten Dansgaard–Oeschger-Ereignisse, die in den Grönland-Eiskernen entdeckt wurden. Diese Temperaturzyklen, die mit plötzlichen Erwärmungsphasen beginnen, gefolgt von periodischen Abkühlungen, bieten wertvolle Hinweise auf die komplexen klimatischen Wechselwirkungen der Erde.

Die geologische und klimatische Forschung an den Eiskappen Grönlands und der Antarktis stellt auch wichtige Fragestellungen zur globalen Erwärmung und zu den Auswirkungen des Schmelzens von Gletschern auf den Meeresspiegel. Das Schmelzen von Eisschichten in der Antarktis, besonders in Westantarktika, könnte langfristig zu einem Anstieg des globalen Meeresspiegels führen. Geologische Untersuchungen zeigen, dass in den letzten 2,8 Millionen Jahren, dem sogenannten Pleistozän, wiederholt Kalt- und Warmphasen aufeinander folgten, was die Komplexität des Klimasystems der Erde verdeutlicht.

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass wir uns der geologischen Bedeutung dieser Regionen und ihrer Rolle im globalen Klimasystem bewusst sind. Während die geophysikalischen Daten aus den Eiskernen einen unmittelbaren Blick auf die Vergangenheit ermöglichen, bieten sie auch wichtige Informationen für die zukünftige Entwicklung des Klimas. Der Verlust von Eismassen aus den Polregionen könnte tiefgreifende Auswirkungen auf die Erde haben, die über den Anstieg des Meeresspiegels hinausgehen. Diese Prozesse betreffen nicht nur die Wissenschaft, sondern auch die globalen geopolitischen und wirtschaftlichen Dynamiken, insbesondere in Bezug auf den Klimawandel.

Was sind die Black Cuillin Hills und welche geologische Bedeutung haben sie?

Die Black Cuillin Hills auf der Isle of Skye in Schottland sind ein eindrucksvolles Beispiel für die geologische Vielfalt und Komplexität, die die Insel auszeichnet. Auf einer Wanderung entlang des Grates, die wir unternahmen, stießen wir auf grobkörnige Gesteinsformationen, die als Gabbros bezeichnet werden. Der Name „Gabbro“ leitet sich von einem kleinen Ort ab, an dem ein ähnlicher Gesteinstyp entdeckt wurde. Von dieser Stelle aus bot sich ein atemberaubender Blick auf das Tal und auf Loch Coruisk. Auf dieser Wanderung mussten wir später zurück zum Glen Brittle und entschieden uns, nach Süden zu gehen und entlang der Küste zurück zum Glen Brittle zu wandern.

Was aber waren die felsigen Oberflächen, über die wir gingen? Die Black Cuillin Hills sind aus gabbrohaltigen Gesteinen entstanden, die reich an Eisen und Magnesium sind. Diese grobkörnigen magmatischen Gesteine, zusammen mit den angrenzenden Lavaformationen, gehören zur „Nordatlantischen Tertiären Magmatischen Provinz“, die vor etwa 60 bis 55 Millionen Jahren während des Beginns des Känozoikums aktiv war. In dieser Zeit driftete Nordwesteuropa bereits von Südisland und Grönland weg. Bereits im Jura hatten sich Spannungen auf den dehnenden Verwerfungen entwickelt, die die Topografie und Bathymetrie der Hebriden steuerten. Als die magmatische Aktivität begann, war eine klare Trennung von Grönland erreicht.

Ein wichtiger Aspekt der Geologie der Black Cuillin Hills ist der mineralogische Unterschied zwischen den Gabbros und den Graniten, die diese Region prägen. Während Gabbros vor allem aus Mineralien bestehen, die einen hohen Anteil an Eisen und Magnesium enthalten, sind die Graniten, wie auch ihre Exklusivgeschwister, die Rhyolite, reich an Silicium-Aluminium-Oxiden wie Feldspat. Beide Gesteinsarten bestehen zu einem gewissen Teil aus „accessory minerals“ wie Zirkon (ein Silikat des Elements Zirkon) und Apatit (ein Phosphat).

Die Unterscheidung zwischen diesen beiden Gesteinsarten ist auf die unterschiedlichen mineralogischen Zusammensetzungen zurückzuführen, die sich aus verschiedenen Kombinationen von chemischen Elementen wie Eisen, Magnesium, Aluminium und Kalzium ergeben. Diese Elemente und deren molekulare Strukturen bestimmen die kristalline Form, die physikalischen Eigenschaften und die Farbe eines Minerals. Ein häufig anzutreffendes Mineral wie Quarz, das aus Siliciumdioxid besteht, ist besonders hart und widerstandsfähig und bildet einen Großteil des Materials in Sandsteinen.

Wenn wir den westlichen Teil der Insel weiter erkundet hätten und den Strathaird Peninsula erreicht hätten, wären wir auf zwei völlig unterschiedliche geologische Regimes gestoßen. Zuerst hätten wir auf Gabbro einen weiteren Kilometer zurückgelegt, um dann auf ein 900 Millionen Jahre altes Precambrian-Sandstein-Feld zu stoßen. Diese dramatische geologische Veränderung führt uns zur Camasunary-Skerryvore-Verwerfung, die das Präkambrische Material der Torridon-Gruppe von den 160 Millionen Jahre alten Jura-Sedimenten des Strathaird trennt.

Die Jura-Sedimente auf der Strathaird-Halbinsel sind von großer Bedeutung für das Verständnis der geologischen Entwicklung der Region. Diese Sedimente bieten Hinweise darauf, dass die Bathymetrie der Region sich im Laufe der Zeit veränderte und das angrenzende Land anstieg. Besonders auffällig sind die großartigen sedimentären Strukturen, die auf dieser Wanderung sichtbar sind und die Richtung des damaligen Flusses oder Stroms anzeigen. Diese Strukturen suggerieren, dass die Camasunary-Skerryvore-Verwerfung eine bedeutende Rolle bei der Gestaltung der Landschaft spielte.

Zusätzlich gibt es auf dieser Halbinsel auch Hinweise auf die Auswirkungen der hydrothermalen Aktivität. Diese Aktivität hat die angrenzenden Sandsteine in harte Quarzite verwandelt, die durch die Wechselwirkungen mit heißen Flüssigkeiten und mineralischen Ablagerungen entstanden sind. Wenn wir den Bearreraig-Sandstein auf der südlichen Seite der Insel untersuchen, stellen wir fest, dass das Sediment plötzlich stoppt und sich das darüber liegende Garantiana-Schiefer in eine andere Art von Gestein verwandelt – ein klarer Hinweis auf einen dramatischen Anstieg des relativen Meeresspiegels.

Später, als die British Geological Survey in den 1970er Jahren begann, die Küstengeologie und die Tiefenstruktur der Hebriden zu kartieren, füllten sie die fehlenden Teile des geologischen Puzzles auf, das sich über die Insel erstreckte. Diese Untersuchungen stützten sich auf seismische Daten und geophysikalische Messungen, die durch eine Kombination aus Tauchproben und der Nutzung von Submersibles ergänzt wurden. Diese Arbeit ermöglichte es, die geologische Verbindung zwischen den felsigen Formationen der Hebriden und den unterseeischen geologischen Strukturen des Nordatlantiks besser zu verstehen.

Ein faszinierender Aspekt dieser geologischen Entdeckungen war, dass sich die geologische Struktur der Hebriden mit den geologischen Formationen jenseits der Inseln verband und dabei die Grundlagen für ein viel detaillierteres Bild der geologischen Entwicklung des Nordatlantiks legte. In diesem Zusammenhang war die Verwerfung von Camasunary–Skerryvore nicht nur ein markanter geologischer Riss, sondern ein zentraler Bestandteil der tektonischen Prozesse, die die gesamte Region prägten und immer noch prägen.

Es ist auch wichtig zu beachten, dass die geologische Vielfalt und Komplexität der Isle of Skye nicht nur aufgrund ihrer Gesteinsarten und mineralogischen Eigenschaften einzigartig ist, sondern auch aufgrund der unterschiedlichen Prozesse, die über Millionen von Jahren hinweg ihre Form und Struktur beeinflussten. Der Einfluss von Eiszeiten, vulkanischer Aktivität und späteren hydrothermalen Prozessen hat das heutige Bild der Insel geprägt, und das Verständnis dieser Prozesse ist entscheidend, um die Geschichte und die Dynamik der Region zu begreifen.

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