Vom Mittelsee zum Mittelmeer

10.12.2009

Vor fünfeinhalb Millionen Jahren war das heutige Mittelmeer zum größten Teil Wüste, zum kleinen Teil ein Salzsee – bis der Atlantik mit katastrophaler Wucht wieder seine Wassermassen in das Becken schickte

Zum Ende des Pliozän, das ist nun sechs Milliarden Jahre her, vollzog sich ein Vorgang, der aus dem Mittelmeer für lange Zeit einen Mittelsee machen sollte: Die Straße von Gibraltar schloss sich, weil die iberische Halbinsel und ihr afrikanisches Gegenüber Zug um Zug auf Mittelgebirgs-Dimensionen wuchsen. Forscher nennen diese Zeit die Messinische Salinitätskrise – nach der Stadt Messina, bei der erste Ablagerungen gefunden wurden, die auf diesen Vorgang hinwiesen.

Das ehemalige Mittelmeer muss man sich danach auf absehbare Zeit als trockenes, wüstenartiges Becken vorstellen. Die Mündung des Nil lag zu dieser Zeit 2500 Meter unter dem heutigen Meeresspiegel, die der Rhone etwa 1000 Meter. Was sich fünf Millionen Jahre später als Inselchen über dem Meer erhebt, war damals ein riesiger Berg mit alpiner Pflanzenwelt – Reste davon sind noch immer auf Korsika und Sardinien zu beobachten. Die Wüste wurde nur durch Salzseen unterbrochen, deren Ablagerungen Wissenschaftler erst auf die Spur der Krise gebracht haben. Immerhin erleichterten diese Verhältnisse die Migration von Afrika nach Europa und umgekehrt – Bootsflüchtlinge gab es damals noch nicht.

Rekonstruktion der Bucht von Gibraltar und des beinahe ausgetrockneten westlichen Mittelmeers zur Zeit der Megaflut vor 5,33 Millionen Jahren. Bild: Roger Pibernat

Aber wie hat sich das Mittelmeer-Becken wieder gefüllt? Dass erneut tektonische Aktivitäten rund um die heutige Straße von Gibraltar dafür verantwortlich sein müssen, darüber ist sich die Wissenschaft weitgehend einig. Aber wie hätte ein Beobachter den Prozess gesehen? Hätte er alle paar Jahre kommen müssen, um die Veränderungen überhaupt zu bemerken – oder staunte er, wie der chinesisch-stämmige Geologe Kenneth Hsü vermutete, über einen riesigen Wasserfall, gegen den die Niagarafälle-Fälle aussehen wie Spielzeugmodelle? Auf jeden Fall muss eine große Menge Wasser die Straße von Gibraltar herunter geflossen sein: die Mittelmeer-Ebene lag damals zwischen 1500 und 2700 Meter unter dem heutigen Meeresspiegel. Der Zufluss-Querschnitt hingegen war sehr begrenzt: Die Straße von Gibraltar ist nur zwischen knapp 300 und 900 Meter tief.

Die Antwort darauf will nun ein europäisches Forscherteam gefunden haben, das seine Erkenntnisse in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature beschreibt. Die Wissenschaftler werteten dazu seismische Messungen aus. Diese zeigen, dass es in der heutigen Straße von Gibraltar einen sehr tiefen Einschnitt gegeben haben muss, wie er für die Wirkung schnell fließenden Wassers typisch ist (man denke nur an den Grand Canyon, der ebenfalls vom Wasser geformt wurde). Aus der Form dieses Einschnitts lässt sich nun dank bekannter Vorbilder berechnen, welche Kräfte da am Schalten gewesen sein müssen.

Daraus ergibt sich, so die Forscher, dass die Neubefüllung des Mittelmeers wohl in zwei Phasen vor sich gegangen sein muss. Zunächst war der Zufluss demnach sehr flach – bei Wassertiefen von einem Meter dauert es geraume Zeit, bis sich deutliche Änderungen ergeben. Ab einem bestimmten Punkt jedoch wächst der Zuflussgraben schneller und schneller, und je flotter seine Tiefe zunimmt, desto mehr Wasser führt er, das sich noch schneller seinen Weg gräbt. In diesem ersten Abschnitt wächst die Wassermenge also exponentiell. Der Wasserstand muss sich damals um bis zu zehn Meter pro Tag erhöht haben – wer zu diesem Zeitpunkt auf dem Transfer nach Afrika oder Europa war, musste sich plötzlich sehr beeilen. Irgendwann war dann aber zunächst das westliche Becken des Mittelmeers voll. Aus dessen Überlauf füllte sich nun das östliche Becken, bis sich die Wasserstände in beiden vereinten. Was danach folgte, kennen Aquarienbesitzer: Je mehr sich die Spiegel von Becken und Wassereimer angleichen, desto langsamer fließt das Nass.

Dennoch war der gesamte Vorgang selbst im Weltmaßstab betrachtet eine riesige Katastrophe. Allein 500 Kubikkilometer Fels muss das fließende Wasser damals erodiert haben. Bis zu 100 Millionen Kubikmeter Wasser flossen pro Sekunde vom Atlantik ins Mittelmeer – oder besser: schossen, bei Wassergeschwindigkeiten von 40 Metern pro Sekunde. Zum Vergleich: aus dem Amazonas fließen pro Sekunde etwa 150.000 Kubikmeter Wasser ins Meer. Die Katastrophe muss sich damals enorm auf das Klima ausgewirkt haben – ihr Energietransfer entspricht etwa dem des Golfstroms. Der von Hsü proklamierte riesige Wasserfall dürfte jedoch nicht zu den örtlichen Attraktionen gezählt haben. Die Wissenschaftler meinen, dass eher eine mehrere Kilometer breite Rampe mit einer Steigung von einem bis vier Prozent vom Atlantik ins Mittelmeerbecken geführt haben muss.

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