In China und auch in Madagaskar gibt es sie. Sie ziehen jährlich Tausende von Touristen an. Die Rede ist von Steinwäldern. Die bizarren Objekte sind wahre Naturphänomene. Zwar ist den Forschern bekannt, dass „steinernde Wälder“ durch Erosionen entstanden sind, der exakte Ablauf und der Mechanismus sind aber unbekannt. Doch nun konnte ein kleiner Durchbruch in der Erforschung des Aufbaus der Erde erzielt werden. Der Grund für der Naturattraktion liegt wohl – wie so oft – im Wasser.

Der Aufbau der Erde: Viele Fragen, wenig Antworten

Das, was die Wissenschaft über den Aufbau der Erde weiß, ist nur ein kleiner Teil dessen, was es noch zu erforschen gibt. Forschern der New York University ist es nun gelungen, anhand von Computersimulationen nachzuempfinden, wie die mysteriösen Naturphänomene, die Steinwälder, entstanden sein könnten.

In der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ („PNAS“) stellen die beteiligten Wissenschaftler eine These auf, nämlich dass die Steinwälder durch Wasserströmungen entstanden, die durch Erosionsprozesse selbst erzeugt wurden.

Dieser Mechanismus steckt dahinter

Die Wissenschaftler um Jinzi Mac Huang von der New York University untersuchten, wie sich Gestein verhält, welches von Wasser umströmt wird. Durch den Kohlensäureanteil im Wasser werden teilweise lösliche Gesteinsbrocken (beispielsweise bei Karstgestein) angegriffen. Diese bildete in der Simulation kleine Dellen oder Vertiefungen an einigen Stellen des untersuchten Steins. Nach einer gewissen Zeit sorgten die Wasserströmungen dafür, dass sich zackenartige „Nadeln“ bildeten, wie wir sie von den Steinwäldern kennen.

Die Forscher gingen aber noch weiter und wollten den Realitätsgehalt der Simulation überprüfen. Dafür nahmen sie eine zylindrische Bonbonmasse (hauptsächlich bestehend aus Zucker) und tauchten diese komplett in Wasser. Per Zeitraffer lässt sich auf einem Video erkennen, wie sich nach und nach in der Bonbonmasse Zacken ausbilden. Ein wahres Naturphänomen im Miniformat.

Das ist der Grund für die Ausbildung der Zacken

Der Versuch gibt Aufschlüsse zum Aufbau der Erde und wie Objekte entstehen konnten. In diesem speziellen Experiment bilden sich die Zacken, da sich der Zucker der Bonbonmasse in dem Wasser auflöst. Dadurch entsteht eine Flüssigkeit mit einer höheren Dichte als Wasser. Die Schwerkraft zieht diese Flüssigkeit dann nach unten. Durch die simulierte Wasserströmung wurde der Prozess beschleunigt, sodass die Zacken immer spitzer wurden.

Der Versuchsaufbau lässt sich auch auf die Steinwälder übertragen. Selbstverständlich laufen die Prozesse in der Natur wesentlich langsamer ab. Trotzdem vermuten Huang und sein Team, dass die Wasserströmung sowie der Kohlensäuregehalt im Wasser in Verbindung mit löslichen Gesteinsschichten die Ursache für die Ausbildung des Naturphänomens der Steinwälder sind. Es könne aber genauso gut sein, dass andere Ursachen ausschlaggebend waren; zum Beispiel Regen, wie bei Welt der Physik berichtet wird.

Weitere Erkenntnisse und Fragen zu unserer Erde

Zum Aufbau der Erde wird nicht nur an der Oberfläche geforscht. Ein Team aus Wissenschaftler hat riesige Strukturen im Erdinneren entdeckt. Viel weiter zurück in der Zeit geht die Frage: Wie ist die Erde entstanden? Weitaus aktueller ist die Gefahr durch den Klimawandel und die damit verbundene Sorge, dass es für den Menschen irgendwann zu heiß auf dem blauen Planeten wird.