Über die Entstehung der heutigen Tiefen des Philippinen-Grabens

EXTRAIT DU BULLETIN DE L’ACADEMIE DES SCIENCES DE CRAC0V1E

CLASSE BES SCIENCES MATHEMATIQUES ET NATURELLES. SERIE

M

--- NOVEM BßE—DECEMBRE 1 9 1 6 ---

I

Ü b e r die E n ts te h u n g der heutigen T i e f e n des Philippinen-G rabens

von

J. Sm olenski

C R A C O V IE

IM PKIM E K IE D E L ’U N IV E R S IT E

1917

S. M. L’EMPEREUR FRANQOIS JOSEPH I.

PROTECTEUR DE L’ACADEMIE:

S. A. I. ET R. CHARLES ETIENNE, ARCHIDUC D ’AUTRICHE.

VICE-PROTECTEUR,':

Vacat.

)

PRESIDENT: S. E. M. LE CQMTE STAN1SLAS TARNOWSK1.

SECRETAIRE GENERAL M. BOLESLAS ULANOWSK1.

EXTRAIT DES STATUTS DE L’ACADEMIE

(§ 2). L’Academie est placee sous l’auguste patronage de Sa Majeste Im­

periale Royale Apostolique. Le Protecteur et le V ice-Protecteur sont nommes par S. M. l’Empereur.

(§ 4).)L ’Acadeniie est divisee en trois classes:

a) Classe de Philologie,

b) Classe d ’Histoire et de Philosophie,

c) Classe des Sciences M athematiques et Natureiles.

( § 1 2 ) . La langue officielle de l’Academie est la langue polonaise.

y (

Depuis 1885, l’Academie publie le «Bulletin In tern a tio n a l» qui p a ra it tous les mois, s a u f en aoüt et septembre. L e B ulletin publie p a r les Classes de Philologie, d’H istoire et de Philosophie reunies, est consacre a u x tra va u x de ces Classes. L e Bulletiri publie p a r la Classe des Sciences M athematiques et N a tu ­ relles p a ra it en- deux series. L a premiere est consacree a u x tra va u x s u r les Mathematiques, VAstronomie, la Physique, la Chimie, la Mineralogie, la Geologie etc. L a seconde Serie contient les tra va u x qui se rapportent a u x Sciences Biologiques.

Publie par l’Academie

sous la dkection de M. Ladislas Kulczyriski,

Secretaire de la Classe des Sciences M athem atiques et N aturelles.

15 czerwca 1917.

Naktadem Akademii Umiejetnosci.

K rakow - 1H17. — D ru k a rn ia U tiiw e rsy tetu JJa g iello n sk ieg o p o d za rz q d em Jözefa Filipowskiego.

EXTRAIT DU BULLETIN DE L’ACADEMIE DES SCIENCES DE CRACOYIE GLASSE DES SCIENCES MATHEMATIQÜES ET NATURELLES. SERIE A : SCIENCES MATHEMATIQÜES --- N O V E M B R E — D E C E M B E E 1 9 1 6 ---

Ü b e r die E n ts te h u n g der heutigen T i e f e n des P hilippinen-G rabens

von

J. Sm olenski

CRACOVIE

I M P R IM E R IE D E L ’U N IV E R S IT E

1917

O p o zv sta n iu d z ts ie js z y c h g ig b in rozvu F ilip ih sk ie g o .

U ber die E n ts te h u n g der h eu tig en T iefen d es P h ilip p in e n -

G rabens.

M em oire

de M.

pr& ente, dans la seance du 11 D ecem bre 1916, p ar M. L. Szajnocha m. c.

I. E i n le it u n g : G e s c h ic h t lic h e s ü b e r d ie E r fo r s c h u n g d e s G r a b e n s.

D er Zweck der Arbeit ist eine kritische Besprechung einiger durch die letzten Lotungen in der Gestalt des Philippinen-Grabens festgestellten Züge, was zu manchen Schlüssen über die Entstehung dieser Formen führen soll.

Das Tatsachenmaterial bilden hauptsächlich die Lotungslisten der „Planet“-Expedition vom Jahre 1907*) und 1912, von denen die letztere erst im vorigen Jahre vollständig veröffentlicht wurde 2).

Die gelegentliche Schilderung der Bodenbedeckung beruht auf der vorläufigen Mitteilung von Dr. H o r n , der die Grundproben, der letzten Expedition bearbeitet3).

Der Begriff eines „Philippinen-Grabens“ als einheitlicher Ein­

senkung, die längs der östlichen Küste der südlichen Philippinen- Inseln verläuft, entstand erst nach 1907, in welchem Jahre das

*) F orschungsreise S. M. S. P la n e t 1906/7. III. O zeanographie (W . B r e n n e c k e ) H erau sg eg . vom R eichsm arineam t. B erlin 1909.

?nfeI*VtJ8iWWWIBIWbigefefi im w estlichen S tillen Ozean

101Ü/1B (W . H i o i i n e c k e ) i A nnalen der H ydrographie u. s. w. X X X X III. B erlin 1915, ..S. 145— 158, Taf. 10.

3) E benda, 1915, S. 147.

1

deutsche Vermessungsschiff „Planet“ seine ersten Lotungsarbeiten, in diesen Gebieten des Stillen Ozeans dprchführte. Früher waren hier nur einzelne Tiefen bekannt, die so w ^ t voneinander entfernt lagen, daß man aus ihnen recht wenig über die Mörphologie des Meeresgrundes schließen konnte. Nur der Umstand, daß die be­

kannten Tiefen in der Nähe der Küsten größer^waren als die weiter östlich in offenem Meere gelegenen, und die Annahme einer Analogie mit den Formen, welche für die Randgebiete des Pazifiks — und besonders für die Nachbarschaft seiner Inselguirlanden — so charakteristisch sind, ließ diese Tiefen als wahrscheinlich der Form der Tiefseegräben angehörend betrachten. Dies galt sowohl für die Tiefen nördlich von Samar, gegenüber der S. Bernardino-Straße, wie auch für die vom „Edi“ östlich des Talaut-Archipels gelo­

teten J). Beide erreichten nicht 7000 m (6383, 6757), was dennoch im Vergleich mit den östlich angrenzenden Meeresgebieten einem Tiefenunterschied von ca. anderhalbtausend Metern entsprach. Ihr ge­

genseitiges Verhältnis, der Grad ihrer Selbständigkeit, war unsicher.

Noch im Jahre 1907 werden von K r ü m m e l bei Zusammenstellung der Tiefseegraben-Liste zwei gesonderte Gräben unterschieden:

S. Bernardino und Talaut, gleichzeitig wird aber von demselben die Möglichkeit des Vorhandenseins noch anderer ähnlicher Bildun­

gen am Ostrande der Philippinen b e to n t2).

Die Lotungen der Planet im Jahre 1907 haben hierüber Auf­

klärung gebracht3). Östlich von Mindanao, in nördlicher Verlänge­

rung des „Talaut-Grabens“, fand man (in der Richtung vom Süden nach Norden) Tiefen: 8554, 7939, 8500, 7259 m, die den weiteren Verlauf der Rinne bezeichneten, südlich vom „S Bernardino-Gra­

ben“, östlich von Samar, die (freilich etwas fragliche) Tiefe von 8900 m. Es bestand zwar eine breite Lücke zwischen 7° und 9°

nördl. Breite, wo noch keine Lotungen durchgeführt wurden, aber die mächtige Tiefe weiter nördlich sprach eher für einen Zusam­

menhang der im Norden und Süden entdeckten Bodeneinsenkungen.

*) V erg l.: G. S c h o t t u. P e r l e w i t z : L o tu n g e n des E d i u n d des K abel­

dam pfers S tephan im westl. Stillen Ozean. A rchiv d er D eutschen Seew arte, X X IX , H a m b u rg 1906.

2) O. K r ü m m e l : H an d b u ch der O zeanographie, (2. Aufli),, S tu ttg a rt 1907;

S. 116 u. 125. ;si> a e la u a k '.io v ü 'T R lio ff 6 0 ::

3) F o rsch u n g en S. M. S. „P lan e t“ 1906/7. II. O zeanographie (W. B r e n n e c k e ) . H erausgeg: v. P eichsm arineam t. B erlin 1909.

5S8 D er Begriff eines einheitlichen, großen Tiefseegrabens, — „des Phi­

lippinengrabens“, — entsprach am besten den beobachteten Tat­

sachen.

Nach fünf Jahren (1912) kam die Planet in ihr altes Arbeits­

gebiet. Mehrere Lotungen wurden im Bereiche des Philippinen­

grabens durchgeführt, die das Bild dieser Form wesentlich vervoll­

ständigten. „An vier verschiedenen Stellen wurde eine Tiefe von mehr als 9000 m gefunden und hierbei d ie g r ö ß t e j e m a l s g e l o t e t e M e e r e s t i e f e von 9788 m in 9°56'N-Br., 126°50'0-Lg.

festgestellt“. Die Hauptzüge des Reliefs traten deutlich hervor. Auch Bodenproben wurden gesammelt und untersucht. Die Ergebnisse dieser Forschungsreise wurden teilweise schon in demselben Jahre 1912 in einer vorläufigen Mitteilung bekanntgegeben*), ein aus­

führlicher Bericht mit vollständiger Lotungsliste erschien erst im J. 1915 2). Eine beigefügte K a rte 3) stellt die bathvmetrischen Ver­

hältnisse des Philippinen-Grabens und seiner Nachbargebiete im Osten und Norden — bis zum Liu-Kiu-Graben — dar.

Die Lotungen der Planet-Expedition wurden auch früher karto­

graphisch verwertet. Schon im Jahre 1912 hat Dr. M a x G r o l l 4) mit Benützung einer vom Reichsmarineamt zur Verfügung ge­

stellten Skizze, die auf den letzten, damals noch nicht publizierten Lotungen der „Planet“ basierte, ein schönes Kärtchen (1 : 15000000) der Tiefen östlich der Insel Formosa und des Philippinen-Archipels entworfen. Dasselbe Material wurde auch im J. 1913 in G r o l l ’s Tiefenkarte des Stillen Ozeans (1 : 40000000) berücksichtigtB).

Nicht in allen Einzelheiten stimmen die Karten überein. Unter­

schiede subjektiver Auffassung der Meeresbodenformen sind beim Führen der Tiefenlinien auf Grund relativ spärlicher Lotungspunkte unvermeidlich.

>) Ann. der H ydr., X X X X , 1912, S. 608.

2) O zeanographische A rbeiten S. M. 8. „ P la n e t“ in westl. Stillen Ozean 1912/18 (W . B r e n n e c k e ) . Ann. d. H ydr., X X X X 1II, 1915, S. 145— 158, Taf. 10.

3) Ohne A ngabe des M aßstabes. D erselbe b e trä g t u n g e fäh r 1 : 9780000.

4) Z eitschr. der Ges. fü r E rd k u n d e zu Berlin 1912, N r. 8, S. 680, F ig . 81.

5) N icht in der ersten A usgabe (T iefenkarten der Ozeane, Taf. III. Veröff.

des Inst, fü r M eereskunde, N. F . : A. 2. B erlin 1913), wo die K arte des Stillen Ozeans im J a n u a r 1912 beendet w urde, sondern in den späteren, z. B. in der B ei­

lage zur Z eitschr. der Ges. fü r E rd k u n d e zu B erlin 1913 (im M ärz 1913 beendet), wo die L o tu n g en von 1912 schon B erü ck sich tig u n g gefunden haben.

1*

I I . L a g e u n d G r e n z e n d e s G r a b e n s . V e r la u f d e r 6 0 0 0 m -I s o b a t h e .

Betrachtet man die Verteilung der einzelnen Tiefen im östli­

chen Nachbargebiete der Süd-Philippinen, so sieht man, wie sich der Meeresboden schnell von der Inselküste nach Osten senkt. W enn man das Gebiet zwischen dem Archipel im Westen und dem Me­

ridian 130° im Osten in eine Heike W — 0 verlaufender, paralleler Streifen zerlegt und jedem dieser Streifen, der Reihe nach, vom Süden beginnend, nur die größte bekannte Tiefe entnimmt, bekommt man folgende Tiefenpunkte: 7243 — 7854— 9032 — 9020 -8554 — 7939—8500—9788—8622—9386-^7888—8900 m. Die Linie, wel­

che diese Punkte miteinander verbindet, verläuft dem Ostsaume des Archipels parallel in einer Entfernung von etwa 80—90 km von der Küste (bezw. vom Schelfrande)1). Man darf sie als der Achse des Tiefseegrabens im großen und ganzen entsprechend betrachten.

Östlich von derselben steigt der Boden an und man findet ge­

wöhnlich schon in einer Entfernung von 100 km geringere Tiefen, die sich zwischen 5000 und 6000 m bewegen, ohne unter diese letzte Zahl zu sinken. Als Ostgrenze des Grabens kann man also die 6000 m-Isobathe betrachten; in ihrer Nähe beginnt im Quer­

schnitt der Abfall des Meeresbodens vom Osten gegen die Graben­

achse (vergl. a, a. O., 1915, Profil D).

Die Tiefenlinie von 6000 m nähert sich im Norden dem Paral­

lelkreise 15°, ohne ihn zu erreichen. Die Grenze wird von der quer­

verlaufenden Linie älterer Lotungen längs der Kabelliuie Guam- Luzon bezeichnet, die hier lauter Tiefenpunkte von weniger als 6000 m enthält. Die Umkehrung der Isobathe erfolgt unmittelbar südlich der erwähnten Linie (vergl. die Lage der Lotung 5962 m!).

Im Süden reicht die 6000 m-Isobathe bis in die Nähe des 4° nördl.

Br., östlich der Talaut-Inseln. Der südlichste, in ihrem Bereiche lie­

gende bekannte Punkt ist 6758 m; unweit davon breitet sich nördlich der Insel Gillolo und Morotai (Molukken) ein seichteres Meer aus.

Das Gebiet von mehr als 6000 m Tiefe erstreckt sich demnach hier in der Länge von beinahe 11°—ca. 1200 km — mit der Ver­

laufsrichtung (vom Süden beginnend) SO—NW, dann (von ca. 5°

l) N ur im Süden, im B ereiche des alten „ T a la u t-G ra b en s“, ist die Entfernung*

größer. H ier, im S ü d o sten von M indanao, verschiebt sich die G rabenachse leicht g egen Osten.

590 nördl. Br.) SSO—NNW, endlich wiederum (von ca. 12%° nördl.

Br.) SO—NW. Aber auch jenseits der erwähnten Isobathe läßt sich noch die Grabenform im Verlaufe der 5000 m-Tiefenlinie (teilweise auch in geringeren Tiefen) bemerken. Im Norden scheint ihr außerdem eine Depression zu entsprechen, die in meridionaler Richtung östlich von Luzon, zwischen dieser Insel und einer ihr parallelen unterseeischen, bis über 3000 u. N. ansteigenden Erhebung v erläu ft1). Ein unmittelbarer Zusammenhang mit dem Liu-Iviu- Graben in der Gegend von Formosa besteht jedenfalls nicht Übri­

gens sind die bathymetrischen Verhältnisse dieser Grenzgebiete in­

folge spärlicher Lotungen wenig sicher, und es ist verständlich, daß sie in den erwähnten Karten verschieden aufgefaßt werden.

An zwei Stellen nähert sich die 6000 m-Isobathe vom Osten der Grabenachse, was einer Verschmälerung der Einsenkung entspricht:

östlich von Mindanao, in ca. S1^ 0 nördl. Breite (vergl. Lotungspunkt 5846 m), und östlich von Samar, oberhalb 12° (vergl. Lotungspunkt 5971 m), wo der nördliche Teil des Grabens sich etwas mehr nach Westen neigt, der Richtung des Archipelsaumes, zu welchem er parallel verläuft, im großen und ganzen folgend. Es fehlen Lotun­

gen, auf deren Grund man den Verlauf der genannten Tiefenlinie zwischen diesen zwei Punkten feststellen könnte; die nächsten lie­

gen weit im Osten. Aber sowohl im Norden wie im Süden dieser Lücke läßt sich eine scharfe Biegung der Isobathe nach Osten be­

merken 2). Sie beschreibt hier wahrscheinlich einen Bogen3), bildet

') Ob aber diese E insenkung' in ih rer ganzen L än g e u n ter 5000 m Tiefe hinab- reic h t (wie es die K arte a. a. G., 1915 vorstollt), ist fraglich. E h er d rin g t die 5000 m -Isobathe n u r in ih ren südlichen Teil, um d a n n n a c h den w eiter östlich liegenden, m it dem P hilip p in en -G rab en in keinem Z usam m enhang stehenden Tiefen um zubiegen. E ie s b ezeugt d er Q uerschnitt östlich von Luzon ü b e r den L o tu n g s­

pun k t 3111 m ('17°43' nördl. Br. — 123°19' östl. L.) und w eiter bis zum M eridian 130°: 3111— 3876— 3716 m.

2) Sie w ird von der g egenseitigen Lage der P u n k te 5971 — 6030 m im N orden und 5 8 7 6 - 6052 m im S üden der L ü ck e gekennzeichnet.

s) So w ird sie in der K arte des B erichtes von 1915 dargestellt. G r o l l ’s Skizze von 1912 zeigt eine scharfe K n ic k u n g der T iefenlinie n ach Osten an beiden Stellen, sowohl im N orden wie im Süden, u n d einen ziem lich g e rad lin ig en V erlau f dersel­

ben in der M itte. A uf G r u n d ’s T iefen k arte des Stillen Oceans (1913) sind diese V erbiegungen so intensiv, daß beiderseits eine S-förm ige K rü m m u n g entsteht, was dem H orizontalschnitt eines unterseeischen, dem G raben p arallelen K ückens, der im M ittelteile u n ter 6000 m h in ab sin k t, n ich t un äh n lich ist.

W elche In terp retatio n der W irklichkeit entspricht, läßt sich heute n ich t ent-

jedenfalls eine Konvexität, die den breitesten Teil des Grabens bezeichnet.

Bezeichnend ist es, daß diese Verbreiterung genau der Lücke zwischen Mindanao und Samar gegenüber liegt, während die beiden erwähnten Verengerungen des Grabens von der östlichen Verlänge­

rung der Parallelachsen dieser Inseln getroffen werden.

I I I . D ie T i e f e n v e r t e i l u n g , ih r V e r h ä lt n is z u m A r c h ip e l, ih r e E n t s te h u n g .

Die Maximaltiefen der einzelnen Grabenabschnitte, die den un­

gefähren Verlauf seiner Achse markieren, weisen beträchtliche bathymetrische Unterschiede auf. ln ihrer Verteilung bemerkt man eine gewisse Regelmäßigkeit. W enn man die äußersten Ausläufer des Grabens im Süden und Norden außer acht läßt, wo die Form seichter wird und verflacht, kann man in der Grabenachse tiefere und weniger tiefe Abschnitte unterscheiden. Diese werden, der Reihe nach, vom Süden beginnend, durch folgende Achsentiefen charakterisiert (in Metern):

I. 9032, 9020 II. 8554, 7939, 8500 III. 9788, 9386 IV. 7888

V. 8900.

W ir haben hier also abwechselnd tiefere (I, III, V) und seich­

tere (II, IV) Partien. Von den zufälligen Lotungspunkten werden natürlich weder die größten Tiefen der einzelnen Grabenteile noch die denselben entsprechenden charakteristischen Mittelwerte ange­

geben, und doch erweist sich der bathymetrische Gegensatz der bekannten Tiefen nicht als nur scheinbar, sondern als der w irkli­

chen Sachlage in gewissem Grade entsprechend. Dies wird durch das gegenseitige Verhältnis zwischen den gefundenen Tiefen und der Breite des Grabens bezeugt.’ Es wurde schonj früher betont, daß die 6000 m-Isobathe sich vom Osten an zwei Stellen der Gra-

scheiden; ü b rig en s ist das fü r unsere B etrach tu n g en ziem lich belanglos. D ie w ich­

tig ste T atsache, daß der G raben in diesem A bschnitte b re iter ist als in den n ö rd ­ lich u n d südlich anschließenden, bleibt u n b e stritten u n d w ird a u ch von allen drei K arten b erücksichtigt.

592 benachse nähert, was einer Verengerung des Grabens entspricht.

Nun fallen diese engeren Grabenteile mit den durch geringere Tiefen gekennzeichneten Abschnitten II und IV zusammen. Gegen­

über den tieferen Abschnitten I, III, V liegt die 6000 m-Isobathe in der Regel weiter östlich, und obwohl sich ihr Verlauf nicht überall mit Sicherheit feststellen läßt, bleibt doch die charakteristi­

sche Tatsache bestehen, daß die früher erwähnte auffällige Konve­

xität dieser Tiefenlinie und damit die größte Breite des Grabens dem tiefsten Grabenabschnitte III entspricht. Die am Boden des Tiefseegrabens festgestellten Tiefen stehen mit dem Verlauf der 6000 m-Isobathe im Einklang; tieferen Abschnitten entspricht eine größere Breite des Grabens, seichteren Teilen eine Verengerung desselben (Fig. 1).

Diese abwechselnde Aufeinanderfolge von mehr und weniger tiefen Grabenteilen mit gleichzeitigem Wechsel ihrer Breite macht den Eindruck von querverlaufenden Undulationen, Zonen relativer Senkungen und Hebungen. Wenn wir von der Voraussetzung aus­

gehen, daß sie die Grabenachse mehr oder weniger senkrecht kreu­

zen, und wenn wir die Verlängerung ihrer Achsen im Westen ver­

folgen, sehen wir, daß sie sich im Gebiete des angrenzenden Archi­

pels in gewissem Grade bemerkbar machen.;

Die Achse des tiefen Grahenabschnittes I streift die Südküste von Mindanao und fällt demnach mit der Grenze des ganzen Insel­

bogens zusammen. Der nächste tiefe Abschnitt III entspricht der Lücke zwischen Mindanao und Samar, in deren Mitte sich der Meeresboden bis über 1900 m senkt und weiter westlich in einen Kessel von mehr als 4500 m Tiefe übergeht. Dem weiteren tiefen Grabenteile V gegenüber liegt die Lücke zwischen Samar und Lu- zon. Die Achse des geringere Tiefen aufweisenden Abschnittes II fällt mit der Längsachse der größten Insel der Süd-Philippinen (Mindanao) zusammen; die Achse des ebenfalls seichteren Abschnittes IV trifft Samar und einige größere W und SW von Samar liegende Inseln. Das endgültige Verflachen des Grabens im Norden (Abschnitt VI) erfolgt auf der Höhe von Süd-Luzonx). D e n s e i c h t e r e n

') D as dem T iefseegraben parallele, hypsom etrische Profil du rch die M itte des südlichen Inselbogens zeigt eine w eitgehende Ä hnlichkeit m it dem L ängsprofil des G rabens. Vom Meere im S üden (Senkung-A bschn. I) beginnend, d u rchschneidet es M indanao (H ebung-A bschn. II), q u ert die nördlich gelegene, bis zu 1900 m tiefe M eeresstraße (Senkung-A bschn. III), p assie rt die sich aus flachem M eere erhebende

G r a b e n t e i l e n e n t s p r e c h e n a l s o i m W e s t e n g r ö ß e r e I n s e l n o d e r I n s e l g r u p p e n , d e n t i e f e r e n di e di es e I ns el n

t r e n n e n d e n M e er e s s t r a ß en.

F ig . 1.

Dieser Zusammenhang zwischen der Konfiguration des Archipels und der Bathymetrie des angrenzenden Tiefseegrabens kommt noch in anderer Weise zum Ausdruck. Wenn man das Gebiet zwischen

m ittlere In selgruppe (H ebung-A bschn. IV), fä llt in den diese von L uzon tren n en d en M eeresarm , w elcher gelegentlich T iefen bis zu 1700 m aufw eist (Senkung-A bschn.

V) und erreicht endlich die H öhen von L uzon (H ebung-A bschn. VI).

594 6°— 14° nördl. Breite und 120°—127° östl. Länge, in welchem der südliche Teil des Inselbogens liegt, in eine Reihe von parallelen, W — O-verlaufenden Zonen einteilt, in jeder derselben die Größe der Landoherfläche mißt und das Verhältnis dieser zu der ganzen Zo- nenfläche berechnet, erhält man annähernd (in Prozenten)1):

1) zwischen 6° 7° beträgt der Landesanteil 23-75%

2) „ 7» - 8% ° „ ' „ „ 46 70 „

3) „ S 1/ , 0 - I O 1/ / „ „ „ 22-35,,

4) „ 1 0 V 2° — H V

„ „ „ 29 „

r Hi » n n 2 2 '7 o „

6) „ 13«--- • | ■■ 33-35 ..

Die Zonen zeigen also abwechselnd größeren (2, 4, 6) und klei­

neren (1, 3, 5) Landesanteil2). Prüft man deren Verhältnis zum angrenzenden Tiefseegraben nach, so findet man, daß den ersteren im NO-Nachgebiete weniger tiefe (II, IV, VI). den letzteren tiefere (I, III, V) Grabenteile entsprechen.

Diese Koinzidenz läßt sich auch anders darstellen. Man kann diese Verhältnisse der Land- und Wasserverteilung in Diagramm- form angeben, die geogr. Breite als Ordinate, den Prozentanteil des Landes in einzelnen Zonen als Abszisse annehmeud. Die erhaltene Kurve zeigt, mit dem Längsprofil des Tiefseegrabens verglichen, eine deutliche Analogie. Die Hebungen und Senkungen beider Li­

nien entsprechen einander in gegenseitiger Lage und Folge (Fig. 2).

Es wäre wohl verfehlt, dies alles durch Zufälligkeiten zu erklä­

ren. Vielmehr muß ein inniger Zusammenhang zwischen der Konfi­

guration des Inselbogens und der Bathymetrie des angrenzenden Tiefseegrabens angenommen werden. D e n s e l b e n U r s a c h e n —

*) Die M essungen g aben h ier n u r an g en äh erte W erte, w as schon du rch den M aßstab der g eb rau ch ten K arte (1 : 10000000) erklärlich ist. E s h a n d elt sich hier aber nich t um absolute Z ahlen, sondern um ih r gegenseitiges V erhältnis. D a alle M essungen a u f einer und derselben K arte und m it A nw endung derselben M ethode d u rch g efü h rt w urden, d a rf m an bei einzelnen E rgebnissen analoge F eh ler erw ar­

ten, so daß das g egenseitige V erhältnis der gew onnenen Z ahlen (und n u r dieses ist hier von W ich tig k eit) der W ah rh eit m ehr entsprechen dürfte, als diese Z ahlen selber.

2) Die U nterschiede trete n noch stä rk er hervor (und der Z usam m enhang m it der G rabenform w ird noch deutlicher), w enn m an das G ebiet n ich t in O—W -ver- laufende, sondern zur G rabenachse m ehr senkrechte Zonen zerlegt (also NO— SW , bzw. ONO WSW).

relativen Hebungen und Senkungen — s i n d d i e H a u p t z ü g e d e r h e u t i g e n V e r t e i l u n g v o n L a n d u n d M e e r i m B e r e i ­ c h e d e s P h i l i p p i n e n - A r c h i p e i s e i n e r s e i t s , d i e a l l g e -

A .

~B

C

VI

F ig . 2.

A. D iagram m der L an d esan teile (in °/0) in einzelnen B reitezonen zw ischen 120°

u n d 127° Sstl. Lg. u n d 6° u n d 14° nördl. Br. (vergl. Text).

B. Längsprofil d urch den P h ilippinen-G raben.

C. V erlau f der 6000 m -Isobathe im O sten des G rabens (nach der K arte d es'P la n e t- B eriehtes v. J. 1916).

m e i n e n T i e f e n - u n d B r e i t e n u n t e r s c h i e d e d e r e i n z e l ­

n e n T e i l e des P h i l i p p i n e n - G r a b e n s a n d e r s e i t s z u z u ­

s c h r e i b e n .

596 Daß die ostasiatiscken Inselbögen mit den sie begleitenden Tiefseegräben genetisch Zusammenhängen und tektonisch innig ver­

knüpft sind, ist längst anerkannt, obwohl die Entstehung dieser Formen bald im Sinne von S u e s s durch Faltungsvorgänge erklärt, bald nach v. R i c h t k o f f e n als Folge von Zerrung aufgefaßt wird. Das Problem wurde letztens von E. H o r n behandelt1), der hier die ausschlaggebende Rolle dem Tangentialdruck zuschreibt und in den Inselbögen mit Vortiefe ein Glied einer Entwicklungs­

reihe sieht, welche von einer einseitig gebauten Großfalte (im Sinne A b e n d a n o n ’s 2)) beginnend, zum Typus der alpinen Gebirge füh­

ren soll.

W ie auch nur immer der Vorgang erklärt wird, dem diese For­

men als solche — ihre Entstehung verdanken, jedenfalls beruht er auf Krustenbewegungen, deren Richtung sich im allgemeinen Verlaufe der Großform und in der Struktur widerspiegelt. (In un­

serem Falle KNW—SSO : Richtung des gehobenen Schollenrandes, Verlauf des benachbarten abgesunkenen „Vorlaudgrabens“, Streich­

richtung der Faltung der Randkordilleren). Die Bewegungen da­

gegen, deren Vorhandensein uns die Betrachtung der Tiefenvertei­

lung am Boden des Tiefseegrabens erkennen ließ, werden durch andere Richtungen gekennzeichnet. Sie verlaufen ungefähr senkrecht zur Graben- und Inselbogenachse und haben mit der Genese dieser Gebilde (als Ganzen) nichts gemein. Es sind sekundäre Bewegun­

gen, die die schon bestehenden Großformen umgestaltet haben. Daß sie jünger als dieselben sind, daß sie überhaupt sehr jung sind, erkennt man deutlich aus ihrem Zusammenhänge mit dem g e g e n ­ w ä r t i g e n Bilde des Archipels, welches sicher späten Datums ist.

Das Gebiet der Philippinen ist nämlich nach der Hauptfaltung im Jungtertiär keineswegs bewegungslos geblieben s). W ir finden dort ge­

hobene Pliozänschichten. Korallen decken umhüllen manche Inseln bis über 1200 m ü. M.4). Hochliegende Strandterrassen weisen auf ganz

') E. H o r n : Ü ber die geologische Bedeutung' der T iefseegräben. Geol. K und­

sch au , Y, L eipzig 1915, S. 422.

J) E. C. A b e n d a n o n : D ie G roßfalten der E rd rin d e. L eiden 1914.

3) G. B e c k e r : liep o rt on the geology of tho Philippine Islan d s. (U. S. Geol.

S u rr., 21. A nnual Rep. III). W ashington 1901.

4) S m i t h , W a r r o n D. (I. P. I d d i n g s ) . The P hilippine Islands. (H andb.

d er reg io n alen Geologie, herau sg eg . v. G. S t e i n m a n n u. O. W i l c k e n s , Bd.

V I, 5). H eidelberg 1910.

junge Hebungen. Diese Krustenbewegungen, die dem Archipel die gegenwärtige Gestalt gegeben haben, sind also jedenfalls nachplio- zänen Alters, vielleicht noch jünger. D a s s e l b e A l t e r m u ß a l s o a u c h d e r E n t s t e h u n g d e r h e u t i g e n T i e f e n v e r h ä l t n i s s e i m T i e f s e e g r a b e n z u g e s p r o c h e n w e r d e n .

IY . D ie B o d e iib e t le e k iiu g . D ie D r u n d p r o b e a u s d e r g r ö ß t e n M e c r e s t ie fe u n d ih r e B e d e u t u n g .

Die vorläufige Untersuchung der Grundproben von Dr. H o r n zeigt, daß das Sediment, das den Boden des Grabens bedeckt, ziemlich eintönig ist. Es besteht aus Ton mit Beimengung vulkani­

scher (Augit, Hornblende, Feldspat, Glimmer — Bestandteile der Philippinen-Andesite) und kontinentaler Mineralien. Beimengungen organischer Herkunft bestehen aus Spongiennadeln, Radiolarien und Diatom een1). Die Farbe dieser Tone schwankt

nach größerem oder kleinerem Abstand von der Küste von grau bis schokoladen­

braun, welch letzte Ablagerung, wenn sie wenig vulkanische Bei­

mengungen enthält, als „roter Tiefseeton“ bezeichnet werden kann.

Der Charakter des Sedimentes entspricht den Bedingungen sei­

ner Bildung: der Küstennähe und der großen Tiefe des Meeres, wodurch sich auch der Kalkmangel e rk lä rt2).

Mehrere Proben zeigen eine Art von Schichtung. Diese besteht im Vorkommen fast rein vulkanischen Materials im Liegenden der Tonschicht oder im Vorhandensein dünner Einlagen desselben Ma­

terials im Ton.

Die Erscheinung ist durch den vulkanischen Charakter des an­

grenzenden Inselbogens leicht zu erklären. Bezeichnend scheint mir der Umstand zu sein, daß in den Tiefen des Philippinen-Grabens diese vulkanische Schicht niemals auf der Oberfläche gefunden wurde; immer ist sie dort vom Tiefseeton bedeckt. Daraus ist zu schließen, daß das normale, den gegenwärtigen Verhältnissen ent­

sprechende Sediment hier der Ton ist und daß der vulkanischen Schicht zur Zeit ihrer Entstehung andere Bedingungen entsprachen,

') In einer Probe aus dem südlichen G rabenteile (ö°21' ST.-Br., 127°48' O.-Lg., 9082 m) kom m en K adiolarien in solcher M enge vor, daß das S edim ent schon dem R adiolarienschlam m nahe steht.

2) G lobigerinen w urden in der O berflächenschicht n u r außerhalb des G ra­

bens u n d n u r in k leineren T iefen gefunden.

598 worin in erster Linie eine ehemals größere Intensität der vulkani­

schen Tätigkeit in dieser Gegend zu verstehen ist. Dies stimmt mit der Geschichte des Vulkanismus der Philippinen überein, der von seinem Maximum beginnend, welches wahrscheinlich mit der Faltung gegen Ende des Tertiärs zusammen fällt, stetig an Stärke abnim m t1).

Zu weiter gehenden Schlüssen führt die Grundprobe, die aus der größten bisher bekannten Meerestiefe von 9788 m (9°56' N.-Br., 126°50' O.-Lg.) stammt. Unter einer 8'5 cm dicken Schicht von braunem Ton liegt hier vulkanischer Tuff, und in diesem wurden gut erhaltene Globigerinen-Schalen gefunden. Ihr Vorkommen in der kolossalen Tiefe, wo normälerweise alles Kalkmaterial aufgelöst wird, ist höchst merkwürdig. Dr. H o r n erklärt es durch die Annahme, „daß der schnell niedersinkende Tuff die vielleicht noch lebenden Globigerinen mitgerissen und eingebettet hat, ehe die zarten Kalkschalen aufgelöst wurden“.

Die Erklärung scheint mir wenig überzeugend zu sein. Es ist schwierig, sich eine Tuffschicht vorzustellen, die auf ihrem langen Wege (9‘8 km!) von der Meeresoberfläche bis zum Grunde die beglei­

tenden Globigerinen umhüllen und vor Auflösung schützen könnte;

auch ist zu bemerken, daß die Kalkschalen nahe der Oberfläche der vulkanischen Schicht gefunden wurden, also dem Endstadium der Ablagerung dieses Materials entsprechen.

Die Schichtung der Tiefseesedimente, d. h. die Veränderlichkeit ihrer Zusammensetzung in vertikaler Richtung, ist am Boden der heutigen Meere schon öfters festgestellt worden. Im Gegensatz zu den früheren Anschauungen ( T l i o u l e t ) darf sie, seit der „Gauss“-Expe- dition, fast als Regel angesehen werden. Eingehend hat sich mit dieser Erscheinung P h i l i p p i beschäftigt, und seine Arbeiten haben auf das Problem ein ganz neues Lieht geworfen 2).

Uns interessiert hier speziell diese Art von Schichtung, bei wel­

cher ein Unterschied im Kalkgehalt zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Sedimentes besteht. In unserem Falle ist die obere Schicht kalkfrei, die untere kalkhaltig. P h i l i p p i nennt das „ab­

*) G. B e c k e r : Rep. on the geology of the P hilip p in e-lslan d s. W ashington 1901. — K. S c h n e i d e r : D ie v u lkanischen E rsch ein u n g en der E rde. B erlin 1911.

2) D ie G rundproben der D eutschen Stidpolar-E xpedition 1901— 1903. (D eutsche S üdpo lar-E x p ed itio n , Bd. II, H eft VI, B erlin 1910) u n d : Ü ber das Problem der S chich tu n g und über S chichtbildung am Boden der h e u tig en Meere. (Zeitschr. der d eu tsch en geolog. G esellschaft, Bd. 60, 1908).

norme Schichtung“ und erklärt es durch jugendliche Krustenbewe­

gungen am Meeresboden. Die untere Schicht entspricht einem seich­

teren Meere, in welchem die Kalkschalen unaufgelöst den Boden erreichen konnten; später senkte sich der Meeresboden zu Tiefen, in welchen nur ein kalkfreies Sediment abgelagert werden konnte;

dieses bildet die obere Schicht. Es gibt zwar für ähnliche Erschei­

nungen verschiedene andere Erklärungsmöglichkeiten, doch besitzt die geschilderte in unserem Falle den größten Grad der W ahr­

scheinlichkeit.

Der Kalkmangel der sich weiter bildenden Oberflächenschicht entspricht der gegenwärtigen Meerestiefe; diese bewirkt, daß die Kalkpartikelchen nicht den Meeresboden erreichen. Aber diese große Tiefe bestand hier nicht immer. Der Philippinen-Graben ist eine geologisch junge Form, und auch nach ihrer Entstehung ist das Gebiet ja keineswegs unbewegt geblieben. Es bildet einen Teil die­

ses eigentümlichen, pazifischen, an Vulkanausbrüchen und Erdbeben reichen „Feuerringes“, der die große Phase der Gebirgsbildung gegen das Ende des Tertiärs durchgemacht hat, aber noch von Nachwirkungen derselben betroffen wird und das Gleichgewicht noch nicht erreicht h a t 2). Von jungen Krustenbewegungen im Ge­

biete des Philippinen-Archipels und von ihren Spuren in der Form des Tiefseegrabens war übrigens schon früher die Rede.

Wenn also ein Problem, das mit der Vergangenheit eines solchen Gebietes zusammenhängt, durch Annahme einer Krustenbewegung gelöst werden kann, so muß diese Erklärung als die wahrschein­

lichste angesehen werden. D ie G l o b i g e r i n e n k o m m e n a m B o d e n d e s G r a b e n s i n d e r u n t e r e n S c h i c h t vor , w e i l z u r Z e i t i h r e r A b l a g e r u n g das Me e r w e n i g e r t i e f w ar,—

e i n e S e n k u n g d e s M e e r e s b o d e n s h a t d a n n d i e g e g e n ­ w ä r t i g e n g e w a l t i g e n T i e f e n h e r v o r g e r u f e n , d e n e n d a s h e u t i g e k a l k f r e i e S e d i m e n t e n t s p r i c h t .

Nun erhebt sich die Frage, wie groß diese Senkung war. Da, wie bekannt, kalkhaltige Sedimente nicht unter 6000—7000 m hinunterreichen und größere Tiefen in der Regel kalkfrei sind,

G. B e c k e r a. a. O. — M. S a d e r r a y M a s 6: Volcanoes an d seismic centers of the Philippine A rchipelago. (Census of the P hilipp. Isl. Bull. II I , 1904). — F . de M o n t e s s u s d e B a l l o r e : L es trem blem ents de terre. Geogr. seismologi- que, P aris 1906.

600 muß angenommen werden, daß zur Zeit der Ablagerung der Glo- bigerinen das Meer höchstens diese Grenztiefe besaß, was einer nachfolgenden Senkung von mindestens 3000—4000 m entspricht.

Das Sedimentprofil aus der grüßten Meerestiefe registriert dem­

nach drei Momente aus der Geschichte des Tiefseegrabens:

1. Seichteres Meer, — gleichzeitig intensive vulkanische Tätig­

keit im Nachbargebiete, — Ablagerung von Tuffen.

2. Senkung des Meeresbodens um einige Tausend Meter.

3. Sehr tiefes Meer, — Erlahmung der vulkanischen Tätigkeit, — Ablagerung von tonigem Sediment ( = Gegenwart).

Die Zeit der Bewegung läßt sich nicht genau feststellen. Jeden­

falls erfolgte sie nach dem Maximum der vulkanischen Tätigkeit im Philippinen-Gebiete, sie ist also postmiozänen Alters. Das ist die erste Altersgrenze; die zweite bleibt unsicher. Sie kann ziemlich weit hinaufgeschoben werden, da die Globigerinen-ftihrenden Tuffe auch mit viel späteren Eruptionen Zusammenhängen können. Nach B e c k e r (a. a. O.) beträgt die Zahl der gegenwärtig auf den Phi- lippinen-Inseln tätigen Vulkane 11, die Zahl der im Diluvium- Alluvium in W irkung gewesenen 49. Noch in jüngster Vergangen­

heit spielte hier also der Vulkanismus eine viel größere Rolle als in der Gegenwart.

Aus der Mächtigkeit der nach erfolgter Senkung abgelagerten Tonschicht (8-5 cm) kann auch kein sicherer Schluß über die Länge der seither verflossenen Zeit gezogen werden, da wir von der Ge­

schwindigkeit der Sedimentbildung noch recht wenig wissen. Es muß aber bemerkt werden, daß wir hier keineswegs mit typischem

„rotem Tiefseeton“ zu tun haben, dessen sehr langsame Bildungs­

weise bekannt ist, sondern mit einem Sediment, bei dem vulkani­

sche und auch kontinentale Beimengungen (in der besprochenen Probe wurden Quarzkörner bis zu 0;15 mm Durchmesser und dar­

über gefunden) eine wesentliche Rolle spielen1). Seine Bildung muß viel schneller erfolgt sein, als die einer rein pelagischen Ablagerung bei ähnlichen bathymetrischen Verhältnissen 2).

Der Punkt, aus dem die Grundprobe heraufgeholt wurde, liegt

*) E. H o r n , a. a. O. — D erselbe bezeichnet das Sedim ent kurzw eg als

„S ch lick “ .

2) A ußer der K üstennahe ist auch die M orphologie des G rabens n ich t ohne B ed eu tu n g fü r die G eschw indigkeit der S edim entbildung in den M axim altiefen.

D ie am B oden festgestellten B öschungen von 7 — 8° (w ahrscheinlich kom m en v iel

in der Achse der früher besprochenen transversalen Senkungszone (III), die sich im Bilde des Grabens und des Archipels so deutlich ausprägt, und der ein postpliozänes Alter zugeschrieben wurde. Die mächtige Krustenbewegung, auf die der Globigerinen-Fund in der größten Meerestiefe deutet, dürfte wohl mit der Senkung, die diese Zone in junger Vergangenheit betroffen hat,

W ie dem auch sei, sowohl die Morphologie der tiefsten Einsen­

kung, die wir am Meeresboden kennen, wie die Sedimentfolge an ihrem Boden sprechen für die Richtigkeit der von S u e s s im

„Antlitz der E rde“ ausgesprochenen Vermutung: daß „di e g r ö ß t e n T i e f e n a u c h d i e j i t n g s t e n s i n d “.

größere vor) lassen verm uten, daß es an den steilen A bhängen zu sog. „ su b aq u a- tischem Ilan g g efließ e“ ( H a h n , N. J a h r. f. Min. 1913, X X X V I, Beil.-Bd.) kom mt, folglich z u r A nhäu fu n g des Sedim entes am B oden der E insenkung.

BULLETIN IN T ER N A T IO N A L

D E L’A CA D EM IE D E S S C IE N C E S DE CRACOVIE

9LA SSE DES SQ E N C E S MATHEMATIQUES ET NATURELLES.

SERIE A : SCIENCES MATHEMATIQUES.

DERNIERS MEMOIRES PARUS.

(Les titres des Memoires sont donnes en abrege).

J . Z a w id z k i, W . S t a r o n k a . S tudien zur D y nam ik a u to k a ta ­

ly tisc h e r Prozesse. I I ... ... O ct.—D ec. 1915 S t . K r e u t z . Gips aus den polnischen L ag e rstä tten , I. . . . O ct.—Dec. 1915 W . G o e te l. Z ur L ia ss tra tig ra p h ie und L ösung der Chocsdolom itfrage

in der T a t r a ..., ... Ja n v . 1916 K . Z a k r z e w s k i . Ü ber die spezifische W ärm e der F lü ssig k eiten . . Ja n v . 1916 W . D z i e w u l s k i. Bew egung des System s der Sterne a L y rae usw. . Ja n v . 1916 W . P a w l i c a . D as P reb n itv o rk o m m en in der T a t r a ...J a n v . 1916 S t. K r e u t z . Schw efel und B a ry t von Swoszowice . J a n v . 1916 J . Z a w i d z k i , J . Z a y k o w s k i . S tudien zur D y n am ik a u to k a ta ly ti-

se h er Prozesse, III. ... J a n v . 1916 K . D z ie w o Ä s k i, Z . L e y k o . Ü ber die D eh y drogenisation des

) A c e u a p h t h e n s ... F e v r.— Avril 1916 S. M o ty le w s k i. Z inkhalo g en v erb in d u n g en d e r M onam ine . F e v r.—A vril 1916 S t. K r e u t z . M orphologie der K alk sp a te P o l e n s ...F d v r.—-Avril 1916 L . L ic l lt e n s t e i n . Z ur T heorie der konform en A bbildung . F e v r.—A v ril 1916 M. S m o lu c h o w s k i. T heorie des H i m m e l s b l a u s ... F e v r.—A vril 1916 L . N a t a n s o n . On th e p ro p ag atio n of energy . . . F e v r.—A vril 1916 W I . D z i e w u l s k i. K ritische B em erkungen ü b e r S tern g ru p p en . . . M ai 1916 W . R o g a l a . D ie o b erk retazisch en B ildungen im galizischen P o d o lie n ,H M ai 1916 M. D a ^ Ilez , A . G a le c k i. K o a g u latio n sstu d ien am G oldhydrosol, I I . M ai 1916 L . S a w i e k i. D ie Szym barker E r d r u t s c h u n g Mai 1916 J . Z a w id z k i. S tudien zur chem ischen D y n am ik a u to k a ta ly ti­

scher Prozesse, IV ... J u ill.— Oct. 1916 H . S t e in h a u s . S ur c ertain es propri&tes des series trigonom c-

triq u es les plus gen erales et des series de F o u rie r . . J u ill.—Oct. 1916 S t. O p o ls k i, Z . K o w a l s k i und J . P i l e w s k i . Ü b e r die Salze

und E s te r der N i t r o p h e n y l - a c e t o n i t r i l e ... J u ill.—Oct. 1916 S t. O p o ls k i, L . C z a p o r o w s k i u n d J . Z a c h a r s k i . Ü ber die

desm otropen F o rm en der B rom p h en y l-cy an -b ren ztrau b en -

s ä u r e - e s t e r ... . . . Ju ill. •—Oct. 1916 S . M a z u r k i e w i e z . Ü b er Borel’sehe M engen . . . . v . . J u ill.—Oct. 1916 A . H o b o r s k i. Ü b er eine R elation zw ischen zwei R eihen und

die W ertb estim m u n g zw eier endlichen Sum m en . . . J u ill.— Oct. 1916 J . K v o o . Z ur T heorie der In ten s itä ts v e rte ilu h g in n erh a lb der

A b s o ip tio n s lin ie n ... J u ilb —Oct. 1916

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