Die geologische Lehrsammlung von Albert Heim an der ETH Zürich

Mehrere Meter unter dem Erdboden im Untergrund des erdwissenschaftlichen Gebäudes Naturwissenschaften Ost (NO) an der ETH Zürich ist sie archiviert: Die wissenschaftshistorisch wertvolle und einmalige Lehrsammlung von Prof. Dr. Albert Heim (1849 – 1937), dem Altmeister der Schweizer Geologie. Diese Sammlung stellt zweifellos eine der wertvollsten Unterabteilungen der Erdwissenschaftlichen Sammlungen der ETH Zürich dar. Als Professor an der ETH und der Universität Zürich von 1872 bis 1911 war Albert Heim einer der bekanntesten und einflussreichsten Alpengeologen seiner Zeit. Den Grossteil der hier aufbewahrten Objekte hat Albert Heim für die Lehre und als Unterrichtsmaterial in seinen vielfältigen Vorlesungen an der ETH verwendet. Diese hervorragend ausgebaute geologische Lehrsammlung galt damals als eine der ersten ihrer Art in Europa. Sie umfasst ca. 1500 Gesteinsobjekte (Fig. 1).

 Fig. 1: Die wissenschaftshistorisch bedeutende Lehrsammlung aus dem 19. Jahrhundert von Prof. Dr. Albert Heim. Die Gesteine dieser Lehrsammlung sind auf E-Pics, der Plattform für Bildkataloge der ETH Zürich, als Fotografien öffentlich zugänglich (https://ews.e-pics.ethz.ch).

Die geologische Lehrsammlung von Albert Heim beinhaltet auch etwa 100 Reliefs, welche einen wesentlichen Bestandteil der Demonstrationsobjekte für seine Lehre bildeten. Unter der Anleitung von Albert Heim wurden ab etwa 1890 viele Reliefs geformt, abgegossen und geologisch bemalt. «Geologische Erkenntnis kann auf keine Art schöner und verständlicher zur Darstellung gebracht werden als im Relief», mit diesen Worten umschrieb Albert Heim den wissenschaftlichen und didaktischen Zweck und Wert von Reliefs in den Erdwissenschaften. Einige Prunkstücke der Reliefsammlung sind heute öffentlich zugänglich im Gebäude Naturwissenschaften Ost (NO) der ETH an der Sonneggstrasse 5 in Zürich (Fig. 2).

 Fig. 2: Sammlung von geologischen und topographischen Reliefs im Gebäude Naturwissenschaften Ost (NO) der ETH Zürich. Links: Säntisgipfel, 1:2’500, hergestellt 1899 von Carl Meili (1871 – 1919) nach Anleitung von Albert Heim; Rechts: Säntis, 1:25‘000, hergestellt 1904 von Carl Meili nach Anleitung von Albert Heim

Ausgehend von Detailstudien in den Glarner Alpen verband Albert Heim seine eigenen geologischen Beobachtungen mit dem Fachwissen seiner Zeit und entwickelte neue Theorien, die teilweise zu heftigen Disputen mit Fachkollegen führten. Das bekannteste Beispiel hierfür ist die Kontroverse über die Interpretation bezüglich einer messerscharfen geologischen Linie im Grenzgebiet der Kantone Glarus, Graubünden und St.Gallen. Diese Linie besteht aus einem stark deformierten, verfältelten und hellen Kalkband – dem sogenannten Lochseitenkalk. Entlang dieser «magischen Linie» liegt altes Gestein über jüngerem Gestein. Diese Beobachtung entspricht nicht dem geologischen Grundgesetz von Nikolaus Steno (1669), welches besagt, dass in einer Abfolge von Sedimenten die älteren unter den jüngeren liegen. Albert Heim interpretierte im 19. Jahrhundert diese verkehrte Ablagerung von altem über jüngerem Gestein sowie die Deformationsstrukturen im Lochseitenkalk als Folge eines Faltungsphänomens: Er postulierte die Theorie der Glarner Doppelfalte. In Übereinstimmung mit dieser Theorie sind auch die Etiketten der Handstücke vom Lochseitenkalk in Albert Heims Lehrsammlung beschriftet (Fig. 3): Er beschreibt die Deformationsstrukturen im Lochseitenkalk als Konsequenz der Faltenbildung mit den Adjektiven «ausgequetscht und -gewalzt».

Fig. 3: Oben: geologisches Profil durch die Glarner Alpen (aus: Livret-guide géologique dans le Jura et les Alpes de la Suisse: dédié au Congrès Géologique International (1894), http://dx.doi.org/10.3931/e-rara-19712).
Unten links: Profil durch die «magische Linie» mit «verkehrter» Ablagerung: altes über jungem Gestein. Unten Mitte: Zwei Handstücke vom Lochseitenkalk in der Lehrsammlung. Gemäss originalen Etikettenbeschriftungen handelt es sich bei den Deformationsstrukturen um «Ausquetschungen und -walzungen» als Folge der Glarner Doppelfaltenbildung. Unten rechts: Legende zur stratigraphischen Farbgebung.

Seit mehr als hundert Jahren gilt die Glarner Doppelfalten-Interpretation als überholt. Die scharfe Grenze wird heute als Glarner Hauptüberschiebung bezeichnet und gilt weltweit als Musterbeispiel für eine tektonische Überschiebung. Der Lochseitenkalk repräsentiert dabei Verformungserscheinungen, die typischerweise entlang eines Überschiebungshorizontes stattfinden. Unter der Bezeichnung Tektonikarena Sardona wurde die Region der Glarner Hauptüberschiebung im Juli 2008 von der UNESCO in das Verzeichnis des Weltnaturerbes aufgenommen (https://unesco-sardona.ch/).

Literatur:

Heim, A. (1921). Geologie der Schweiz. Band II Die Schweizer Alpen, Erste Hälfte. Leipzig: Tauchnitz.

Trümpy, R. 1991: The Glarus Nappes: A Controversy of a Century Ago. In: Controversies in Modern Geology (Ed. by Mueller, D.W., McKenzie, J.A. and Weissert, H.). Academic Press, London, 385-404.

Abgebildetete Profile in Fig.3 aus: Livret-guide géologique dans le Jura et les Alpes de la Suisse: dédié au Congrès Géologique International (1894). Lausanne: F. Payot, http://dx.doi.org/10.3931/e-rara-19712