Masse berechnet Deutschland wiegt 28.000.000.000.000.000 Tonnen

Die Kontinente wurden bis in den letzten Winkel vermessen: Größe, Höhe, ihr Aufbau - alles ist bekannt. Ein Maß indes blieb unberücksichtigt: das Gewicht. Für SPIEGEL ONLINE haben Forscher berechnet, was Länder und Städte auf die Waage bringen.

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Kontinente sind gewaltige Steinklötze, die großenteils von einer dünnen Schicht Erde oder Sand überzogen sind. Zusammen mit den Ozeanböden bilden sie die Erdkruste, die nach unten an den Erdmantel grenzt. Während die Steinplatten des Meeresgrundes allerdings nur wenige Kilometer tief reichen, sind die Kontinente Dutzende Kilometer dick.

Dass es Festland gibt, liegt vor allem daran, dass Ozeanböden und Kontinente aus unterschiedlichem Material aufgebaut sind. Die Ozeankruste besteht durchweg aus Basalt. Das schwere Gestein sinkt tief ein, bildet Becken, in denen sich Wasser sammelt - die Ozeane. Die Kontinente hingegen bestehen größtenteils aus vergleichsweise leichtem Granit. Sie liegen durchschnittlich 125 Meter über dem Meer. Vulkanausbrüche fügen stetig Land hinzu.

Bayern wiegt sechs Billiarden Tonnen

Aus neuen Daten über die Dicke der Erdkruste und des Gewichtes des jeweiligen Gesteins haben Experten des Geoforschungszentrums Potsdam (GFZ) nun auf Anfrage von SPIEGEL ONLINE berechnet, wie schwer einzelne Regionen sind. Deutschland wiegt demnach 28 Billiarden Tonnen - das ist eine 28 mit 15 Nullen. Nordrhein-Westfalen ist 2,8 Billiarden Tonnen schwer, das doppelt so große Bayern knapp sechs Billiarden Tonnen.

Was wie eine Spielerei wirkt, hat einen ernsten wissenschaftlichen Hintergrund. Denn die seismischen Daten geben Aufschluss über den Untergrund. Sie zeigen beispielsweise, dass sich unter den Mittelgebirgen der Boden eines Ur-Ozeans verbirgt. Er wurde vor rund 400 Millionen Jahren wie ein Keil in die Kruste getrieben, als sich der Süden des Landes gegen den Norden schob.

Die Ereignisse der geologischen Vergangenheit sorgen für beträchtliche regionale Gewichtsunterschiede. Am leichtesten sind der Südwesten und der Norden, dort ist die Kruste dünner und besteht vielerorts aus leichterem Gestein. So wiegt Berlin mit 82 Billionen Tonnen etwa die Hälfte mehr als das 57 Billionen Tonnen schwere Hamburg - obwohl sich die beiden Städte in der Fläche (891 gegenüber 755 Quadratkilometer) weit weniger stark unterscheiden. Doch die Hauptstadt ist bis zum Erdmantel 33 Kilometer dick, Hamburg hingegen nur 27 Kilometer.

Erschütterungswellen durchleuchten die Erde

Mohorovicic- Diskontinuität: Die Grafik zeigt, wie tief die Grenze der Erdkruste in unterschiedlichen Regionen liegt
Universität Basel

Mohorovicic- Diskontinuität: Die Grafik zeigt, wie tief die Grenze der Erdkruste in unterschiedlichen Regionen liegt

Die Erdkruste bildet die Umwelt aller Lebewesen, in ihr lagern sämtliche Rohstoffe. Dennoch wissen Forscher erstaunlich wenig über die äußere Hülle des Planeten. Die tiefste Bohrung hat die kontinentale Erdkruste nur zu einem Drittel durchdrungen, sie reicht gerade zwölf Kilometer tief. Wenn man bedenkt, dass die Erdkruste nur den 300. Teil des Erdvolumens bildet, kann von einem Vorstoß ins Erdinnere bislang kaum gesprochen werden.

Um Informationen über den Untergrund zu erhalten, lauschen Forscher den Erdbeben. Deren Erschütterungswellen durchlaufen den Planeten und geben Auskunft über das Erdinnere, denn sie verändern ihre Geschwindigkeit - je nachdem, welches Material sie passieren. Der Boden Deutschlands wird seit 1984 auf diese Weise systematisch durchleuchtet. "Vorher wussten wir gerade mal bis zur Graswurzel Bescheid", sagt GFZ-Forscher Onno Oncken, der Leiter des Deutschen Kontinentalen Reflexionsseismischen Programms (Dekorp).

Die Dekorp-Forscher konnten beispielsweise ermitteln, wie weit die Erdkruste unter Deutschland reicht: 20 bis 40 Kilometer tief. Der Übergang zu einem äußerst festen Gestein markiert die Grenze zum Erdmantel. Es bildet sich nur in der Tiefe und besteht großteils aus dem grünlichen Mineral Olivin. An der Erdkrustengrenze prallen viele Erdbebenwellen ab wie an einer Barriere - die nach ihrem Entdeckter benannte Mohorovicic-Diskontinuität, kurz "Moho" genannt.

Österreich pro Quadratmeter schwerer als Deutschland

Im Vergleich zu Orten in Österreich und der Schweiz aber sind deutsche Städte Leichtgewichte. Denn die Alpenländer sind wesentlich dicker: die Moho taucht unter den Bergen in bis zu 55 Kilometer Tiefe ab, da die Alpen in die Tiefe sacken und den Erdmantel hinabdrücken. Der Großteil des Gebirges befindet sich im Untergrund, ähnlich wie bei Eisbergen ragt nur ein Zipfel hervor.

Die kolossalen Berge über der Oberfläche tragen lediglich ein Fünfzigstel zum Gewicht Österreichs bei, hat Michael Behm von der Technischen Universität Wien auf Anfrage von SPIEGEL ONLINE errechnet. Das Land wiegt demnach 9,4 Billiarden Tonnen. Damit hat Österreich ein Drittel des Gewichts Deutschlands, obwohl es nur ein Viertel von dessen Fläche besitzt. Österreich gehört so zu den Ländern mit dem höchsten Gewicht pro Quadratmeter in Europa.

Die Daten der Wiener Forscher um Behm und Ewald Brückl beruhen auf einer Serie von Explosionen, die im Sommer 2002 in Bohrlöchern in den Ostalpen gezündet wurden. Die Wellen der Sprengungen durchliefen die Erdkruste, wurden an der Moho reflektiert und an der Oberfläche von Erdbebensensoren aufgezeichnet. Nach der Auswertung der Daten im Rahmen des Projektes ALP2002 gehört der Untergrund Österreichs zu den am besten erkundeten der Welt.

Bei der Auswertung der Daten erlebten Behm und seine Kollegen eine Überraschung: Sie entdeckten rund 30 Kilometer unter Südösterreich eine bislang unbekannte Erdplatte - die "Pannonische Platte". Die Mikroplatte werde wie in einem Schraubstock zwischen zwei großen Platten, der Eurasischen und der Adriatischen, eingezwängt und nach Osten herausgequetscht.

Doch die schwersten Länder liegen in anderen Weltgegenden: Dort, wo nicht nur Berge die Erdkruste örtlich verdicken, sondern die Moho über Tausende Kilometer hinweg in mehr als 40 Kilometer Tiefe liegt. Am mächtigsten ist die Erdkruste der ältesten Kontinente, die vor rund drei Milliarden Jahren entstanden sind. Im Laufe der Zeit reicherte sich dort bei Erdplatten-Kollisionen und Vulkanausbrüchen am meisten Gestein an - etwa in Kanada, Australien und Skandinavien. Verglichen mit diesen Regionen ist Mitteleuropa ein Leichtgewicht.



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