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ERD-BOHRUNG Wettlauf in die Unterwelt

aus DER SPIEGEL 1/1960

An einem März-Vormittag des Jahres 1957 hatten sich im Hause des kalifornischen Wissenschaftlers Walter Munk vom Scripps-Institut für Ozeanographie in La Jolla prominente Gelehrte zu einem Sektfrühstück versammelt. Der Schaumwein beflügelte alsbald die Phantasie der Gäste, und sie übertrumpften einander mit utopischen Ideen und Projekten.

Sie erörterten beispielsweise die Möglichkeit, von der Antarktis einen Eisklotz abzusägen, nach Kalifornien zu schleppen und zwecks Bewässerung der Obstplantagen anzulanden. In Sektlaune gründeten die Professoren dann auch neue Vereine mit skurrilen Zielsetzungen, etwa einen »Verband für die Zusammenarbeit mit Besuchern aus dem Weltraum«, und verteilten untereinander die Präsidenten- und Direktoren-Posten.

Als die Gäste einige Stunden später aufbrachen, verabschiedete man sich mit der Versicherung, einen vergnügten Vormittag verbracht zu haben. Jedoch schon an den folgenden Tagen stellte sich heraus, daß eine der scherzhaften Vereinsgründungen das Sektfrühstück überdauert hatte: Die »Gesellschaft für Verschiedenes«, »Amsoc« genannt (für »American Miscellaneous Society"). Und mit einem Plan der Amsoc, der an der Sekttafel zunächst ausgelassen diskutiert worden war, beschäftigten sich die Wissenschaftler bald ernsthaft auf den einschlägigen Kongressen: mit dem Projekt nämlich, in das Innere der Erde vorzustoßen.

Der Vorschlag stammt von dem Princeton -Geologen Professor Harry Hess und dem Ozeanographen Walter Munk. Nach den Plänen der Gelehrten soll ein zehn Kilometer tiefes Loch durch die Kruste der Erde gebohrt werden, um den Wissenschaftlern endlich Aufschluß über die noch ungeklärte Frage zu geben, wie das Erdinnere beschaffen ist. »Eines der dramatischsten wissenschaftlichen Unternehmen unserer Generation«, schrieb die »New York Times«. »Die Ergebnisse werden für die Wissenschaft ebenso wichtig sein wie die des Erdsatelliten-Programms.«

Die Amsoc stattete Ihr Unternehmen mit dem Code-Namen »Mohole« aus - einer Bezeichnung, die aus den Wörtern »hole« (für »Loch") und »Moho« (für die nach dem kroatischen Geologen Mohorovicic benannte »Moho«-Grenzschicht zwischen Erdkruste und Erdmantel) zusammengesetzt ist.

Dr. Andrija Mohorovicic hatte beim Studium von Erdbebenwellen ermittelt, daß in einer Tiefe von 30 bis 50 Kilometern ein dichtes und festeres Erdmaterial beginnen muß, weil sich die Erschütterungswellen in dieser Tiefe plötzlich schneller ausbreiten. Aus zahlreichen ähnlichen Beobachtungen kamen die Geologen zu der Erkenntnis: Der Aufbau der Erde ähnelt der Struktur eines weichgekochten Hühnereies. Die dünne Erdkruste entspricht der Schale, der Erdmantel dem Eiweiß und der glutflüssige Erdkern dem flüssigen Dotter.

Aus astronomischen und geophysikalischen Beobachtungen konnten die Geologen auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Unterwelt schließen. Bei den Druck- und Temperaturverhältnissen, die innerhalb des Erdmantels herrschen, so glauben die Forscher, muß sich das Material der Tiefe in einem Aggregatzustand befinden, der auf Erden unbekannt ist. Für ihre vagen Vorstellungen von den Eigenschaften des Erdinnern vermochten die Wissenschaftler bislang noch keine sinnfällige Bezeichnung zu kreieren. Der Erdmantel ist weder fest noch flüssig, er ist vielmehr härter als Stahl, zugleich aber hat er die Eigenschaft eines zähen Breis.

Auf diesem Brei - einem Gemisch von Silikaten, Eisen und Nickel - schwimmen die Kontinente wie Eisberge auf dem Meer. Und so wie der größte Teil eines Eisbergs unter Wasser schwimmt, sind auch die Kontinental-Blöcke tief in den Brei des Erdmantels eingesenkt. Die Folge: Die Erdkruste ist unter den Kontinenten 30 bis 50 Kilometer dick, unter dem Meeresboden dagegen - zumindest stellenweise - nur etwa zehn Kilometer.

Somit erschien es den amerikanischen Mohole-Planern rationeller, von einer schwimmenden Bohrstation aus die Erdkruste unter dem Atlantik oder dem Pazifik zu durchstoßen. Kaum war der verwegene Plan veröffentlicht, da erfuhr der technische Leiter der Bohr-Aktion, Amsoc -Mitglied Williard Bascom, von russischen Kollegen, daß auch die sowjetische Akademie der Wissenschaften sich seit einiger Zeit mit der Absicht trägt den Erdmantel anzustechen. »Es wird zu einem Wettlauf in die Tiefe kommen«, prophezeite Bascom.

Im Mai dieses Jahres begaben sich die amerikanischen Ozeanographen auf vier Forschungsschiffen in See, um einen günstigen Schauplatz für den abenteuerlichen Durchbruch in die Tiefe zu vermessen. Die Wissenschaftler schwanken noch, ob sie den diamantengespickten Bohrmeißel vor der pazifischen Küste Mexikos zwischen den Clipperton- und Guadelupe-Inseln ansetzen sollen oder in einer atlantischen Meereszone nördlich der Antillen -Insel Puerto Rico.

Vorerst haben die am Mohole -Projekt beteiligten Ingenieure aber noch etliche technische Schwierigkeiten zu überwinden. Zwar können sich die Forscher auf die Erfahrungen der Erdöltürmen stützen, die vor den Küsten der USA - von Bohrschiffen aus und mitbiegsamem Bohrgestänge - nach Öl suchen. Die Ausrüstungen der Erdölfirmen sind jedoch den Anforderungen, die das Mohole-Projekt stellt, nicht gewachsen. Amerikas größtes Bohrschiff, die »Cuss I«, arbeitet über Wassertiefen bis 150 Meter; die Mohole-Mannschaft ist aber gezwungen, die Bohrung dort anzusetzen, wo die Erdkruste am dünnsten ist: in einer Ozeantiefe von mindestens 3000 Metern.

Außerdem reicht das Bohrgestänge der »Cuss I« nur 5000 Meter tief hinab; für den Vorstoß der Mohole-Forscher müsste es jedoch 13 000 Meter lang sein. Damit die Biegsamkeit der Bohrrohre nicht übermäßig strapaziert wird, soll das Bohrschiff nach den Plänen der Wissenschaftler in einer besonders strömungsarmen Meereszone vor Anker gehen.

Bis vor etwa zwei Jahren waren derartig tiefe Bohrungen undurchführbar. Erst nachdem russische Ingenieure den sogenannten Turbinenbohrer entwickelt hatten, konnten die Amsoc-Gelehrten ihr Unterfangen mit Aussicht auf Erfolg vorantreiben.

Bei dem herkömmlichen Bohrverfahren läßt ein Motor an der Erdoberfläche die kilometerlange Bohrstange rotieren. Die Stange biegt sich durch, scheuert sich an den Wänden des Bohrlochs - und der Motor vergeudet die meiste Kraft damit, die Reibung zu überwinden. Der Kraft- und Materialverschleiß ist so beträchtlich, daß Bohrungen in größeren Tiefen unmöglich sind. Beim Turbinen-Verfahren treibt eine Turbine am Grunde des Bohrlochs den Meißel an, ohne daß sich das kilometerlange Gestänge unter dem Bohrschiff mitdreht. Kalifornische Ölfirmen haben mit diesem Turbinenbohrer in küstennahen Gewässern bereits gute Erfahrungen gesammelt.

Nach dem Zeitplan, den Bohrleiter Bascom aufgestellt hat, soll die Mohole-Bohrung im Sommer 1960 beginnen. Aber erst nach drei- bis vierjähriger Bohrzeit, schätzt Bascom, wird der Meißel den Erdmantel ritzen. Das Unternehmen kostet den amerikanischen Steuerzahler eine - gemessen an den aufwendigen Projekten, Menschen mit Raketen in den Weltraum zu schießen - geringe Summe: 40 bis 50 Millionen Mark.

Für diesen Preis hoffen Amerikas Wissenschaftler eine Fülle neuer Erkenntnisse einzuheimsen. Mit besonderer Neugier erwarten Biologen und Ozeanographen die ersten Bohrproben vom Meeresboden: Aus dem organischen Sediment, dem Tiefseeschlick, dürfte der Bohrer viele noch unbekannte Fossilien herausschürfen, an denen die Biologen Altersbestimmungen vornehmen können.

Die Forscher stehen dabei vor der Aufgabe, einen Widerspruch aufzulösen. Die Tiefsee-Schlammschicht ist, wie Messungen mit dem Echo-Lot ergaben, etwa vierhundert Meter dick, müßte aber theoretisch vielfach mächtiger sein. Nach den Vorstellungen der Biologen begann das Leben in den irdischen Meeren vor etwa zwei Milliarden Jahren, und im Laufe dieser Zeit hätten die toten, abgesunkenen Meeresorganismen schon eine dickere Schlickschicht aufbauen müssen. Die Amsoc-Bohrer wollen nun feststellen, ob die jetzt gültigen Annahmen über den zeitlichen Ursprung irdischen Lebens zu revidieren sind.

Möglicherweise wird die einst beim Sekt aufgeperlte Mohole-Idee auch dazu beitragen, eines der großen Welträtsel zu lösen. Der zehn Kilometer lange Bohrkern aus der Kruste der Erde - nach den Amsoc-Gelehrten »das fabelhafteste Geschichtsbuch aller Zeiten« - bietet nämlich den Geologen die Chance, das Alter der Erde und damit das Alter des Sonnensystems zu bestimmen. (Nach der gültigen Theorie über die Entstehung des Sonnensystems - Urheber: der Hamburger Universitätsprofessor Carl Friedrich von Weizsäcker - sind Sonne, Mond, Erde und die übrigen Planeten gleichzeitig, gewissermaßen in einem einzigen Akt, entstanden.)

Manche Wissenschaftler vermuten, daß sich die Schürfprobe aus dem tiefsten Bohrbereich, von Hochdruck und Hitze befreit, bei Zimmertemperatur und normalem Luftdruck unversehens in ein Gestein verwandelt, das dem Mineral der Mondberge ähnelt. Spekulierte Bohrleiter Bascom: »Es ist durchaus möglich, daß wir bei diesem Unternehmen, das aus einem Jux entstanden ist, etwas völlig Neues entdecken werden.«

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