Fortschritte der Physik / Progress of Physics: Band 14, Heft 1 1966 [Reprint 2021 ed.] 9783112492529, 9783112492512

Citation preview

FORTSCHRITTE DER PHYSIK HERAUSGEGEBEN IM AUFTRAGE DER PHYSIKALISCHEN GESELLSCHAFT IN DER DEUTSCHEN DEMOKRATISCHEN REPUBLIK VON F. KASCHLUHN, A. LÖSCHE, R. RITSCHL UND R. ROMPE

14. BAND 1966

A K A D E M I E - V E R L A G

•

B E R L I N

Inhalt des 14. Bandes Heft 1 Neuere Ergebnisse aus der Geophysik I I ; Physik der Erdkruste und des oberen Erdmantels. Teil 1: Probleme der Geodynamik

LTJCKE, O . ,

1

Heft 2 und G. K R E I T L I N G , Struktur einatomiger Metallschmelzen nach Beugungsversuchen mit Röntgen-, Elektronen- und Neutronenstrahlen

RICHTER, H .

71

Heft 3 Ein Beitrag zur Quantentheorie der optischen Kohärenz 141 C A P , F . , W . M A J E R O T T O , W . R A A B , und P . U N T E R E G G E R , Spinor Calculus in Riemannian Manifolds 205 PAUL, H . ,

Heft 4 P . E . , Electromagnetic Form Factors of Nucleons 235 L A N G B E I N , W . , Zur heuristischen Begründung der Feldgleichungen freier Teilchen . . . . 259 CAO C H I , N G U Y E N VAN H I E U , B. S R E D N I A W A , Meson Resonances 2+, 1+, 0+ in the Higher Symmetry Theory 281 BECKMANN,

Heft 5 L., Comparison of Recent Pion-Nueleon Phase Shift Analyses 305 and F . K A S C H L Ü H N , Dispersion Theory and Impulse Approximation for Bound State Problems 317

ROPER, DAVID BIEBL, K . J .

Heft 6 V. S., V. M . M A L T S E V , I. P A T E R A , V. D. T O N E E F , Inelastic Interactions of Particles at High Energies 1 357 W I T T E R N , H A N S W . , Disintegration leichter Atomkerne im Coulombfeld 401 BARASHENKOV,

Heft 7 KUMMER, WOLFGANG,

Introduction to Regge Poles

429

Heft 8/9 GÜTTINGER,

W., Generalized Functions and Dispersion Relation in Physics

483

Heft 10 FISCHER, RANDOLF

und

HANS NEUMANN,

Feldemission aus Halbleitern

603

Heft 11 MARX, GEORG, K ° a n d C P

695

Heft 12 S., Dispersion Analysis of Elastic Scattering of High Energy Par: 741 MAKAROV, A. A., N G U Y E N VAN H I E U and P . W I N T E R N I T Z , Antiproton Annihilation into Two Mesons and Higher Symmetries 771 BARASHENKOV, V .

ticles

.

Herausgeber: Prof. Dr. Frank Kaschluhn, Prof. Dr. Artur Lösche, Prof. Dr. Rudolf Ritsehl und Prof. Dr. Robert Rompe; Manuskripte sind zu richten an die Schriftleitung: Dipl.-Phys. Lutz Rothkirch, II. Physikalisches Institut der Humboldt-Universität Berlin, 104 Berlin, Hessische Str. 2. Verlag: Akademie-Verlag GmbH, 108 Berlin, Leipziger Str. 3 - 4 , Fernruf: 220441, Telex-Nr. 0112020, Postscheckkonto: Berlin 35021. Die Zeitschrift „Fortschritte der Physik" erscheint monatlich; Bezugspreis dieses Heftes MDN 6,—. Bestellnummer eines Heftes 1027/14. — Satz und Druck: VBB Druckhaus „Maxim Oorki", 74 Altenburg, Bez. Leipzig,Carl-von-OssietzkyStr. 30 — 31. — Veröffentlicht unter der Lizenznummer 1324 des Presseamtes beim Vorsitzenden des Ministerrates der Deutschen Demokratischen Republik.

FORTSCHRITTE DER PHYSIK H E R A U S G E G E B E N IM AUFTRAGE D E R PHYSIKALISCHEN GESELLSCHAFT IN D E R DEUTSCHEN DEMOKRATISCHEN R E P U B L I K VON F. KASCHLUHN, A. LÖSCHE, R. RITSCHL UND R. ROMPE

B A N D I i • H E F T 1 • 1966

A K A D E M I E

- V E R L A G

•

B E R L I N

INHALT Seite

O. LÜCKE: Neuere Ergebnisse aus der Geophysik I I ; Physik der Erdkruste und des oberen Erdmantels. Teil 1: Probleme der Geodynamik

1

Die „FORTSCHRITTE DER PHYSIK" sind durch den Buchhandel zu beziehen. Falls keine Bezugsmöglichkeit durch eine Buchhandlung vorhanden ist, wenden Sie sich bitte in der Deutschen Demokratischen Republik an den AKADEMIE-VERLAG, GmbH, 108 Berlin 8, Leipziger Straße 3—4 in der Deutschen Bundesrepublik an die Auslieferungsstelle: KUNST UND WISSEN, Inhaber Erich Bieber, 7 Stuttgart 1, Wilhelmstraße 4—6 bei Wohnsitz im übrigen Ausland an den Deutschen Buch-Export und -Import, GmbH, 701 Leipzig I, Postschließfach 276 oder direkt an den AKADEMIE-VERALG, GmbH, 108 Berlin 8, Leipziger Straße 3 - 4

Fortschritte der Physik 14, 1—69 (1966)

Neuere Ergebnisse aus der Geophysik II 1 ) Physik der Erdkruste und des oberen Erdmantels Teil 1: Probleme der Geodynamik Herrn Prof. Dr. Dr.-Ing. E. h. R. Eompe zum 60. Geburtstag gewidmet 0 . LTJCKB,

Berlin-Friedrichshagen

1.1. E i n l e i t u n g Von dem Begriff der Geotektonik scheint sich eine neue Auffassung durchzusetzen [2], die über die reine Beschreibung der geologischen Befunde hinausgeht. Danach ist es ihre Aufgabe, die Bewegungen der Erdkruste und die Massenverlagerungen auf chemische und physikalische Prozesse zurückzuführen oder wenigstens die geotektonischen Vorstellungen mit den Prinzipien der Chemie und Physik in Übereinstimmung zu bringen. Für diese neue Auffassung ist auch der Begriff ,,Tektonophysik" geprägt worden. Eine geophysikalische Formulierung der genannten Aufgabe ist das Programm von A. E. S C H E I D E G G E R . Gegeben sind die Deformationen der Geotektonik. Daraus ist auf die erzeugenden Spannungen und ihre Ursachen zu schließen. Das Problem ist demnach mit den Methoden der Thermomechanik zu behandeln. I m Laufe der letzten zwei Jahrhunderte sind einige prinzipielle Vorstellungen über die geotektonischen Prozesse der Entstehung der Kontinente und der Bildung von Gebirgen geschaffen worden, die Abstraktionen aus der Fülle der geologischen und geophysikalischen Erfahrungen darstellen. Nach A. E . S C H E I D E G G E R [2] h a t man kaum damit zu rechnen, daß sie durch wesentlich neue Ideen ergänzt werden können. Sie werden in den folgenden Ausführungen zusammen mit den neuen Forschungsergebnissen und -methoden dargestellt, die die Lösung der gestellten Aufgabe fördern und eine Synthese der Hypothesen herbeiführen können, und zwar: a) Die Hypothese der thermischen Zyklen (nach J O L Y ) zusammen mit den Theorien der thermischen Entwicklung der Erde. b) Die Kontraktionshypothese zusammen mit der Mechanik und Thermodynamik der deformierbaren Körper, soweit diese Methoden auf die feste Erde angewendet werden können. !) Teil I dieser Serie erschien in Fortschr. Phys. 11, 587—631 (1963). 1

Zeitschrift „Fortschritte der Physik", Heft 1

2

0 . LTTCKE

c) Die Expansionshypothese und ihre Rolle im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie nach P . J O E D A N . d) Die Undulationstheorie zusammen mit neuen geologischen Anschauungen und geophysikalischen Methoden. e) Die Hypothese über die Auswirkungen einer differenzierten Rotation der Erde. f) Die Kontinentalverschiebungshypothese zusammen mit Ergebnissen der paläomagnetischen Forschungen. g) Die Hypothese über die Unterströmungen und die Konvektionen im Erdman^el zusammen mit dem Verhalten des Materials unter sehr hohem Druck und hoher Temperatur. Die Schwierigkeiten bei der Diskussion der genannten Hypothesen rühren einerseits von den riesigen Dimensionen des Erdballs her, von dem etwa der 10 a -te Teil direkten Beobachtungen zugänglich ist, andererseits von dem unvorstellbar langsamen Ablauf geotektonischer Prozesse. Deshalb werden der Diskussion einige Ergebnisse der Geochronologie vorangestellt. 1.2. M e t h o d e n u n d E r g e b n i s s e g e o c h r o n o l o g i s c h e r

Forschungen

Der gegenwärtige Zustand des Erdkörpers ist immerhin noch relativ leicht zu erforschen im Vergleich zu seiner geologischen Entwicklung. Trotzdem sind große Erfolge erzielt worden. Die großen Etappen der Entwicklung und ihre Zeitskala sind für die Diskussionen in den folgenden Abschnitten hinreichend genau festgestellt. Diese Ergebnisse und die Methoden, mit deren Hilfe sie gewonnen wurden, bilden den Inhalt der historischen Geologie, die zuweilen auch Stratigraphie genannt wird. 1.2.1.

Die Lehre von den Schichten in den äußersten Teilen des Erdkörpers (die Stratigraphie) bietet auch die einfachste Methode, eine Zeitskala aufzustellen. Der Entstehung nach unterscheidet man bekanntlich drei Arten von Gesteinen: Sedimente, Erstarrungsgesteine und metamorphe Gesteine. Die Sedimente sind aus Ablagerungen von Gesteinsschutt, Sanden oder (und) Tonen entstanden, die wiederum Produkte der Verwitterung an der Erdoberfläche sind. Die jahreszeitlich schwankende Menge und Art der Ablagerungen machte in gewaltigen Sedimentlagern die Abzählung der „Jahresringe" möglich. Diese so gewonnene vorläufige Zeitskala für die geologische Entwicklung stand lange Zeit in krassem Gegensatz zu den Berechnungen der Physiker Lord K E L V I N und H . v. H E L M H O L T Z über die Energiequellen und damit das Alter der Sonne, das zu wenigen Millionen Jahren bestimmt wurde [