Die Entstehung der Kontinente und Ozeane/Neuntes Kapitel

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Die Entstehung der Kontinente und Ozeane (1929) von Alfred Wegener

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Neuntes Kapitel.

Die verschiebenden Kräfte.

     Die Ermittlung und Begründung der relativen Kontinentverschiebungen ist, wie die vorangehenden Kapitel gezeigt haben, auf rein empirischem Wege erfolgt, nämlich aus der Gesamtheit der geodätischen, geophysikalischen, geologischen, biologischen und paläoklimatischen Anzeichen, aber ohne irgend eine Annahme über die Ursache dieser Vorgänge. Dies ist der induktive Weg, den die Naturforschung in den weitaus meisten Fällen zu gehen genötigt ist. Die Formeln der Fallgesetze, der Planetenbewegung wurden zuerst auf rein induktivem Wege durch Beobachtungen ermittelt, und dann erst kam Newton, der nun diese Gesetze auch deduktiv aus der einen Formel der allgemeinen Gravitation abzuleiten lehrte. Dies ist der sich immer wiederholende normale Gang der Forschung.

     Für die Verschiebungstheorie ist der Newton noch nicht gekommen. Man braucht wohl nicht zu besorgen, daß er ganz ausbleiben werde; denn die Theorie ist noch jung und wird heute noch vielfach angezweifelt, und man kann es schließlich dem Theoretiker nicht verübeln, wenn er zögert, Zeit und Mühe an die Aufklärung eines Gesetzes zu wenden, über dessen Richtigkeit noch keine Einigkeit herrscht. Aber es ist allerdings wahrscheinlich, daß die völlige Lösung der Kräftefrage noch lange auf sich warten lassen wird; denn sie bedeutet die Entwirrung eines ganzen Knäuels gegenseitiger Abhängigkeiten, wobei es manchmal schwer fallen wird, zu entscheiden, nach welcher Seite der Faden läuft, d. h. was Ursache und was Wirkung ist. Es ist ja von vornherein klar, daß für die Kräftefrage der ganze Komplex von Kontinentverschiebungen, Krustenwanderungen, Polwanderungen, internen und astronomischen Achsenverlagerungen ein zusammenhängendes Problem bildet.

     Bisher ist erst eine einzige Teilfrage gelöst und über einige andere sind Vermutungen aufgestellt worden.

     Für die Frage nach den Kräften sind zunächst jene Bewegungen von besonderem Interesse, die wir oben als Krustenwanderungen bezeichnet haben, d. h. Verschiebungen der Kontinentalschollen relativ zu ihrer Unterlage, da diese, wenigstens in der Mehrzahl der Fälle, als direkte Wirkung von Verschiebungskräften aufzufassen sind, die an den Kontinentalschollen angreifen, aber in dem darunterliegenden Material entweder gar nicht oder doch schwächer wirken.

     Auf eine große Zahl von Einzelheiten, die von diesen beiden Bewegungen zeugen, war schon früher hingewiesen. Am unmittelbarsten fällt die Westwanderung der Kontinentalschollen im heutigen Kartenbild der Erde in die Augen. Die Polflucht ist bei älteren Bewegungen großenteils durch die heutige geänderte Pollage verschleiert und tritt erst nach Rekonstruktion der damaligen Pollage richtig hervor. Aber sie äußert sich schon in ganz großen Zügen durch die Aufspaltung der Kontinentalschollen in den Polargebieten und ihren Zusammenschub am Äquator. So war der permokarbone Vorstoß des Südpols nach Afrika begleitet von der karbonischen Faltung längs des damaligen Äquators und gefolgt von einer Zerspaltung und Auseinanderziehung des Gondwanalandes; und ganz ebenso war der tertiäre Vorstoß des Nordpols, der früher im Pazifik lag, in die Landmassen des heutigen Nordpolargebiets hinein begleitet von der tertiären Faltung längs des damaligen Äquators (Alpen—Himalaja) und wurde und wird noch gefolgt von einer zunehmenden Zerspaltung und Auseinanderziehung der Nordkontinente.

     Die einzige Verschiebungskraft, die man gegenwärtig genauer kennt, ist die Polfluchtkraft, die bestrebt ist, die Kontinente relativ zu ihrer Unterlage äquatorwärts zu treiben. Ihre Existenz ist von Eötvös schon 1913 in einer freilich damals unbeachtet gebliebenen Bemerkung [199] ausgesprochen worden. Er machte nämlich in einer Diskussion darauf aufmerksam, „daß die Richtung der Vertikale in der Meridianebene gekrümmt ist, die konkave Seite dem Pol zugewendet, und daß der Schwerpunkt des schwimmenden Körpers (das ist der Kontinentalscholle) höher liegt als der Schwerpunkt der verdrängten Flüssigkeitsmasse. Hieraus geht hervor, daß der schwimmende Körper der Wirkung zweier in verschiedener Richtung wirkender Kräfte unterworfen ist, deren Resultante vom Pol nach dem Äquator gerichtet ist. Bei den Kontinenten würde also eine Neigung vorherrschen, sich nach dem Äquator hin zu bewegen, welche Bewegung eine säkulare Änderung der Breite hervorrufen würde, wie dieselbe für die Sternwarte in Pulkowo vermutet wird.“      Ohne diesen kurzen und versteckten Hinweis zu kennen, hat W. Köppen [200] die Natur der Polfluchtkraft und ihre Bedeutung für die Frage der Kontinentverschiebungen erkannt und,

Abb. 44.

Zwei Niveauflächen und die gebogene Lotlinie.

wenn auch ohne Rechnung, eine Beschreibung von ihr gegeben:

     … „Die Abplattung der Niveauflächen nimmt also mit der Tiefe ab; sie sind einander nicht parallel, sondern ein wenig gegeneinander geneigt, außer am Äquator und an den Polen, wo sie alle rechtwinklig zum Erdradius sind. Die Abb. 44 zeigt dies an einem Meridianschnitt zwischen Pol (P) und Äquator (A). Die gestrichelte, nach dem Pol zu konkave Linie ist die Kraftlinie der Schwere bzw. Lotlinie des Ortes O. C ist der Erdmittelpunkt.“

     „Nun liegt ja der Angriffspunkt des Auftriebes eines schwimmenden Körpers im Schwerpunkt des verdrängten Mediums, der seines Gewichts dagegen in seinem eigenen Schwerpunkt, und die Richtung beider Kräfte ist rechtwinklig zur Niveaufläche des betreffenden Punktes; ihre Richtungen sind also nicht entgegengesetzt, sondern geben eine kleine Resultierende, die, wenn der Auftriebspunkt unter dem Schwerpunkt liegt, zum Äquator gerichtet ist. Beide Kräfte sind, da auch der Schwerpunkt der Scholle weit unter der Oberfläche der Scholle liegt, nicht senkrecht zum Horizont ihrer Oberfläche, sondern etwas in dieser Richtung geneigt, der Auftrieb aber mehr als das Gewicht der Scholle. Diese Sätze müssen für jeden Schwimmkörper gelten, dessen Schwerpunkt über dem Auftriebspunkt liegt, und ebenso müssen die Kräfte eine Resultierende zum Pol hin haben, wenn dessen Schwerpunkt unter dem Auftriebspunkt liegt; das archimedische Prinzip ist auf der rotierenden Erde nur dann strenge richtig, wenn beide Punkte zusammenfallen.“

     Die erste Berechnung der Polfluchtkraft hat P. S. Epstein [201] ausgeführt. Er findet dabei für die Kraft $K_{\varphi }$ in der geographischen Breite $\varphi$ den Ausdruck

$K_{\varphi }={\frac {3}{2}}md\omega ^{2}\sin 2\varphi$

wo $m$ die Masse der Kontinentalscholle, $d$ die halbe Höhendifferenz zwischen Tiefseeboden und Kontinentaloberfläche (oder gleich der Höhendifferenz der Schwerpunkte der Scholle und des verdrängten Simas) und $\omega$ die Winkelgeschwindigkeit der Erde ist.

     Diese Gleichung benutzt er, um den Zähigkeitskoeffizienten ${\boldsymbol {\mu }}$ der Simasphäre aus der Verschiebungsgeschwindigkeit $v$ der Kontinentalschollen zu berechnen (nach der allgemeinen Formel $K=\mu {\frac {v}{M}}{,}$ wo $M$ die Mächtigkeit der zähflüssigen Schicht ist) und erhält

$\mu =\varrho {\frac {sdM\omega ^{2}}{v}}{,}$

wo $\varrho$ das spezifische Gewicht der Scholle und $s$ ihre Dicke ist. Indem er nun von folgenden Zahlenwerten ausgeht:

${\begin{aligned}\varrho &=2{,}9\\s&=50\;{\text{km}}\\d&=2{,}5\;{\text{km}}\\M&=1600\;{\text{km}}\\\omega &={\frac {2\pi }{86164}}\\v&=33\;{\text{m pro Jahr}}\end{aligned}}$

findet er den Zähigkeitskoeffizienten des Simas zu

$\mu =2{,}9\times 10^{16}\;g\;cm^{-1}\;sec^{-1}{,}$

also dreimal so groß wie den von Stahl bei Zimmertemperatur. Nimmt man, was wohl der Wahrheit näher kommt, $v=1$ m pro Jahr an, so wird $\mu$ 33 mal so groß, d. h. etwa gleich $10^{18}$. Epstein schließt hieraus:

     „Wir können unsere Ergebnisse dahin zusammenfassen, daß die zentrifugalen Kräfte der Erdrotation eine Polflucht in dem von Wegener angegebenen Betrag erzeugen können und erzeugen müssen.“ Dagegen glaubt Epstein die Frage, ob auch die äquatorialen Faltengebirge auf diese Kraft zurückgeführt werden können, verneinen zu müssen, da diese nur einem Oberflächengefälle von 10 bis 20 m zwischen Pol und Äquator entspricht, während die Auftürmung der Gebirge zu Höhen von mehreren Kilometern und die entsprechende Versenkung sialischer Massen in große Tiefen eine bedeutende Arbeit gegen die Schwerkraft darstellt, für welche die Polfluchtkraft nicht reicht. Diese würde nur Berge von 10 bis 20 m Höhe schaffen können.

     Fast gleichzeitig mit Epstein hat auch W. D. Lambert [202] die Polfluchtkraft mathematisch abgeleitet, im wesentlichen mit dem gleichen Ergebnis wie Epstein. Er findet die Kraft in 45° Breite gleich einem Dreimillionstel der Schwere. Da die Kraft in dieser Breite ihren größten Betrag erreicht, so muß sie auf einen länglichen, schräg liegenden Kontinent auch drehend wirken, und zwar wird sie zwischen dem Äquator und 45° Breite bestrebt sein, seine Längsachse in die Ostwestrichtung zu bringen, zwischen 45° und dem Pol dagegen in die Meridianrichtung. „Alles dies ist natürlich ganz spekulativ; es basiert auf der Hypothese von schwimmenden Kontinentalschollen und auf der Annahme eines tragenden Magmas, welches natürlich eine zähe Flüssigkeit sein wird, aber zäh im Sinne der klassischen Zähigkeitstheorie. Nach der klassischen Theorie wird eine Flüssigkeit, gleichviel wie zäh sie sei, ausweichen vor einer Kraft, gleichviel wie klein sie sei, sofern letzterer nur genügend Zeit gegeben ist, zu wirken. Die Eigentümlichkeiten des irdischen Gravitationsfeldes liefern uns sehr kleine Kräfte, wie wir gesehen haben, und die Geologen werden uns zweifellos gestatten, äonenlange Zeiten für die Wirkung dieser Kräfte anzunehmen, aber die Zähigkeit der Flüssigkeit kann von anderer Art sein, als die klassische Theorie fordert, so daß die wirkenden Kräfte erst einen gewissen Grenzbetrag überschreiten müssen, bevor die Flüssigkeit vor ihnen ausweicht, gleichgültig, wie lange die kleine fragliche Kraft wirken möge. Die Frage der Zähigkeit ist eine recht verwickelte, denn die klassische Theorie gibt für manche Beobachtungstatsachen keine angemessene Erklärung, und unsere gegenwärtigen Kenntnisse gestatten es uns nicht, sehr dogmatisch zu sein. Die Polfluchtkraft ist vorhanden, aber ob sie in geologischen Zeiten einen nennenswerten Einfluß auf die Position und Konfiguration unserer Kontinente gehabt hat, diese Frage müssen die Geologen entscheiden.“

     Weiter hat auch Schweydar [40] die Polfluchtkraft berechnet. Er erhält für die Breite von 45° etwa 1/2000 cm/sec, d. h. die Kraft beträgt etwa den zweimillionsten Teil des Gewichts der Schollen. „Ob diese Kraft zu einer Verschiebung ausreicht, ist nicht leicht zu entscheiden. Jedenfalls würde sie nicht eine Westwanderung erklären, da die Geschwindigkeit zu gering ist, um durch die Erdrotation eine merkliche westliche Ablenkung hervorzurufen.“

     An Epsteins Rechnung setzt Schweydar aus, daß die angenommene Verschiebungsgeschwindigkeit von 33 m pro Jahr zu groß sei, und daß die hieraus abgeleitete Zähigkeit des Simas erheblich zu klein sei. Aber wenn man die Geschwindigkeit kleiner nimmt, so bekommt man die geforderte größere Zähigkeit: „Nimmt man für den Zähigkeitskoeffizienten die Ordnung $10^{19}$ (statt wie Epstein $10^{16}$) an und macht die Voraussetzung, daß die von Epstein benutzte Formel hier anwendbar ist, so erhält man für die Geschwindigkeit einer Scholle in 45° Breite etwa 20 cm pro Jahr. Immerhin muß es als möglich bezeichnet werden, daß die Kontinente unter der Einwirkung der Polfluchtkraft eine nach dem Äquator gerichtete Verschiebung erleiden.“

     Endlich haben Wavre [204] und Berner [203] eine neue Berechnung der Polfluchtkraft ausgeführt, die wohl die genaueste ist. Sie erhalten als Maximalwert der Polfluchtkraft, gültig für 45° Breite, 1/800000 des Gewichts der Schollen. „Das Verhältnis der verschiebenden Kraft zum Gewicht des Kontinents ist also außerordentlich klein; sie ist nicht imstande, Gebirge zu erzeugen, und erzeugt solche auch gegenwärtig nicht am Äquator.“

     „Aber die Dinge liegen anders, wenn sich zu diesem statischen Effekt ein dynamischer addiert.“

     „Der Widerstand des Simas hindert die Kontinente nicht, sich zu bewegen; und in dem Falle, wo zwei Kontinente sich am Äquator oder in anderen Breiten begegnen, müßte die lebendige Kraft, die ein jeder von ihnen einbüßt, in der einen oder anderen Form zurückgewonnen werden.“

     Wie es scheint, ist Kreichgauer der erste Entdecker der Polfluchtkraft. In der zweiten Auflage seines Buches „Die Äquatorfrage in der Geologie“ [5] hat er nämlich auf S. 41 eine schon von ihm im Jahre 1900 an anderer Stelle veröffentlichte Überlegung eingeschaltet, welche die Polfluchtkraft ergibt. In der ersten Auflage fehlt diese Ausführung.

     Ferner möchte ich erwähnen, daß auch M. Möller [205] im Jahre 1922 eine von ihm schon 1920 gefundene Ableitung der Polfluchtkraft veröffentlicht hat.

     Wahrscheinlich läßt sich diese Literaturübersicht noch vermehren; ich habe nur angeführt, was mir zufällig zur Kenntnis gekommen ist.

     Nehmen wir also mit Wavre und Berner an, daß die Polfluchtkraft etwa 1/800000 des Gewichts der Kontinentalschollen beträgt, so ist immerhin zu beachten, daß dies etwa 15 mal so viel wie die horizontalen Flutkräfte ausmacht;

Abb. 45.

Lelys Versuch zur Erläuterung der Polfluchtkraft.

und während letztere ihre Richtung fortwährend ändern, wirkt die Polfluchtkraft Jahrtausend auf Jahrtausend in unveränderter Richtung und Stärke weiter. Dies ist es, was sie befähigt, die stählerne Zähigkeit des Erdkörpers im Laufe geologischer Zeiten zu überwinden.

     Lely hat vor kurzem einen interessanten Versuch zur Demonstration der Polfluchtkraft gemacht [206]. Ich habe ihn gemeinsam mit J. Letzmann wiederholt, und wir fanden, daß er sich ausgezeichnet als Vorlesungsversuch eignet. Auf einen Rotationsschemel wird, recht genau zentriert, ein zylindrisches Wassergefäß gebracht, dessen Spiegel, wenn das Wasser gleichmäßig mitrotiert, eine paraboloidische Krümmung zeigt (Abb. 45 a). Nun wird ein Schwimmkörper auf diese Wasseroberfläche gesetzt, der aus einem flachen Kork mit in der Mitte eingestecktem Nagel besteht (Abb. 45 b). Der Nagel muß möglichst lang sein, doch soll der Kork mit nach oben gerichtetem Nagel, ohne umzufallen, noch schwimmen können. Dieser Schwimmkörper wird nun zuerst mit dem Nagel nach oben und dann mit dem Nagel nach unten auf die Oberfläche des rotierenden Wassers gesetzt. Weist der Nagel nach oben, so sieht man den Schwimmer bald zur Mitte wandern; dagegen wandert er zum Rande, wenn der Nagel nach unten gerichtet ist. Wenn man den Schwimmer mehrmals nacheinander in umgedrehter Stellung auf das Wasser setzt, wobei er jedesmal seine Bewegungsrichtung ändert, so wirkt der Versuch sehr überzeugend.

     Die grundsätzliche Erklärung dieses Versuchs ist sehr einfach, wenn man sich vergegenwärtigt, daß der Schwerpunkt des Schwimmers nicht mit dem Schwerpunkt des von ihm verdrängten Wassers zusammenfällt, sondern bei aufrechtem Nagel oberhalb, bei abwärts gerichtetem unterhalb desselben liegt. Im Wasser herrscht, wie seine gekrümmte Oberfläche zeigt, ein radiales Druckgefälle, das durch die Zentrifugalkraft gerade kompensiert wird. Würde der Schwerpunkt des Schwimmers gerade mit dem des verdrängten Wassers zusammenfallen, so träte keine verschiebende Kraft auf, da sich dann auch für den Schwimmer der Druckunterschied auf der äußeren und inneren Seitenfläche gerade mit der Zentrifugalkraft kompensieren würde. Liegt sein Schwerpunkt aber, bei aufrechtem Nagel, nach oben und zwar senkrecht zum Wasserspiegel verschoben, so wird er dadurch zugleich der Achse genähert, die Zentrifugalkraft wird kleiner, und der Überschuß des Druckgradienten treibt den Schwimmer zur Mitte. Umgekehrt muß der Schwimmer bei abwärts gerichtetem Nagel zum Rande wandern, weil sein Schwerpunkt weiter von der Achse entfernt ist als der des verdrängten Wassers und jetzt also die Zentrifugalkraft über den Druckgradienten überwiegt.

     Auf den ersten Blick scheint dieser Versuch gerade das Gegenteil der Polfluchtkraft zu liefern, weil die Kontinente mit ihrem höher gelegenen Schwerpunkt dem Schwimmer mit aufrechtem Nagel entsprechen. Man sieht aber leicht, daß diese Umkehrung des Effektes lediglich eine Folge der entgegengesetzten Krümmung der Flüssigkeitsoberfläche ist. Der Schwerpunkt der Kontinente liegt eben infolge der konvexen Krümmung der Erdoberfläche weiter von der Achse entfernt als der des verdrängten Simas, während im Versuch sein Achsenabstand verringert ist.

     Wie aus dem Vorangehenden ersichtlich, ist die Polfluchtkraft ausreichend, um die Kontinentalschollen im Sima zu verschieben, doch nicht ausreichend, um die großen Faltengebirge zu erzeugen, die wir gerade in Verbindung mit der Polflucht der Kontinente entstehen sehen. Allerdings hat Berner mit Recht darauf hingewiesen, daß dies zunächst nur zutrifft, solange man den statischen Druck betrachtet, der durch eine nicht in Bewegung befindliche Kontinentalscholle vermöge der Polfluchtkraft in horizontaler Richtung ausgeübt wird. Anders liegen die Dinge, wenn wir z. B. annehmen, daß ein großer Kontinent sich vermöge der Polfluchtkraft, die dabei die Zähigkeit der Unterlage zu überwinden hat, mit gleichförmiger Geschwindigkeit äquatorwärts verschiebt und erst im Laufe dieser Bewegung auf ein Hindernis stößt, das ihn bremst. Dabei muß auch noch die Bewegung der Scholle zur Ruhe kommen, also ihre Bewegungsenergie (lebendige Kraft) vernichtet werden. Freilich darf man diese Wirkung nicht überschätzen. Die Bewegungsenergie ist 1/2 Masse mal dem Quadrat der Geschwindigkeit. Nun ist zwar die in Bewegung befindliche Masse sehr groß, allein die Geschwindigkeit, die quadratisch eingeht, ist sehr klein, so daß in der Regel auch auf diese Weise wohl die Gebirgsbildung nicht zu erklären ist, und es wohl dabei bleiben muß, daß die normale Polfluchtkraft hierfür nicht zur Erklärung ausreicht.

     Seltsamerweise scheinen einige Geophysiker diesen Umstand als einen Einwand gegen die Verschiebungstheorie zu betrachten, was doch unlogisch ist. Denn an der Existenz der Faltengebirge kann ja nicht gezweifelt werden. Erfordern sie eine größere Kraft als die Polfluchtkraft, so ist also ihre Existenz ein Beweis dafür, daß im Laufe der Erdgeschichte, mindestens von Zeit zu Zeit, Verschiebungskräfte aufgetreten sind, die noch wesentlich größer waren als die Polfluchtkraft. Wenn aber diese schon ausreicht, um Verschiebungen der Kontinentalschollen zu bewirken, so müssen jene unbekannten gebirgsbildenden Kräfte doch um so mehr dazu imstande gewesen sein!

     Weit kürzer können wir uns fassen bei der Besprechung der Kräfte, die für die Westwanderung der Kontinente in Betracht kommen. Verschiedene Autoren, wie E. H. L. Schwarz, Wettstein u. a., haben für eine Drehung der ganzen Erdkruste über den Kern nach Westen die Reibung der Gezeitenwelle in Anspruch genommen, welche durch die Sonnen- und Mondanziehung im festen Erdkörper erzeugt wird. Auch beim Monde wird ja vielfach angenommen, daß er früher eine schnellere Rotation besessen habe, aber durch die von der Erde erzeugte Gezeitenreibung gebremst sei. Es ist auch leicht einzusehen, daß diese Bremsung eines Weltkörpers durch Gezeitenreibung vornehmlich seine obersten Schichten betreffen und zu einem langsamen Gleiten der ganzen Kruste oder auch der einzelnen Kontinentalschollen führen muß. Es ist nur die Frage, ob derartige Gezeiten überhaupt existieren. Die Gezeitendeformation des festen Erdkörpers, die mit dem Horizontalpendel nachweisbar ist, ist nach Schweydar anderer, nämlich elastischer Art und kann also nicht unmittelbar zur Erklärung herangezogen werden. W. D. Lambert [221] meint aber: „Trotzdem können wir nicht glauben, daß die freie Schwingung völlig unbeeinflußt vom Reibungswiderstand bleibt, obwohl sich dieser in den Beobachtungen nicht mit Sicherheit nachweisen läßt.“ Es ist in der Tat ganz fraglos, daß wir die Erde nicht als vollkommen elastisch gegenüber den Flutkräften betrachten können. Es müssen also neben den elastischen, meßbaren Gezeiten auch fließende Gezeiten vorhanden sein, die zwar unmeßbar klein sind, weil die Periode der Gezeiten gegenüber der Zähigkeit des Magmas zu kurz ist, deren Flutreibungswirkung aber im Laufe geologischer Zeiten sich aufsummiert und schließlich beträchtliche Verschiebungen der Erdkruste bewirken kann. Meines Erachtens kann man jedenfalls diese Frage noch nicht damit als erledigt betrachten, daß die elastische Natur der meßbaren täglichen Gezeiten in der festen Erde nachgewiesen ist.      Auf einem anderen Wege, der aber auch auf die Anziehung von Sonne und Mond hinausläuft, nämlich auf Grund der Präzessionstheorie der Erdachse, kommt Schweydar auf eine Kraft, welche eine Westwanderung der Kontinente bewirken kann [40]: „Die Theorie der Präzession der Rotationsachse der Erde unter dem Einfluß der Anziehung von Sonne und Mond ist unter der Voraussetzung bekannt, daß die einzelnen Teile der Erde keine größere Verschiebung gegeneinander ausführen können. Die Berechnung der Bewegung der Erdachse im Raume wird schwieriger, wenn man die Verschiebung der Kontinente zuläßt. In diesem Falle muß man unterscheiden zwischen der Rotationsachse des Kontinents und der ganzen Erde. Ich habe berechnet, daß die Präzession der Umdrehungsachse eines Kontinents, der zwischen den Breitengraden — 30 und + 40° und den Meridianen 0 und 40° westlicher Länge liegt, etwa 220mal größer als die der Achse der gesamten Erde ist. Der Kontinent hat das Bestreben, um eine Achse zu rotieren, die von der allgemeinen Rotationsachse abweicht. Hierdurch entstehen Kräfte, die nicht nur in meridionaler Richtung, sondern auch in westlicher Richtung wirken und den Kontinent zu verschieben suchen; die meridionale Kraft wechselt im Laufe des Tages ihre Richtung und kommt bei unserem Problem nicht in Frage. Diese Kräfte sind bedeutend größer als die Polfluchtkraft. Die Kraft ist am stärksten am Äquator, sie ist Null auf den Breitenkreisen ± 36°. Eine genauere Beschreibung des Problems hoffe ich später geben zu können. Hierdurch wäre auch eine westliche Verschiebung der Kontinente möglich.“ — Wenn es sich auch hier nur um eine vorläufige Mitteilung handelt (die angekündigte endgültige ist leider noch immer nicht erschienen), so scheint es doch sehr wahrscheinlich zu sein, daß die am deutlichsten erkennbare allgemeine Bewegung der Kontinente, ihre Westwanderung, sich aus den Anziehungswirkungen der Sonne und des Mondes auf die zähflüssige Erde erklären läßt.

     Schweydar ist aber der Ansicht, daß auch die aus den Schweremessungen zu schließenden Abweichungen der Erdfigur vom Rotationsellipsoid Anlaß zu Fließbewegungen im Sima und damit auch zu Kontinentverschiebungen geben können: „Man kann aber auch eine Strömung des Simas, wenigstens in früheren Epochen, vermuten. Helmert hat in seiner letzten Arbeit aus der Schwerkraftverteilung auf der Erdoberfläche gefolgert, daß die Erde ein dreiachsiges Ellipsoid ist; der Äquator bildet eine Ellipse. Die Differenz der Achsen dieser Ellipse beträgt nur 230 m; die große Achse schneidet die Erdoberfläche in 17° westl. Länge (Atlantischer Ozean), die kleine Achse in 73° östl. Länge (Indischer Ozean). Nach den Theorien von Laplace und Clairaut, über die wir in der Geodäsie nicht hinausgekommen sind, wird die Erde wie eine Flüssigkeit gebaut betrachtet, d. h. der Druck in der festen Erde (abgesehen von der Erdrinde) wird von der Natur des hydrostatischen Druckes angenommen. Von diesem Gesichtspunkt aus ist das Helmertsche Ergebnis unverständlich. Die hydrostatisch gebaute Erde kann bei ihrer Abplattung und Rotationsgeschwindigkeit kein dreiachsiges Ellipsoid sein. Man könnte nun annehmen, daß die Abweichung von einem Rotationsellipsoid durch die Kontinente hervorgerufen wird. Dies ist aber nicht der Fall. Ich habe die Rechnung unter der Voraussetzung, daß die Kontinente schwimmend gelagert sind und die oben angeführte Dicke [200 km; Dichtedifferenz zwischen Sial und Sima 0,034 (Wasser = 1)] haben, durchgeführt und gefunden, daß die Verteilung der Kontinente und Meere eine Abweichung der mathematischen Erdgestalt von einem Rotationsellipsoid hervorruft, die bedeutend kleiner ist als die von Helmert gefundene. Außerdem liegen die Achsen der äquatorialen Ellipse völlig anders als bei Helmert; die große Achse fällt in den Indischen Ozean. Es müssen also größere Teile der Erde Abweichungen von dem hydrostatischen Bau haben.“

     „Nach meiner Rechnung kann das Helmertsche Ergebnis erklärt werden, wenn eine 200 km dicke Simaschicht unter dem Atlantischen Ozean um 0,01 dichter ist als unter dem Indischen Ozean. Ein solcher Zustand kann sich auf die Dauer nicht halten, und das Sima wird das Bestreben haben, zu strömen, um den Gleichgewichtszustand des Rotationsellipsoids herzustellen. Bei dem geringen Dichteunterschied wird wohl kaum eine Strömung möglich sein, aber die Elliptizität des Äquators und die Dichteunterschiede im Sima und somit die Strömung können in früheren Epochen bedeutender gewesen sein.“

     Es ist ohne weiteres klar, daß die aus Helmerts Ergebnis abzuleitenden Kräfte dazu dienen können, die Öffnung des Atlantischen Ozeans verständlich zu machen, da gerade hier die Erde aufgewölbt erscheint und die Massen bestrebt sein werden, nach beiden Seiten auseinanderzufließen^[1].

     Es sei aber hier noch eine Überlegung angeführt, die man vielleicht als Weiterführung des bisherigen Gedankenganges betrachten darf. Solche Aufwölbungen der Erdoberfläche über ihre Gleichgewichtslage hinaus brauchen natürlich nicht nur auf den Äquator beschränkt zu sein, sondern können an jeder Stelle der Erde auftreten. Es war früher bei Besprechung der Transgressionen und ihres Zusammenhangs mit den Polwanderungen (in Kap. 8) gezeigt worden, daß wir vor dem wandernden Pol eine zu hohe, hinter ihm eine zu tiefe Lage der Erdoberfläche zu erwarten haben, und daß die geologischen Tatsachen das Vorhandensein dieser Abweichungen zu bestätigen scheinen. Auch hier handelt es sich um ähnliche Beträge, wie sie Helmert für den Überschuß der großen über die kleine Äquatorialachse gefunden hat, oder vielleicht um den doppelten Betrag. Bei schnelleren Polwanderungen scheint jedenfalls die Erdoberfläche vor dem Pol einige hundert Meter über, hinter ihm einige hundert Meter unter ihrer Gleichgewichtslage zu liegen. Das größte Gefalle (Größenordnung 1 km pro Erdquadrant) würde im Meridian der Polverschiebung an dessen Schnittpunkt mit dem Äquator herrschen, ein fast ebenso großes auch an den beiden Polen. Hierdurch werden Kräfte frei, welche die Massen von den zu hohen nach den zu tiefen Gebieten hinziehen, und diese Kräfte sind ein Vielfaches der normalen Polfluchtkraft, die bei Kontinentalschollen ja nur einem Gefalle von 10 bis 20 m pro Erdquadrant entspricht. Diese Kräfte greifen nicht, wie die Polfluchtkraft, nur an den Kontinentalschollen, sondern auch an dem darunterliegenden Sima an, welches flüssiger ist und vielleicht den Ausgleich unter der starreren Kruste hinweg vollzieht. Allein solange das Gefalle besteht — und die Trans- und Regressionen scheinen von seiner Existenz Zeugnis abzulegen —, muß auch auf die Kontinentalschollen diese Kraft wirken, und sie muß daher auch Verschiebungen und Faltungen derselben bewirken können, wenn auch diese Bewegungen möglicherweise geringer sind als die entsprechenden Bewegungen des flüssigeren Materials unter ihnen. Ich möchte glauben, daß wir in dieser Deformation der Erdfigur durch Polwanderungen eine Kraftquelle haben, die völlig ausreicht, um die Faltungsarbeit zu leisten.

     Besonders wahrscheinlich wird diese Deutung durch den schon oben erwähnten Umstand, daß die beiden größten hier in Betracht kommenden Faltensysteme, nämlich die äquatorialen Faltungen des Karbons und des Tertiärs, gerade in solchen Zeiten entstanden sind, in denen wir aus anderen Gründen besonders schnelle und ausgiebige Polwanderungen annehmen müssen.

     Neuerdings wird von mehreren Autoren, wie Schwinner [69] und besonders Kirsch [70], Gebrauch gemacht von der Vorstellung von Konvektionsströmungen im Sima. Im Anschluß an Jolys Ansicht, daß unter den Kontinentalschollen infolge ihres großen Radiumgehalts eine Erwärmung des Simas, im ozeanischen Bereich eine Abkühlung eintritt, wird von dem letzteren Autor eine Zirkulation des Simas unter der Kruste angenommen: Es steigt unterhalb der Kontinente bis zu deren Untergrenze auf, fließt dann unter ihnen zum ozeanischen Gebiet ab, um hier abzusinken und in größerer Tiefe wieder zum Kontinent zurückzukehren. Dabei soll es durch Reibung bestrebt sein, die Kontinentaldecke zu zerreißen und die Bruchstücke auseinanderzutreiben. Wir erwähnten schon früher, daß die relativ große Leichtflüssigkeit des Simas, die hier vorausgesetzt wird, von der Mehrzahl der Autoren bisher für unwahrscheinlich gehalten wird. Bei der Betrachtung der Erdoberfläche läßt sich aber nicht verkennen, daß die Aufspaltung von Gondwanaland und auch die der ehemaligen nordamerikanisch-europäisch-asiatischen Kontinentalscholle sich als Wirkung einer solchen Zirkulation des Simas auffassen läßt. Auch bietet diese anscheinend eine gute Erklärung für die Öffnung des Atlantischen Ozeans. Sie kann also nicht aus dem Grunde abgelehnt werden, weil die Erscheinungen der Erdoberfläche ihr widersprächen. Wenn sich die theoretische Grundlage dieser Vorstellungen als tragfähig erweist, was sich gegenwärtig noch nicht überblicken läßt, so werden sie jedenfalls als mitwirkend bei der Gestaltung der Erdoberfläche in Betracht kommen.

     Unsere Ausführungen werden dem Leser gezeigt haben, daß die Frage nach den Kräften, welche die Kontinentverschiebungen verursacht haben und verursachen, mit Ausnahme der bereits gut untersuchten Polfluchtkraft noch völlig in den Anfängen steckt.

     Das eine darf aber als sicher angenommen werden: Die Kräfte, welche die Kontinente verschieben, sind dieselben, welche die großen Faltengebirge erzeugen. Kontinentverschiebungen, Spaltung und Zusammenschub, Erdbeben, Vulkanismus, Transgressionswechsel und Polwanderungen stehen untereinander zweifellos in einem großartigen ursächlichen Zusammenhang. Das zeigt schon ihre gemeinsame Steigerung in gewissen Perioden der Erdgeschichte. Was aber Ursache und was Wirkung ist, muß erst die Zukunft enthüllen.

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1. Es sei aber darauf hingewiesen, daß neuerdings Zweifel daran laut geworden sind, daß die Erde wirklich ein dreiachsiges Ellipsoid ist. Heiskanen fand nämlich, daß dies Ergebnis nur durch ungünstige Kombination der Schweremessungen vorgetäuscht wird [219].

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