Forscher lösen Rätsel der Giant’s Causeways

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Blick auf das sechseckig strukturierte Bodenmuster des Giant’s Causeway in Nordirland.
Copyright: Chmee2 (via WikimediaCommons) / CC BY 3.0

Liverpool (Großbritannien) – Mal ganz ehrlich: Würden Sie nicht direkt an einen künstlichen, menschengemachten Ursprung denken, wenn Sie auf einem fremden Planeten, etwa durch die Kameraaugen eines Mars-Rovers oder einer Orbitalsonde um Pluto, ein solches Bodenmuster wie in unserer einführenden Abbildung sehen würden? Tatsächlich handelt es sich hierbei aber um eine völlig natürliche Struktur, den sogenannten Teufelsdamm, den „Giant’s Causeway“ nahe Bushmills in Nordirland. Jetzt ist es Wissenschaftlern gelungen, die Entstehung dieser geometrischen mehr als 40.000 gleichmäßigen Basaltsäulen zu erklären.

Wie das Team um Yan Lavallée von der University of Liverpool aktuell im Fachjournal „XXX“ (DOI: 10.1038/s41467-018-03842-4) berichtet, beginnt der Prozess ab bestimmten Temperaturen – allerdings erst nach Erstarren der Lava.

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Da die meisten Basaltsäulen, wie sie auch außerhalb Irlands zu finden sind, schon viele Millionen Jahre alt sind, konnten die Entstehungsbedingungen nicht direkt beobachtet werden, weshalb Wissenschaftlern neben mythologischen und folkloristischen Erklärungen auch nur auf Spekulationen zurückgreifen konnten.

Hintergrund
Einer irischen Legende nach wurde der Damm vom Riesen Fionn mac Cumhaill, auch Finn oder Find Mac Umaill oder MacCool, gebaut. Man sagt, dass Fionn eines Tages von seinem schottischen Widersacher Benandonner so stark beleidigt wurde, dass er sich dazu entschloss, diesen Damm zu bauen, um Benandonner in einem Duell zu besiegen. Er riss riesige Felsen aus den Klippen der Küste heraus und stemmte sie in das Meer, um einen sicheren Weg nach Schottland zu bauen. Als er mit dem Bau fertig war, forderte er Benandonner zum Kampf heraus.

Historische Ansicht des „Gian’t Causeway“ (1768).
Copyright: Gemeinfrei

Um seinen Ruf nicht zu verlieren, blieb diesem nichts anderes übrig, als die Herausforderung anzunehmen, und so machte er sich auf den Weg nach Irland. Fionn, den die Arbeiten an dem Damm ermüdet und erschöpft hatten, suchte derweil nach einem Ausweg, wie er sich vor dem Aufeinandertreffen mit dem schottischen Riesen erholen könnte. Er verkleidete sich daraufhin als Baby und wartete mit seiner Frau auf die Ankunft Benandonners. Als dieser erschien, beteuerte Fionns Frau ihm, dass er gerade nicht da sei. Gleichzeitig lud sie ihn auf einen Tee ein und versprach, Fionn werde bald zurückkommen. Als Benandonner beim Warten das angebliche Baby sah, erblasste er bei der Vorstellung, dass bei der Größe des Kindes der Vater gar gigantische Ausmaße haben müsse. Die Furcht packte ihn und er rannte über den Damm zurück nach Schottland und zerstörte ihn dabei hinter sich.
Quelle: Wikipedia

Dass sich die sechsseitigen Basaltsäulen beim Abkühlen der Lava bilden, war bislang zwar unstrittig, doch diskutierten unterschiedliche Wissenschaftler bis jetzt über die dafür notwendigen Temperaturen, während es an geeigneten Experimenten zu der Frage mangelte.

Lavallée nutzten nun Proben erstarrter Lava des berühmten isländischen Vulkans Eyjafjallajökull, dessen Lava quasi-hexagonale Rissmuster und Säulen von 30 bis 130 Zentimeter Durchmesser geformt hat.

Zurück im Labor setzten die Wissenschaftler Bohrkerne kontrollierter Hitze aus, wie sie die Proben der Basalte bei über 980 Grad Celsius zum Schmelzen brachten. Um die Bedingungen im Stein zu simulieren, wurden die Proben dann an den Kopfseiten in einer Presse eingespannt und unterschiedlich schnell ebenfalls kontrolliert abgekühlt.

Ein weitere Blick auf den „Damm des Riesen“.
Copyright: geolman (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 3.0

Wie sich zeigte, zieht sich die Basaltlava bei erstarren zusammen – zunächst ohne, dass dies charakteristischen Risse entstehen. Ab Temperaturen von 840 bis 890 Grad hat sich im Stein dann aber genügend Spannung aufgestaut, dass die Struktur versagt und durchgehende Risse einhergehend mit einem Abfall der Spannung entstehen. Diese Risse weiten sich dann mit weiterer Abkühlung aus wodurch sich die einzelnen Säulen voneinander durch entstehende Zwischenräume trennen. „Auf diese Weise konnten wir zeigen, dass und wie die Trennung der Säulen erst im bereits erstarrten Zustand der Lava beginnt“, erläutern die Wissenschaftler abschließend.

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