An der zerklüfteten Nordküste Nordirlands, in der Grafschaft Antrim, steigt ein Pflaster aus Stein aus dem Atlantik – als hätte jemand riesige Bleistifte dicht an dicht in den Boden gesteckt. Der Giant's Causeway besteht aus rund 40.000 ineinandergreifenden Basaltsäulen, viele davon mit nahezu perfektem sechseckigem Querschnitt. Seit 1986 zählt das Gebiet zum UNESCO-Welterbe. Entstanden ist es vor etwa 50 bis 60 Millionen Jahren, als sich beim Auseinanderbrechen des Nordatlantiks gewaltige Lavaströme über die Landschaft ergossen.
Was die Forschung herausfand
Wie aus zähflüssiger Lava solche geometrisch exakten Säulen werden, war lange umstritten. Ein Team um Professor Yan Lavallée von der University of Liverpool baute dafür eine eigene Apparatur, in der Basaltproben unter kontrollierten Bedingungen abkühlen und kontrahieren konnten. So ließ sich erstmals direkt messen, wann das Gestein reißt.
Das Ergebnis: Die charakteristischen Säulen entstehen nicht, während die Lava noch glüht und fließt, sondern erst, wenn sie bereits fest ist. Die Risse bilden sich bei Temperaturen zwischen etwa 840 und 890 Grad Celsius – also rund 90 bis 140 Grad unterhalb der Temperatur, bei der basaltisches Magma vollständig zu Gestein kristallisiert. „Die Antwort lautet: heiß, aber erst, nachdem es erstarrt war", fasst Lavallée es zusammen. Die in Nature Communications veröffentlichte Studie verortet die Rissbildung damit klar im festen Zustand des Gesteins.
Die Physik dahinter
Dahinter steckt ein Prinzip, das jeder vom austrocknenden Schlammboden kennt: Kontraktionsrisse. Kühlt der dicke Lavastrom ab, zieht sich das Material zusammen. Weil die Oberfläche schneller erkaltet als das Innere, entstehen Zugspannungen, die das Gestein aufreißen. Die Risse wandern dann senkrecht zur Abkühlungsfront ins Innere.
Entscheidend ist die Abkühlungsrate. Kühlt die Lava gleichmäßig und zügig ab, ordnen sich die Spannungen zu einem regelmäßigen, wabenförmigen Netz. Sechsecke setzen sich dabei bevorzugt durch, weil sie die Spannung am effizientesten abbauen und eine Fläche lückenlos füllen – ähnlich wie bei einer Bienenwabe. Auch Fünf- oder Siebenecke kommen vor; die Geschwindigkeit der Abkühlung bestimmt zudem, wie dick die einzelnen Säulen werden.
Der Riese Finn McCool
Lange bevor die Geologie eine Erklärung hatte, hatte die Sage eine: Der irische Riese Finn McCool soll den Damm gebaut haben, um über das Meer zu seinem schottischen Rivalen Benandonner zu gelangen. Tatsächlich gibt es auf der schottischen Insel Staffa eine geologisch verwandte Säulenformation – beide gehören zu derselben uralten Lavadecke. Daher der Name „Giant's Causeway", der Damm des Riesen.
Einordnung
Die Messung schließt eine alte Wissenslücke: Sie nennt erstmals die konkrete Temperatur, bei der die Säulenbildung einsetzt. Praktischen Wert haben die Erkenntnisse sogar über das Naturwunder hinaus – etwa für die Geothermie, wo das Reißen heißen Gesteins beeinflusst, wie Wasser durch den Untergrund strömt.
