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Johannes Walther (1860-1937) – Pionier der Riff-Forschung
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Norbert Hauschke und Eberhard Gischler »Ein weisses Schaumband zieht sich längs der Küste und bezeichnet die Stelle, wo das Riff beginnt. Im Schutze dieses Wellenbrechers kann man noch bei ziemlich bewegter See ruhiges Wasser finden und bis zum Hals im Wasser herumwandeln. Die Füsse muss man bis zum Knie dicht mit Binden umwickeln und durch Bastschuhe schützen, da die Korallen die Haut verletzen. Die Gefahr der Haifische auf dem Riff scheint mir von den Eingeborenen übertrieben zu werden, denn ich habe nur 1 - 2 m lange Individuen beobachtet. Die allgemeine Anordnung der Korallen auf dem Riff möchte ich am liebsten mit einem Parke vergleichen. Zwischen blühenden Buschgruppen und buntfarbigen Blumenbeeten verschlingen sich sandbedeckte Wege; bald verschmälern sie sich zwischen hohen Büschen, münden wohl auch in eine schattige Grotte, bald verbreitern sie sich zu kiesbedeckten Plätzen. Genau so verhalten sich die bunten Korallencolonien zu den weissen Detritusgebieten. In den inneren Rifftheilen wandelt man zwischen flachen Korallenbeeten auf den sandbedeckten Wegen umher. Nach der Riffkante zu werden die Korallenbeete zu 2 - 3 m hohen Gruppen und der Detritussand nimmt geringere Räume ein«.
Abb.1: Aus der »Sammlung Johannes Walther«
Johannes Walther, 1860 im thüringischen Neustadt geboren, zählt zu den Pionieren der Riff-Forschung. Wie viele seiner Forscherkollegen des späten 19. und frühen 20. Jahrhunderts geriet er zwischenzeitlich in Vergessenheit, trotz seiner bahnbrechenden Erkenntnisse. Walther nahm 1880 unter Ernst Haeckel das Biologiestudium
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Johannes Walther – Pionier der Rif f-Forschung
auf und promovierte bereits zwei Jahre später. Direkt im Anschluss widmete er sich dem Studium der Geologie. Er habilitierte 1886 über Seelilien. Noch während seines Studiums begann er mit Forschungsreisen, die ihn im Laufe seines Lebens unter anderem nach Neapel, Ägypten, in den Sudan, nach Indien, Sri Lanka, Kirgistan, Usbekistan, in die USA und nach Australien führten. Walther untersuchte Korallenriffe weltweit und erkannte, dass die Forschung an Riffen sowohl die biologische als auch die geowissenschaftliche Seite einbeziehen muss. In heutiger Zeit wird diese interdisziplinäre Arbeitsrichtung als Biogeologie oder Biosedimentologie bezeichnet. Zu Zeiten Walthers war die Erforschung von Sedimenten und Sedimentgesteinen, die heute an fast jedem geowissenschaftlichen Institut als feste Größe etabliert ist, noch keine eigenständige Disziplin. Der interdisziplinäre Ansatz ist charakteristisch für Walthers Forschungen und für ihn Schlüssel zum Erfolg. In einem seiner Lehrbücher schreibt er 1893: »Die Entstehung erloschener Vulkane erschliessen wir, indem wir die Bildung thätiger Vulkane beobachten; die Geschichte eines fossilen Korallenriffs ergründen wir, indem wir lebende Korallenriffe untersuchen; und die Meerestiefe, in welcher eine fossile Austernbank gebildet worden ist, erkennen wir, wenn wir vergleichen in welchen Tiefen die Gattung Ostrea heutzutage lebend gefunden wird«.
Abb.2: Lithografie nach einem Aquarell von Johannes Walther
Daneben zogen ihn auf seinen Reisen Wüstengebiete in ihren Bann. Er machte sich auch als Wüstenforscher einen Namen. Wie zur damaligen Zeit üblich, musste der Forscher seine bildhaften Eindrücke in Form von Skizzen, Zeichnungen und Aqua-
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rellen festhalten. Ein Beispiel für Walthers Handfertigkeit ist das Bild einer Kamelkarawane. In seinen Aufzeichnungen findet sich dazu folgende Anmerkung: »Gelber Sand liegt in allen Schluchten und Lücken, wie der Schnee in den Alpen. Im Vordergrund ist meine Carawane im Begriff gegen Ghasuláni weiterzuziehen. Der Himmel ist stark bewölkt; eine zu dieser Jahreszeit seltene Erscheinung«. Tatsächlich kommt es zwei Tage später zu einem wolkenbruchartigen Gewitterregen.
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Abb.3: Oberfläche und Durchschnitt eines Korallenriffes (Lithografie nach einem Aquarell von J. Walther)
Obwohl, wie von Walther selbst so formuliert, die »Frage nach den Ursachen der Bildung von Korallenriffen… seit vielen Jahrzehnten zu den Lieblingsproblemen der Naturforscher gehört ... und die biologischen Verhältnisse des Korallenlebens ebenso wie die Fauna der korallophilen Thiere gut untersucht sind ... und somit auf diesem Gebiet keine wesentliche Vermehrung unserer Erkenntnisse zu erwarten sind« entdeckt er als erster Wissenschaftler, dass auch Kalkalgen als Riffbildner eine Rolle spielen.
Die Algenriffe im Mittelmeer Schon bei seinem ersten Neapel-Aufenthalt 1883 nutzte Walther besonders intensiv die Möglichkeit, mit dem Dampfschiff der Zoologischen Station von Anton Dohrn auszufahren, um Teile des Golfes bei Dredge-Zügen (Dredge = mit Metallrahmen verstärktes Schleppnetz zur Gewinnung von Proben vom Meeresboden) zu kartieren. 1885 nahm Walther auch an Lotungen teil, um die Untiefen des Golfes näher zu
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erkunden. Ein von den Fischern von Neapel viel besuchter Fischereigrund war die Taubenbank, die auch von den Mitarbeitern der Zoologischen Station regelmäßig angefahren wurde. Diese Untiefe zeichnet sich durch »die Anhäufung der kalkabscheidenden Algen, welche in ziemlich regelloser Verteilung, aber vorwiegend auf dem höchsten Teil der Secca (= Untiefe) gedeihen«, aus. Walther kartierte diese mit besonderer Sorgfalt. Als er nach 25 Jahren erneut eine Kartierung der Taubenbank durchführt, findet er eine völlig veränderte Sedimentverteilung und Besiedlung vor. Als eine Ursache für diese grundlegenden Veränderungen macht er den »großen Aschenfall von 1906«, der durch einen Ausbruch des nahe gelegenen Vulkans Vesuv ausgelöst worden war, verantwortlich. Diesen grundlegenden Fazieswechsel in einem verschwindend kleinen Zeitraum arbeitet Walther deutlich heraus. Er schliesst folgerichtig auf die Möglichkeit entsprechend kurzzeitiger Veränderungen in der geologischen Vergangenheit, die sich in den Sedimentfolgen widerspiegeln, bis dahin aber mit sehr langen Zeiträumen in Verbindung gebracht worden waren. Er schreibt abschließend, dass seine Beobachtungen auf der Taubenbank gut mit den Erfahrungen übereinstimmen, »welche der Geologe beim Studium mariner Profile immer wieder macht: organisch entstandene, geschichtete Kalke zeigen oft in den aufeinanderfolgenden Lagen einen raschen Wechsel fossilreicher Lumachellen,
Abb.4,5: Sedimentkarten der Taubenbank, 1910
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dichter Kalkbänke und andrer Zwischenlagen, ... Die Taubenbank im Golf von Neapel lehrt uns nicht allein, unter welchen ... Umständen eine solche Wechsellagerung kalkiger Sedimente eintritt, sondern lässt uns zugleich erkennen, dass sich ein derartiger Fazieswechsel in einer verhältnismäßig kurzen Zeitspanne vollziehen kann“. In Walthers Arbeiten über die Taubenbank, dieser von Kalkalgen bewachsenen vulkanischen Untiefe im Golf von Neapel, wurden erstmals Algen als Riffbildner beschrieben. Walther betont darin die bindende Funktion der Kalk ausscheidenden Algen, die durch rasches Wachstum loses Sediment fixieren und dadurch zum Aufbau einer erhöhten, riffartigen Struktur führen können. Walther widmete sich auch der Entstehung fossiler Algen-Kalksteine, indem er zum Vergleich fossile Vorkommen auf Sizilien und in den Kalkalpen untersuchte. Er erklärt die Verfestigung von Kalksteinen durch Prozesse der Kalk-Ausfällung und -Lösung und der Rekristallisation. Dabei bedient sich Walther methodisch bereits der Untersuchung von Gesteins-Dünnschliffen unter dem Mikroskop sowie chemischer Analysen. Mit Ausnahme der DünnschliffDarstellungen von Henry Clifton Sorby etwa zur selben Zeit und der Untersuchung von Bohrkernen des Funafuti-Atolls im Pazifik durch Gilbert Cullis zu Beginn des 19. Jahrhunderts wurde die Dünnschliff-Untersuchung erst Jahrzehnte später zum Standard in der Sedimentforschung.
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Abb.6: Zeichnung von J. Walther
Korallenriffe im Roten Meer und auf dem Sinai Sicher ist es kein Zufall, dass Walther für die Fortsetzung seiner Riff-Studien die Sinai-Halbinsel mit den Korallenriffen im Roten Meer auswählt, da schon sein Lehrer Ernst Haeckel und andere deutsche Forschungsreisende diesen Küstenstrich erkundet hatten. Walther reiste in Begleitung des ebenfalls noch jungen Schweizers Alfred Kaiser, der sich um alle logistischen Fragen kümmerte. Von Suez aus ging die Reise in den Monaten März bis Mai 1887 südwärts bis Râs Muhámmed an der
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Südspitze des Sinai. Walther nutzt die etwa 600 km lange Reise dazu, den gesamten Streckenverlauf geologisch zu kartieren und die »Geologische Karte der westlichen Sinaihalbinsel und der Galalawüste« seiner Publikation Die Korallenriffe der Sinaihalbinsel von 1888 beizufügen, die als ein Meilenstein in der Korallenriff-Forschung gelten kann.
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Abb.7: Hafen von Tor (Aquarell) mit Saumriff im Hintergrund und gesammelten Proben am Strand
An der Westküste der Sinai-Halbinsel bietet sich ihm die seltene Gelegenheit, neben den modernen Riffen auch fossile Riffe zu studieren, die auf Grund junger Hebungsvorgänge heute nahe der Küste und oberhalb des Meeresspiegels zugänglich sind. Walther kommt zu völlig neuen Einsichten hinsichtlich der Riffentwicklung. Er erkennt als Erster den für diese Riffe enorm wichtigen Aspekt der Topographie der Riff-Unterlage (»antecedent topography«). Die einzelnen Riffkomplexe findet er »in deutlich parallelen Zügen angeordnet«, wobei deren Alter in Entfernung von der Küste zunimmt. Auf Grund dieser räumlichen Anordnung kommt Walther zurecht zu dem Ergebnis, dass die Riffkomplexe auf den Schichtköpfen der darunter liegenden, verfalteten Sedimentschichten aufgewachsen sein müssen. Die herausgehobenen, aber bereits erosiv zertalten Sinai-Riffe erlauben es ihm, deren dreidimensionales Faziesmuster genau zu erfassen und mit der Riff-Topographie in Beziehung zu setzen. Diese Erkenntnisse kann er nun erfolgreich bei der Rekonstruktion der Internstruktur moderner Riffe einsetzen, die seiner Beobachtung auf Grund der damals noch recht beschränkten technischen Möglichkeiten nur teilweise zugänglich sind. Ein wichtiger Ansatz Walthers ist hier die Unterscheidung des aus Korallen beste-
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henden Riff-Gerüstes vom unverfestigten Material (i.w. Sand bzw. Detritus, hier Riffschutt), welches die Hohlräume innerhalb des Gerüstes füllt. Walther erkennt weiter, dass der Detritus bei der Zerkleinerung von Kalkschalen und -skeletten durch die im Riff lebenden Organismen (wie Krebse, Fische und Seeigel) entsteht.
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Abb.8,9: Satellitenbilder der Verbindung Indien-Sri Lanka
Korallenriffe im Indischen Ozean Bei den Untersuchungen in den zwischen dem indischen Subkontinent und Sri Lanka gelegenen Korallenriffen steht, wie bei Walthers Arbeit über die Sinai-Riffe, die Internstruktur der Riffe im Vordergrund. Wieder betont er die Bedeutung und Häufigkeit der großen Mengen an unverfestigtem Sediment in Riffen, welches zum Großteil durch die biologische Tätigkeit von Organismen erzeugt wird. Erst viele Jahrzehnte später wird dieser Aspekt als »Bioerosion« bezeichnet. Walther unterscheidet zwischen dem Riffgerüst aus Korallen und dem Sediment, das die Hohlräume zwischen den Korallen ausfüllt. Seine Arbeiten über die Riffe der Sinaihalbinsel und der indischen Riffe mündeten folgender Riffdefinition: »Ein Korallenriff ist ein isoliertes, über den Meeresboden sich erhebendes Kalklager, wesentlich gebildet durch ästige Korallen, welche den Detritussand auffangen und verhindern, dass er sich über den Meeresboden gleichmässig ausbreite«. Mit Blick auf fossile Riffe, wie sie dem Geologen und Paläontologen entgegentreten und häufig aufgrund der Seltenheit von Rifforganismen in Lebendstellung gar nicht als solche zu identifizieren sind, äußert sich Walther in folgender Weise: »Ja selbst der Naturfoscher, der auf einem lebenden Korallenriff gesammelt hat und, durch die
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Formenpracht der Kolonien gefesselt, die wohlausgebildeten Gruppen der Riffkante und der Riffhöhlen durch Taucher heraufbringen ließ, wird geneigt sein, dieselben Stöcke auch in einem abgestorbenen Riff zu suchen. Ich möchte aus eigener Erfahrung hervorheben, dass ein großes Maß von Entsagung dazu gehört, auf einem lebenden Riff seinen Blick von den anziehenden Formen der lebenden Korallenstöcke und ihrer Farbenpracht abzuwenden und die unscheinbaren »Sand«-stellen zu untersuchen, welche abgestorbene Stöcke enthalten und welche uns zeigen, in welcher Form ein Korallenstock fossil wird. Nur der geübte Blick vermag in den formlosen, mit Kalkalgen und Bryozoenrasen (Bryozoen = Moostierchen) bewachsenen Steinen die Form der einstigen Prachtstücke wiederzuerkennen. Wie kleingehackte Baumäste, von grüner, glatter Rinde überzogen, sehen die Madreporenäste jetzt aus. Die übereinanderliegenden Enden werden durch Kalkalgen verkittet und dadurch ein netzartiges Balkenwerk erzeugt; ein Schirm von 1 m Durchmesser und 20 cm Höhe wird korrodiert zu einem flachen Kegel von 25 cm Durchmesser und 12 cm Höhe, dem man nicht mehr ansieht, wie schön er einmal ausgesehen hat. In dieser Form werden die Korallen meist fossil, und da darf es uns nicht wunder nehmen, wenn wir fossile Riffkalke so oft vergeblich nach Korallenkelchen durchsuchen. … vielmehr bilden sie gewöhnlich Bänke und Lager von zerbrochenen Korallenästen, oft abgerollt und ihrer Skulptur beraubt«. In seiner Studie über die Riffe der Palkstraße erkennt Walther auch die große Bedeutung von langfristigen Meeresspiegelschwankungen für Korallenriffe: »Die negative Strandverschiebung (= Regression, Meeresrückzug) in dem Gebiet der Palkstraße hat eine Anzahl Korallenriffe entblößt und fossil gemacht, aber das Wachstum der Riffe ist von einer solchen Verkürzung der Wassersäule nicht wesentlich beeinflusst«. Dieser Aspekt wurde erst über 25 Jahre später wieder von Reginald Daly im Detail aufgegriffen. Durch Daly wurde schließlich das Modell etabliert, wonach Korallenriffe während hoher Meeresspiegelstände aufwachsen und bei niedrigem Meeresspiegel trocken fallen, abgetragen werden und möglicherweise seitlich weiter wachsen. Dabei wurde schließlich als Kontrollmechanismus für die Meeresspiegelschwankungen der Wechsel zwischen Eiszeiten (viel Pol-Eis, tiefer Meeresspiegel) und Warmzeiten (wenig Pol-Eis, hoher Meeresspiegel) erkannt.
Die »Sammlung Johannes Walther« Von seinen zahlreichen Forschungsreisen brachte Johannes Walther umfangreiches Belegmaterial mit zurück nach Deutschland. Dazu gehören zahlreiche Proben von Locker- und Festgesteinen, von Fossilien und Belegen der heutigen Tier- und Pflanzenwelt, ferner auch archäologische Funde. Die »Sammlung Johannes Walther« wurde von diesem an seiner letzten Wirkungsstätte, der Universität Halle, hinterlegt. Sie ist heute Teil der geowissenschaftlichen Sammlungen, die mit den anderen naturwissenschaftlichen Sammlungen der Martin-Luther-Universität zu den umfang-
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Abb.10-12: Aus der »Sammlung Johannes Walther«
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reichsten und bedeutendsten Sammlungsbeständen ihrer Art in den neuen Bundesländern gerechnet werden müssen. Für Walther war es eine Selbstverständlichkeit, dass Sammlungen neben dem Forschungsaspekt auch didaktische Aufgaben zu erfüllen haben. Dabei dachte er sowohl an die Studierenden, als auch an interessierte Besucher, die bei freiem Eintritt zwei Stunden pro Woche Zutritt zu den Schausammlungen hatten. Zu anderen Zeiten führte »der Diener gegen entsprechende Entschädigung«. So war es ihm ein wichtiges Anliegen, die Schausammlungen seines Instituts nach den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen zu gestalten. Natürlich wurden auch die Ergebnisse seiner Riff- und Wüstenforschungen mit entsprechenden Exponaten und Erläuterungen präsentiert. Walther ließ sogar ein Korallenriff nachbauen. Sein Führer durch die Lehr- und Schausammlungen des Geologisch-Palaeontologischen Instituts der Universität Halle, der 1928 bereits in 2. Auflage erschien, gibt einen lebendigen Einblick in die damalige Gestaltung der Ausstellung. Johannes Walter verstarb am 4. Mai 1937 in Hofgastein im Alter von 76 Jahren während eines Kur-Aufenthaltes. Seine Grabstätte befindet sich in Eisenach.
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Abb.13: Fotografie von Johannes Walther
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