Wunder und Rätsel der Natur
Der Devils Tower (Teufelsturm) ist ein turmartiger Monolith magmatischen Ursprunges im Crook County (Wyoming). Er erhebt sich etwa 265 Meter über sein Umland und besitzt einen Durchmesser von fast 150 Metern.
Der Devils Tower selbst besteht aus Basalt. Der infolge der plattentektonischen Vorgänge auf den Westrand der Nordamerikanischen Plattform ausgeübte Druck führte zur domartigen Heraushebung der präkambrischen und paläozoischen Gesteine der Black Hills aus dem Untergrund. Mit der Heraushebung ging ein alkalischer Magmatismus einher, der auf den nördlichen Teil der Black-Hills-Uplift beschränkt ist. Ob ein Teil dieses Magmas die Erdoberfläche erreichte, ist ungeklärt. Daher kann nicht beantwortet werden, ob es sich beim Devils Tower um einen „Neck“ handelt, also einen Pfropfen im Schlot eines Vulkans, oder einen nach oben aufgewölbter Lakkolith, der in größerer Entfernung zur Erdoberfläche erstarrte. Da in der weiten Umgebung keinerlei Spuren auf oberirdischen Vulkanismus hindeuten, kamen die Wissenschaftler Darton und O’Hara 1907 zu dem Schluss, dass der Devils Tower der erodierte Überrest eines Lakkolithen sein müsse. Der Devils Tower ist eine heilige Stätte für die indianische Bevölkerung. Die Stämme der Lakota und Dakota Indianer bringen den Berg mit d er legendären White Buffalo Woman, in Verbindung. Ihr Erscheinen wird mit einem weißen Büffel verknüpft. Sie soll den Indianern am Devils Tower die heilige Friedenspfeife und die Sieben Riten der Völker übergeben haben. Bis heute soll die Pfeife in einer geheimen Höhle auf der südlichen Bergseite liegen. Für den Stamm der Cheyenne Indianer ist der Berg ein heiliger Ort, an dem einst der indianische Prophet Sweet Medizine die vier heiligen Pfeile in einer geheimen Höhle auf der nördlichen Bergseite hinterlegt hat. Den Heiligen Pfeilen wurden verschiedene Mächte zugeschrieben. Zwei wurden Buffalo Arrows genannt, da sie Kraft und Macht über Büffel und andere Tiere besaßen. Die beiden anderen wurden Man Arrows genannt und hatten die Kraft, das Lager gegen Feinde zu schützen, den Sieg im Kampf zu erzwingen sowie für einen erfolgreichen Raubzug zu sorgen.
Ein weiteres Naturwunder befindet sich auf dem Inselstaat Dominica in den Kleinen Antillen in der östlichen Karibik. Der „Siedende See“ in Dominica, der Boiling Lake ist eine überflutete Fumarole und das zweitgrößte kochende Gewässer der Welt, größer ist nur der Frying Pan Lake in Neuseeland. Der Boiling Lake befindet sich im Morne-Trois-Pitons-Nationalpark, einem UNESCO-Weltnaturerbe. Der See wird durch unterirdische Lava erhitzt und von Dampfwolken umhüllt. Er ist knapp 61 m breit und 59 m tief. Am Ufer des Sees beträgt die Temperatur zwischen 82 und 91,5 °C. Gespeist wird der See durch zwei kleinere Zuflüsse und durch Regenwasser.
Der Krzywy Las (polnisch für: „Krummer Wald“ oder „Schiefer Wald“) ist ein Waldgebiet im Nordwesten Polens, in der Nähe der Gemeinde Gryfino (deutsch: Greifenhagen. Die einhundert Kiefern mißachten die allgemeinen Regeln der Botanik: Sie krümmen sich alle bogenförmig nach Norden, bevor sie, wie die anderen Bäume des Waldes, grade nach oben wachsen. Die Bäume sind ca. 40 cm über dem Erdboden um 90° gekrümmt, die Krümmung verläuft etwa 1–3 m, danach wachsen die Bäume wieder gerade nach oben. Ende der 1930er Jahre, als die preußische Provinz Pommern noch zu Deutschland gehörte, pflanzte man 400 Kiefern, von denen heute auf circa 1,7 ha noch um die 100 Individuen erhalten sind. Der Rest ist altersbedingt bereits abgestorben, da Kiefern in der Regel nur bis zu 100 Jahre alt werden. Eine Theorie geht davon aus, dass Panzer im Zweiten Weltkrieg beim Durchfahren des Waldes die Jungbäume abknickten. Eine weitere Erklärung für das Phänomen könnte starker Schneefall sein, der die vier bis fünf Jahre alten Triebe niederdrückte. Andere (widerlegte) Erklärungsversuche handeln von starken Magnetfeldern, eine Naturkatastrophe, Krankheit und/oder giftige Chemikalien im Boden, Okkultismus oder sogar ein Besuch von Ausserirdischen. Die bislang am weitesten verbreitete Theorie ist, dass die Bäume absichtlich so geformt wurden, um sie beispielsweise für den Bau von Möbeln, Schiffen oder Ähnlichem zu nutzen. Wenn man einem Baum die Terminalknospe, also den Wipfeltrieb, entfernt, übernimmt ein Seitentrieb die Führung. Man nennt das in der Fachsprache Apikaldominanz. Der Landesverband der Schulgeographen Mecklenburg-Vorpommern geht davon aus dass ein Förster in den 60er Jahren die Terminalknospen als Weihnachtsbäume verkaufte. Dabei liess er pro Baum einen unteren Trieb stehen, um so im nächsten Jahr einen weiteren Weihnachtsbaum ernten zu können.
Im kanadischen Nunavut vertreibt ein merkwürdiges Summen die Tiere und gibt Bewohnern und Militär Rätsel auf. Die mysteriösen Töne, die die Inuit mal als Summen, mal als Pfeifen beschreiben, scheinen vom Grund der Meerenge auszugehen. Der Premierminister von Nunavut rief schliesslich das Verteidigungsministerium zur Hilfe und bat das Department of National Defence (DND), den Fall zu untersuchen. Doch auch das wurde bisher noch nicht fündig. Der Ursprung des Geräusches ist nach wie vor rätselhaft.
Die Mammatus Wolken treten sehr selten auf. Sie gehören zu den bislang unerklärlichen Wetterphänomenen. Zu ihrer Entstehung gibt es verschiedene Theorien, die jeweils nicht bewiesen sind. Die gängigste Theorie besagt, dass Niederschlag in die trockenere Luft unter der Wolke fällt, dort verdunstet und die umgebende Luft durch diese Verdunstungskühlung abkühlt. Entstehen können sie allen Anschein nach nur bei dem richtigen Zusammenspiel von Temperatur, Feuchtigkeit und Wind. So treten die nach unten hängenden Wolken meist an Schauer- und Gewitterwolken auf. Besonders daran ist die rundliche Form. Die ungewöhnlichen Wolken können überall auf der Welt auftreten. So sind sie z. B. schon in Deutschland, Frankreich, aber auch am Gardasee in Italien vorgekommen. Mammaten entstehen im Sommer bis zu zehnmal häufiger als im Winter und lassen sich mithilfe von Doppler-Radar-Anlagen erkennen und beobachten.
Die Höhle der Kristalle enthält die größten bekannten Kristalle der Erde. Sie befindet sich in einer Tiefe von 290 Metern in der Mine von Naica, ein Erzbergwerk in der Nähe der Stadt Naica im Bundesstaat Chihuahua im Norden von Mexiko. Die Höhle hat einen Durchmesser von etwa 30 Metern . Die Kristalle in dieser Höhle erreichen eine Länge von bis zu 11,4 Metern bei einem Durchmesser von zwei Metern und einem Gewicht von 12 Tonnen. Der größte der Kristalle ist vermutlich 100.000 bis 1.000.000 Jahre alt. In der Höhle herrschen Temperaturen zwischen 45 und 50 °C und eine Luftfeuchtigkeit von 90 bis 100 %. Vulkanische Aktivität führte vor 26 Millionen Jahren dazu, dass der Berg von Naica entstand. In mit mineralhaltigem Wasser gefüllten Kammern bildete sich zunächst Hochtemperatur-Anhydrit, die kristallwasserfreie Variante von Gips. Als das Magma unterhalb des Berges langsam abkühlte, fiel die Temperatur unter 58 °C und das Anhydrit begann sich aufzulösen. Das führte zu einer Anreicherung von Sulfaten und Calcium, die sich über lange Zeiträume als Selenitkristalle ablagern konnten. Über lange Zeit blieben die Umweltbedingungen konstant, da das Höhlensystem in sich geschlossen blieb. So wurde das Wasser nur langsam ausgetauscht, und die Temperatur veränderte sich kaum. Unter diesen idealen Bedingungen hatten die Kristalle genügend Zeit, auf die entdeckten Ausmaße zu wachsen.
Das Polarlicht (wissenschaftlich Aurora borealis) ist eine Leuchterscheinung durch angeregte Stickstoff- und Sauerstoffatome der Hochatmosphäre. Polarlichter gehören zu den atemberaubendsten Wundern der Erde. Die bunten Lichter entstehen, wenn geladene Teilchen von der Sonne auf die Erde treffen. Das Magnetfeld der Erde lenkt diese Teilchen in Richtung der Pole. Die Teilchen treffen auf die Gase Sauerstoff und Stickstoff in der Atmosphäre und beginnen dann zu leuchten. Dieses Leuchten sieht man als bunte Lichter am Himmel – meist grün, lila oder pink. Da die Lichter sich an den Polen bilden, kann man das Phänomen am besten im sogenannten Polarlichtoval beobachten. Auf der Südhalbkugel, der Antarktis – heißen die Lichter Aurora Australis. Auf der Nordhalbkugel Aurora Borealis.
Sonnenstürme sind ein faszinierendes Natur-Phänomen, das die Wissenschaft seit Jahrhunderten beschäftigt. Ein Sonnensturm ist ein Ausbruch hochenergetischer Partikel und elektromagnetischer Strahlung von der Sonnenoberfläche, der durch einen instabilen Zustand des Magnetfeldes der Sonne ausgelöst wird. Diese Ausbrüche treten häufig in Phasen hoher Sonnenaktivität auf und sind mit intensiven Sonneneruptionen verbunden. Diese Aktivität folgt einem etwa 11-jährigen Zyklus, der als Sonnenzyklus bezeichnet wird. In den Phasen maximaler Aktivität, dem sogenannten „Sonnenmaximum“, entstehen häufiger Sonnenstürme. Am 1. September 1859 erfolgte eine gewaltige Eruption auf der Sonne. Bei dem Ausbruch wurden Milliarden Tonnen elektrisch geladener Teilchen Richtung Erde geschleudert. Als diese unsichtbare Welle auf das Magnetfeld der Erde traf, erzeugte sie elektrische Ströme, die mehrere Telegrafenstationen lahmlegten. Am folgenden Morgen leuchteten rote, grüne und violette Polarlichter am Himmel, die sogar noch weit im Süden, in Hawaii und Panama, Aufsehen erregten. Ein anderer Sonnensturm in der kanadischen Provinz Quebec am 13. März 1989 hatte ungefähr ein Drittel der Stärke von 1859 , doch er brachte die Stromversorgung von sechs Millionen Menschen zum Erliegen. Die Sonne besteht aus Plasma, dem „vierten Aggregatzustand“. Plasma bildet sich, wenn die Atome in Protonen und Neutronen zerlegt sind. Außerdem ist die Sonne voller Magnetfelder. Die meisten von ihnen verlaufen innerhalb, aber manche ragen über die Oberfläche hinaus und zeigen sich als Sonnenflecken. Dieser Magnetismus dirigiert den wabernden Tanz in der Sonnenatmosphäre. Er ist die Triebkraft des Sonnenwindes, der in jeder Sekunde eine Million Tonnen Plasma ins All schleudert, 700 Kilometer pro Sekunde schnell. Wenn ein Sonnensturm die Erde trifft, wären im schlimmsten Fall Millionen Menschen monatelang ohne Licht, Heizung, Trinkwasser, funktionierende Kühl schränke und Telefon.
Die Catatumbo-Gewitter sind ein einzigartiges Naturschauspiel, das sich während 160 bis 240 Nächten im Jahr nahe der Mündung des Río Catatumbo in den Maracaibo-See in Venezuela ereignet. Dabei treten blitzreiche Gewitter mit großer Regelmäßigkeit immer wieder über dem gleichen Gebiet auf. Einer Theorie zufolge hängt die Häufung der Gewitter mit dem Austreten von Methangas in Sümpfen und Mooren am Maracaibo-See zusammen. Dies ist jedoch unwahrscheinlich. Das Naturphänomen ist vielmehr auf die einzigartige Kombination aus Feuchtigkeit, Temperatur und Topografie der Region zurückzuführen, die dazu neigt, Gewitter in den Ebenen einzufangen. In dem Gebiet herrschen besonders häufig und regelmäßig meteorologische Bedingungen, die langlebige und blitzreiche Nachtgewitter begünstigen: Der Maracaibo-See verdunstet durch seine hohe Wassertemperatur große Mengen an Wasser. In der Nacht kommen kühle, von den Anden her fallende Bergwinde über den warmen See. Die Windkonvergenz zusammen mit der feuchtlabilen Luftschichtung begünstigen hochreichende Gewitterzellen.
Kugelblitze sind kugelförmige Leuchterscheinungen meist in der Nähe eines Gewitters. Das seltene Phänomen soll nicht nur im Freien, sondern auch in geschlossenen Räumen beobachtet worden sein. Die Phänomene werden als schwebende, selbstleuchtende und undurchsichtige Lichtobjekte beschrieben. Sie strahlen keine Wärme ab und treten in zahlreichen Farben und Größen auf. Die Form wird als sphärisch (kugelförmig), eiförmig oder stabähnlich beschrieben. Charakteristisch in den Augenzeugenberichten ist die Beweglichkeit dieser Erscheinungen. Innerhalb von zwei bis acht, maximal 30 Sekunden ändern die Leuchterscheinungen oft ihre Richtung. Dabei durchdringen sie auch feste Hindernisse unverändert und oft ohne Spuren zu hinterlassen, Regen fällt unbeeinflusst hindurch. Auch von Funkenschlag oder von einem Ende mit lautem Knall, der teilweise auch Verletzungen und Beschädigungen verursacht haben soll, wird berichtet. Weder von Meteorologen noch Elektrotechnikern, Physikern und Chemikern, wurde bisher eine einheitliche, naturwissenschaftlich anerkannte Erklärung für die verschiedenen Beobachtungen und Berichte gefunden. Hypothese postuliert, dass Kugelblitze nichtelektrischer Natur sind, jedoch durch Blitzeinschlag ins Erdreich entstehen. Dabei werde Siliciumdioxid aus Sand oder Kieselerde in Silicium und Sauerstoff zerlegt. Während der Sauerstoff im Erdreich mit Kohlenstoff reagiere, trete das Silicium als Dampf oder Aerosol aus dem Blitzkanal aus und werde durch Luftsauerstoff langsam oxidiert, wodurch es leuchte. Die Siliciumpartikelwolke sei durch Selbstorganisation auf Grund ihrer Ladung in der Lage, eine kugelähnliche Form anzunehmen. Es sei daher möglich, dass sie sich nach Durchdringen einer kleinen Öffnung wieder zusammenfinde. Diese Hypothese wurde 2012 durch die zufällige Beobachtung eines Kugelblitzes mittels Spektrometern erhärtet. Während eines Gewitters im Kreis Datong (China) konnte ein Kugelblitz mit 5 m Durchmesser, der in 1,6 Sekunden ca. 15 m zurücklegte, aus 900 m Entfernung von den chinesischen Wissenschaftlern beobachtet und aufgezeichnet werden. Im Spektrum des Kugelblitzes konnten Silicium, Eisen und Calcium nachgewiesen werden, alles Elemente, die auch reichlich im Boden vorkamen. Nikola Tesla hat übrigens als Erster energiereiche künstliche Blitze erzeugt und berichtet in seinen Aufzeichnungen von Kugelblitzen in seinem Labor.
Ein Geysir ist eine heiße Quelle, die ihr Wasser in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen als Fontäne ausstößt. Das Phänomen ist von drei Faktoren abhängig: einer Wasserversorgung in Form eines Grundwasserleiters, einer Wärmequelle (ein aufsteigender Strom heißen Materials aus dem tiefen Erdmantel, der sich in Form einer schmalen Säule zur Erdoberfläche bewegt) und mindestens einem Reservoir mit einer Verengung zum zugehörigen Leitungssystem. Geysire kommen in aktiven vulkanischen Gebieten vor. Sie besitzen einen Kanal in Form einer Röhre, der in ein unterirdisches Wasserreservoir mündet. Es können sich auch mehrere Wasserreservoire hintereinander befinden. Typischerweise werden Geysire über das Grundwasser gespeist. Das ausgestoßene Wasser hat eine Temperatur zwischen 90 °C und knapp über dem Siedepunkt, das Wasser im Reservoir kann auf wesentlich höhere Temperaturen überhitzt sein. Old Faithful ist einer der bekanntesten Geysire der Erde. Er ist ein düsenförmiger Geysir und befindet sich im oberen Geysir-Becken des Yellowstone-Nationalparks (USA). Seit seiner Entdeckung ist er über eine Million Mal ausgebrochen. Seit seiner Entdeckung und Beginn der Beobachtungen hat er nie einen periodischen Ausbruch verpasst. Seine Eruptionssäule erreicht eine Höhe von ca. 30 bis 55 m und dauert meistens zwischen 1,5 und 5 Minuten. Zwischen 14.000 und 32.000 Liter Wasser werden pro Eruption ausgestoßen.
Große Geysirfelder
| Yellowstone-Nationalpark (Wyoming) (ca. 300 aktive Geysire) |
| Dolina Geiserow (das Tal der Geysire), Kronozki Nationales Biosphärenreservat Kamtschatka (Russland) (ca. 200 aktive Geysire |
| Nordinsel (Neuseeland) (51 aktive Geysire) |
| El Tatio, Antofagasta (Chile) (38 aktive Geysire, 46 insgesamt in Chile) |
| Haukadalur (Island) (26 aktive Geysire auf ganz Island) |
| Umnak Island (Alaska) (8 aktive Geysire) |
Die Kalksinterterrassen in Pamukkale im Südwesten der Türkei sind über Jahrtausende durch kalkhaltige Thermalquellen entstanden. Es gibt dort 17 heiße Quellen deren Quellwasser mit Calciumhydrogencarbonat gesättigt ist. Beim Austreten entweicht durch den Druckabfall Kohlendioxid, wodurch die Löslichkeitsgrenze von Calciumcarbonat überschritten wird, das in Form von Travertin ( poröser Kalkstein) ausfällt. Pro Sekunde werden 250 l Thermalwasser (58 °C) ausgeschüttet, d. h. täglich 21.600 m³. In einem Liter sind 2,2 g Kalk gelöst, , der zum Teil ausgeschieden wird.
Eine Fata Morgana ist ein optischer Effekt, der durch Ablenkung des Lichtes an unterschiedlich warmen Luftschichten entsteht. Es handelt sich hierbei um ein physikalisches Phänomen und nicht um eine visuelle Wahrnehmungstäuschung oder optische Täuschung. Das Phänomen basiert auf dem Fermatschen Prinzip, welches besagt, dass Licht in einem Medium zwischen zwei Punkten Wege nimmt, auf denen seine Laufzeit sich bei kleinen Variationen des Weges nicht ändert, also stationär ist. Die Ursache liegt in der Wellennatur des Lichts und der damit verbundenen Interferenz. Der Brechungsindex heißer Luft ist geringer als jener der kälteren Luft. Lichtstrahlen, die zunächst eine kalte Luftschicht durchqueren und anschließend in flachem Winkel auf wärmere Luftschichten stoßen, werden vom optisch dünneren Medium bis hin zu einer Totalreflexion weggebrochen. Eine kontinuierliche Änderung des Brechungsindex bewirkt eine Krümmung der Strahlen. Wenn in Wüsten solche Luftschichtungen in größerer Höhe auftreten, sieht man Spiegelungen am Himmel, die Fata Morgana.
Weltweit sind Hunderte von Blue Holes bekannt: neben dem Blue Hole bei Dahab etwa das Great Blue Hole vor Belize oder Dean’s Blue Hole vor den Bahamas. Letzteres ist das zweittiefste bekannte Blue Hole der Welt. Entstanden sind sie wohl am Ende der letzten Eiszeit. Große Gebiete, die heute unter dem Meeresspiegel liegen, waren damals Landmasse. Gerade in der Karibik bestand diese aus porösem Kalkstein. Über die Jahrtausende hinweg fraß sich vermutlich Säure, die von Bakterien ausgeschieden wurde, in den weichen Boden. Dazu kam die durch Wind und Regenwasser bedingte Erosion – Höhlen entstanden. Bei einigen besonders großen stürzte schließlich die Decke ein. Später wurde das Gebiet vom steigenden Meeresspiegel geflutet. Die Einsturzlöcher erscheinen seitdem als tiefblaue Öffnungen im Meeresboden. Das „Dragon Hole“ ist mit seinen knapp 301 Metern Tiefe das tiefste bisher bekannte Blue Hole der Welt. Es befindet sich in der Paracel-Inselgruppe im Südchinesischen Meer. Unter lokalen Fischer ranken sich einige Sagen um „Longdong“ – zum Beispiel soll der Affenkönig hier seinen Goldene Stab gefunden haben.
Algenblüte ist eine plötzliche, massenhafte Vermehrung von (Mikro-)