Die Flut kommt schnell. Wer noch im Watt ist, bekommt gleich nasse Füße. Von den Mauern des Klosterbergs Mont Saint-Michel im Nordwesten Frankreichs beobachtet eine junge Frau das Schauspiel aus trockener Entfernung. Nennen wir sie Mia. Eben hat sie noch Wandernde vom Festland herüberlaufen sehen, in einigen Stunden kommt man nur noch über eine Brücke auf die Insel.
Foto: Die Insel Mont Saint-Michel in Frankreich. Credits: Pixabay/u_mtvhomf3gl.
Rund dreieinhalb Millionen Menschen besuchen jährlich den Mont Saint-Michel mit seiner beschaulichen Altstadt und der Abtei. Er ist eine der beliebtesten Attraktionen Frankreichs. Noch etwas macht den Berg vor der Küste der Normandie außergewöhnlich. Hier wirken die stärksten Gezeiten Europas. Am Mont Saint-Michel beträgt Unterschied zwischen Ebbe und Flut bis zu 14 Meter.
Mia weiß, dass der Mond für die Gezeiten verantwortlich ist. Als sie die Wassermassen sieht, fragt sie sich: Wie geht das genau? Und war es hier schon immer so beeindruckend? Am liebsten würde Mia eine Zeitreise durch die Erdgeschichte machen. Da aber Zeitmaschinen noch nicht erfunden sind, wird es eine Reise in Gedanken. Aber die lohnt sich, um mehr über Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft von Ebbe und Flut zu erfahren.
Der Kampf der zwei Riesen
Wichtig auf einer Reise in unbekannte Gefilde sind gute Begleiter, die sich auskennen. Der erste ist der Astronom Mohammad Farhat. Er arbeitet am IMMCE Observatoire de Paris und untersucht die Beziehung zwischen Gezeiten, Erde und Mond. „Die Erde und der Mond ziehen sich gegenseitig an. Das Wasser auf der Erde ist verformbar, das heißt, es gibt der Anziehung durch den Mond ein bisschen nach. Es wird ein Stück zum Mond hingezogen“, erklärt er.
Am Mont Saint-Michel ist wie überall auf der Welt zweimal am Tag Ebbe und zweimal am Tag Flut. Einmal, wenn Frankreich Richtung Mond zeigt und einmal, wenn es vom Mond abgewandt ist. „Durch die große Entfernung zwischen den beiden Seiten der Erde, ist die Anziehungskraft des Mondes dort unterschiedlich stark. Der Mond zieht an der Erde, an der ihm abgewandten Seite aber nicht so kräftig.“ Die Kräfte, die dabei auf unseren Planeten wirken, sind wie zwei kämpfende Riesen. Ein Riese hält die Erde fest, der andere reißt an ihr. Dieser zweite Riese ist der Mond. Es entstehen zwei Wasserberge an den Seiten der Erdkugel. Wo Flut ist, ist gerade einer dieser Berge.
Die Anziehungskraft der Sonne und der anderen Planeten unseres Sonnensystems, wie Mars oder Jupiter, bewegen das Meerwasser auch. Dadurch, dass sie weiter weg sind als der Mond, aber nur leicht.
Mit diesem Wissen kann nun losgehen in die ferne Vergangenheit der Erde.
Erster Halt: Boring Billion (vor etwa 800 Millionen Jahren)
Wie hat der Mont Saint-Michel ausgesehen, lange bevor der Atlantik entstanden ist? Die Antwort lautet „gar nicht“. Vor 800 Millionen Jahren gab es hier keinen Berg. Wenn Mia hier aussteigen würde, würde sie schnell feststellen, dass die Fluten an der Küste viel schwächer sind als heutzutage am Mont Saint-Michel. Schaute sie aufs Meer hinaus, sähe sie draußen keine Inseln oder andere Landmassen weit und breit. Sie stünde am Rand des Superkontinents Rodinia. Alle Landmassen der Erde haben sich zu einem großen Kontinent zusammengeschlossen. Die vorangegangenen eine Milliarde Jahre ist erdgeschichtlich nicht viel passiert, deswegen ist diese Zeitspanne von Fachleuten als „Boring Billion“, also „langweilige Milliarde“, benannt.
„Boring Billion“ passt, findet Mia. Das Land ist karg. Es gab noch keine Pflanzen, geschweige denn Tiere. Würde Mia nach oben zum Himmel schauen, würde sie sich vielleicht erschrecken. Obwohl es Tag ist, wirkt der Mond erstaunlich groß. Das liegt daran, dass der Mond vor 800 Millionen Jahren etwa zehn Prozent näher an der Erde war als heute. Außerdem: Damals hatte ein Tag nur ungefähr 20 anstatt 24 Stunden. Dass der Mond weg gewandert ist und die Tage länger geworden sind, liegt an den Gezeiten auf der Erde, wie Mias Reisebegleiter erzählt.
„Der Mond zieht das Meer an, während die Erde sich weiter dreht“, sagt Mohammad Farhat. Dadurch schafft es das Meer nie, sich richtig zum Mond auszurichten. Dieses ständige Hinterherhinken beeinflusst die Beziehung zwischen Erde und Mond. Die Erde verliert Energie. Der Mond bekommt diese Energie. So ein Austausch bleibt nicht ohne Folgen „Die Erde dreht sich dadurch langsamer, also werden die Tage mit der Zeit immer länger.“ Als der Mond vor viereinhalb Milliarden Jahren entstanden ist, drehte sich die Erde so schnell, dass ein Tag nur etwa sechs Stunden dauerte. Seitdem haben der Mond und die Gezeiten die Erde auf eine Umdrehung in 24 Stunden gebremst. „Gleichzeitig bewegt sich der Mond von der Erde weg.“ Das ist auch eine Folge des Energieaustausches. „Heute driftet der Mond jedes Jahr etwa vier Zentimeter von der Erde weg.“ Doch bevor Mia überlegen kann, wann der Mond einmal ganz verschwunden sein wird, geht die Reise durch die Erdgeschichte schon weiter.
Zweiter Halt: Kambrische Explosion (vor etwa 540 Millionen Jahren)
Wenn man den Vorläufer des Mont Saint-Michel vor 540 Millionen Jahren sehen will, muss man ins Meer. Ein U-Boot wäre praktisch. Das, was mal die Küste Frankreichs wird, liegt noch unter Wasser. Mia entscheidet sich gegen einen Tauchgang, denn das Meer ist zu dieser Zeit nicht mehr so ruhig aus, wie das rund um den Superkontinent Rodinia. Der Unterschied zwischen Ebbe und Flut ist inzwischen etwa acht Meter hoch.
Mia fragt sich, wie wohl der Mond aussehen würde. Etwas kleiner als vor 800 Millionen Jahren, aber größer, als sie ihn von zu Hause kennt. Würde Sie länger in der Vergangenheit verweilen, könnte Mia messen, dass ein Tag etwa 21 Stunden dauert.
Ihr Reisebegleiter meldet sich zu Wort: „Es ist verständlich zu glauben, dass die Stärke der Gezeiten vor allem mit der Entfernung zwischen Erde und Mond zusammenhängt. Ist der Mond näher an der Erde sollten die Gezeiten stärker sein, ist er weiter weg sollten sie schwächer sein.“ Versucht man so das Alter des Mondes zu berechnen, kommt man auf eineinhalb bis zwei Milliarden Jahre. Aus Untersuchungen von Mondgestein wissen wir aber, dass er rund viereinhalb Milliarden Jahre alt ist. Die Gezeiten, die den Mond zum Wegdriften bewegen, müssen also von mehr als der Entfernung abhängen.
Bei der Höhe der Gezeiten kommt es, wie bei einer Schaukel auf dem Spielplatz, auf den richtigen Rhythmus an: „Stößt du eine Schaukel zu genau dem richtigen Moment an, schaukelt sie höher. Der Moment ist, wenn sie zurück zu dir kommt. Nicht, wenn sie in der Mitte ist oder woanders, sondern gerade, wenn sie sich wieder zurückbewegt“, erklärt Mohammad Farhat. Für die Gezeiten funktioniert das auch. „Gibt es eine Überlappung zwischen dem Rhythmus der Gezeiten durch den Mond und dem Rhythmus, in dem ein Meer hin und her „schaukeln“ möchte, werden die Gezeiten immer höher.“ Das erklärt, warum der Mond nicht immer mit derselben Geschwindigkeit wegdriftet. Sondern abhängig davon, wie gut er den Rhythmus des Meeres trifft. Vor 800 Millionen Jahren waren die Gezeiten schwach, deswegen hat sich der Mond nur langsamer wegbewegt als heutzutage.
Im Wasser könnte Mia eine kleine Qualle entdecken, die an ein paar Algen vorbeischwimmt. Zugegeben, für heutige Verhältnisse nichts Besonderes, aber diese Pflanzen könnten die ersten sein, die den Sprung vom Wasser aufs Land schaffen. In der Kambrischen Explosion kam es zu einer der größten Evolutionswellen der Geschichte. Wieso diese Entwicklung gerade zu dieser Zeit stattfand, weiß man nicht so genau. Aber: Die Gezeiten sind – im Vergleich zu anderen Phasen der Erde – sehr hoch. Das führt zu Veränderungen des Klimas, Landabschnitte werden überschwemmt und eventuell Pflanzen und Tiere an Land gespült. Es könnte sein, dass die Lebewesen besonders unter Druck standen, sich an diese neuen Umstände anzupassen.
Hinten, am Horizont über dem Meer, erhebt sich eine große Landmasse. Vor 540 Millionen Jahren war der Superkontinent zerbrochen und das Land über mehrere Kontinente über den Planeten verteilt. Das sind gute Voraussetzungen für starke Gezeiten. Hier meldet sich ein zweiter Reisebegleiter zu Wort. Mattias Green ist Professor für Ozeanografie an der Bangor University in Wales und forscht zur zeitlichen Entwicklung der Gezeiten. „Bei einem Superkontinent ist das Meer zu groß für einen passenden Anstoß durch den Mond“, sagt Green. „Dadurch gab es für lange Zeit auf der Erde kaum hohe Gezeiten. Erst die Entstehung von langen, dünnen Meeresbecken, schuf die Möglichkeit für starken Anstoß.“ Bei solchen Becken passt oft der Abstand zwischen Ebbe und Flut gut, um das Wasser in Schwung zu bringen. Die besten Bedingungen für Gezeiten sind etwa 200 Millionen Jahre, bevor sich ein neuer Superkontinent bildet. Die Erde ist auf dem Weg ein neuer Superkontinent zu werden, deswegen sind die Gezeiten heutzutage erstaunlich hoch. „Vor 20 Millionen Jahren war der beste Zeitpunkt für hohe Gezeiten: Der Atlantik hatte die perfekte Größe und der Pazifik hatte fast die perfekte Größe. Wir befinden uns heute immer noch in dieser guten Phase.“ Zeit also, um mit der Gedankenreise ins Heute zurückzukehren.
Dritter Halt: Jetzt
Gerade rechtzeitig kehr Mia zurück, um einen Hochpunkt zu beobachten – für die Flut hier an diesem Tag und erdgeschichtlich: Vor etwa 20 Millionen Jahren waren die Gezeiten die höchsten seit der Entstehung des Mondes. Seitdem sind sie etwas abgeflaut, aber immer noch hoch im Vergleich zu anderen Phasen in der Geschichte der Erde. Die Länge eines Tages und die Form der Meere schaffen zufällig gute Bedingungen für starke Gezeiten. Mia hat Glück: eine Konstellation, die so hohe Gezeiten zulässt, ist erdgeschichtlich selten.
Die Erde dreht sich genau so schnell, dass der Mond den Atlantik im passenden Rhythmus anzieht und hohe Gezeiten an Frankreichs Küsten möglich sind. Trotzdem ist der Unterschied zwischen Ebbe und Flut am Mont Saint-Michel größer als in den umliegenden Regionen. Wie hoch die Gezeiten an einer einzelnen Stelle sind, hängt von der Form der Küste ab. Manche Küsten bremsen den Schwung des Meeres aus, am Mont Saint-Michel dagegen, wird das Wasser gut in die Bucht eingeleitet.
„Die Gezeiten im Atlantik sind hoch und die Küsten haben genau die richtige Form. Die höchsten Gezeiten der Welt gibt es momentan an der Bay of Fundy in Kanada“, weiß Mattias Green. „Die Küste dort sieht aus wie zwei Finger, die im Festland stecken. Sie haben momentan die perfekte Größe, für den Rhythmus des Mondes.“ So kann es sein, dass es Regionen mit höheren Gezeiten gibt, auch wenn die Form der Kontinente eigentlich für schwache spricht und umgekehrt.
Jetzt fragt sich Mia, wie lange das spannende Naturschauspiel wohl erhalten bleibt. Zeit für einen letzen Stopp der Gedankenreise.
Letzter Halt: Zukunft (in 200 Millionen Jahren)
Mia stellt fest: Die Zukunft ähnelt der Vergangenheit. In 200 Millionen Jahren gibt einen neuen Superkontinent. Die Landmassen der Erde durchlaufen diese Phase erdgeschichtlich betrachtet ständig: Ein Superkontinent entsteht, er bricht auf, die Kontinente entfernen sich, nur um dann wieder zusammenzukommen und einen neuen Superkontinent zu bilden. Grund dafür ist heißes Gesteinsmaterial sein, dass im Erdmantel auf- und absteigt und so die Platten der Erdkruste dazu bringt zu wandern. Den Mont Saint-Michel wird Mia dann nicht mehr sehen sehen. Sie sind dann vermutlich von anderen Landmassen zerdrückt worden.
Langsam zieht sich das Wasser zur Ebbe zurück. Kein Wunder, Mia hat bei einem Superkontinent auch nicht mit starken Gezeiten gerechnet. Der Mond sieht etwas kleiner aus als gewohnt. Na klar, er ist weiter weg. Würde Mia länger bleiben, würde ihr vermutlich auffallen, dass ein Tag mit 25 oder 26 Stunden recht lang ist. Aber so lange möchte sie nun doch nicht warten. Sie kehr zurück ins Heute, verabschiedet ihr Begleiter und genießt noch ein bisschen den Ausblick vom Klosterberg. In wenigen Stunden ist das Wasser wieder verschwunden.
