Aus menschlicher Sicht stehen Berge stoisch und still da, massive Symbole stiller Ausdauer und Unverrückbarkeit.
Aber neue Forschungsergebnisse zeigen, dass sich Berge tatsächlich ständig bewegen und sanft von den seismischen Rhythmen schwanken, die durch die Erde strömen, auf der sie ruhen.
Eine kürzlich in der Zeitschrift Earth and Planetary Science Letters veröffentlichte Studie berichtet, dass das Matterhorn, einer der berühmtesten Berge der Erde, ständig etwa alle zwei Sekunden vibriert, weil die seismische Umgebungsenergie von Erdbeben und Meereswellen auf der ganzen Welt stammt .
"Es ist eine Art wahres Lied des Berges", sagt Jeffrey Moore , Geologe an der University of Utah und leitender Autor der Studie. „Es summt nur mit dieser Energie, und es ist eine sehr niedrige Frequenz; wir können es nicht fühlen, wir können es nicht hören. Es ist ein Ton der Erde.“
Aufnahme des „Liedes vom Berg“
Jedes Objekt „will“ abhängig von seiner Form und seiner Beschaffenheit mit bestimmten Frequenzen schwingen (eine Eigenschaft, die als Resonanz bekannt ist ). Bekannte Beispiele sind Stimmgabeln und Weingläser; Wenn Energie einer Resonanzfrequenz auf das Objekt trifft, schüttelt es stärker. Moore und seine Kollegen stellten die Hypothese auf, dass Berge – wie hohe Gebäude, Brücken und andere große Strukturen – aufgrund ihrer topografischen Form auch in vorhersagbaren Resonanzen vibrieren.
Aber anders als in der Welt des Bauwesens, wo man testen kann, welche Frequenzen resonant sind, indem man große Shaker auf die Struktur stellt oder darauf wartet, dass Fahrzeuge darüber fahren, wäre es unpraktisch, etwas so Großes wie einen Berg anzuregen.
Stattdessen versuchten Moore und sein internationales Team von Mitarbeitern, die Auswirkungen der seismischen Umgebungsaktivität auf einen der vielleicht extremsten Berge zu messen: das Matterhorn.
Das pyramidenförmige Matterhorn liegt an der Grenze zwischen Italien und der Schweiz in den Alpen und ist der meistfotografierte Berg der Welt . Es ragt fast 4.500 Meter in die Höhe und seine vier Seiten sind in die Himmelsrichtungen gerichtet.
Forscher flogen mit dem Helikopter auf das Matterhorn, um auf dem Gipfel ein solarbetriebenes Seismometer von etwa der Größe einer „großen Tasse Kaffee“ aufzustellen. Ein weiterer wurde unter den Dielen einer Hütte einige hundert Meter unterhalb des Gipfels platziert, und ein dritter wurde als Referenz am Fuß des Berges platziert, sagt Samuel Weber , Forscher am WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung in der Schweiz und der Hauptautor der Studie.
Die Seismometer zeichneten kontinuierlich Bewegungen auf und ermöglichten es dem Team, die Frequenz und Richtung der Resonanz zu extrahieren.
Die Bewegungen sind klein, in der Größenordnung von Nanometern an der Basislinie bis hin zu Millimetern während eines Erdbebens, sagt Moore. „Aber es ist sehr real. Es passiert immer.“
Die Messungen zeigten, dass das Matterhorn konstant in Nord-Süd-Richtung mit einer Frequenz von 0,42 Hertz schwingt, also etwas weniger als alle zwei Sekunden, und in Ost-West-Richtung mit einer ähnlichen Frequenz.
Beim Vergleich der Bewegung auf dem Gipfel des Berges mit Messungen des Referenzseismometers an seiner Basis stellten die Forscher fest, dass sich der Gipfel viel stärker bewegte als die Basis.
„Es war ziemlich überraschend, dass wir auf dem Gipfel Bewegungen gemessen haben, die bis zu 14-mal stärker waren als neben dem Berg“, sagt Weber.
Die Forscher führten auch Messungen am Grossen Mythen durch, einem ähnlich geformten (wenn auch kleineren) Schweizer Berg, und fanden eine ähnliche Resonanz.
„Ich denke einfach, dass es eine clevere Kombination von Entscheidungen ist, in Bezug auf den Ort, der so ikonisch ist, und die sorgfältige Platzierung der Instrumente“, sagt David Wald , ein Seismologe des US Geological Survey, der nicht an der Studie beteiligt war. Die Wahl eines glatten Berges wie des Matterhorns beseitigte auch die durch Boden und Sediment verursachten Probleme, die der Bewegungsmessung eine weitere Ebene der Komplexität hinzugefügt hätten.
Was die Berge zum Summen bringt
Die Grundschwingungen von Bergen wie dem Matterhorn werden durch das Summen seismischer Energie verursacht.
„Vieles davon stammt von Erdbeben, die auf der ganzen Welt erschüttert werden, und sehr weit entfernte Erdbeben können Energie und niedrige Frequenzen ausbreiten“, sagt Moore. "Sie klingeln einfach ständig auf der ganzen Welt."
Aber die Daten wiesen auch auf eine andere, unerwartete Quelle hin: die Ozeane.
Meereswellen, die sich über den Meeresboden bewegen, erzeugen einen kontinuierlichen Hintergrund seismischer Schwingungen, die als Mikroseismik bekannt sind und auf der ganzen Welt gemessen werden können, sagt Moore. Interessanterweise hatte das Mikroseism eine ähnliche Frequenz wie die Resonanz des Matterhorns.
„Das Interessante war also, dass es … eine Verbindung zwischen den Weltmeeren und der Erregung dieses Berges gibt“, sagt Moore.
Die Forschung hat praktische Anwendungen, um zu verstehen, wie Erdbeben steile Berge beeinflussen können, wo Erdrutsche und Lawinen eine ständige Sorge sind.
Aber es erweckt auch eine neue Art, das Matterhorn und alle anderen Berge zu schätzen, die sich auf ihre eigene Weise zu einer tief unter der Erde verborgenen Musik wiegen.
„Sie kommen zu einer dieser Landschaftsformen mit der Idee, dass Sie versuchen, etwas Verborgenes, etwas Neues und Unbekanntes daran einzufangen“, sagt Moore. „Es macht wirklich viel Spaß, weil man sich ruhig aufsetzt und anders über den Berg nachdenkt.“
Richard Sima ist Wissenschaftsautor und lebt in Baltimore, Maryland. Er hat einen Ph.D. in Neurowissenschaften von der Johns Hopkins University und einen Bachelor-Abschluss in Neurobiologie vom Harvard College.
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