Naturgeschichte, Bergbau, Alchemie, Sammelleidenschaft und Schöpfungsglaube: um 1750 beginnt sich die Geologie auf dieser Grundlage als eigenständige Naturwissenschaft herauszubilden. Das deutete sich bereits in den vielen Theorien des 18. Jahrhunderts an, die über den Verlauf der Erdgeschichte spekulierten und manchmal von gewaltigen unterirdischen Feuern erzählten. Meistens aber stellten sie die biblische Sintflut ins Zentrum, über deren Auswirkungen und Mechanismen naturforschende Mediziner, Theologen und Gelehrte leidenschaftlich debattierten, darunter weltberühmte Universalgenies wie Gottfried Wilhelm Leibniz, aber auch naturforschende Professoren wie der hallische Mediziner Johann Gottlob Krüger (1715–1759).

In seiner Erdgeschichte vertrat der Hallenser Naturforscher Johann Gottlob Krüger die Ansicht, dass die Sintflut niemals solche gravierenden Veränderungen hätte hervorrufen können, wie sie heute auf der Erde beobachtet werden können. Krüger hielt stattdessen drei große vorsintflutliche Ereignisse für entscheidend, die nacheinander stattgefunden haben mussten: eine allgemeine Überschwemmung, eine globale Erdbebenkatastrophe mit Feuern, die zum Aussterben früher Wasserbewohner und zur Bildung von Schiefergesteinen führte, sowie mehrere lokale Erdbeben, die schließlich die Gesteinswelt zertrümmerten. Wann genau sich all das abgespielt haben sollte, wusste er aber nicht zu sagen.

In der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts etablierten sich die typischen Methoden der Geologie: Minerale und Gesteine wurden anhand ihrer sinnlichen und chemischen Eigenschaften bestimmt, Gesteinsschichten stratigraphisch untersucht und erste geologische Karten angefertigt.

Die zweiteilige kolorierte Karte des sächsischen Erzgebirges zeigt typische Szenen aus dem Bergbau, der in dieser Region auf eine über 800-jährige Tradition zurückblicken kann und ihre die wirtschaftliche und kulturelle Entwicklung prägte. Wissen und Techniken des erzgebirgischen Bergbaus waren für die Geologie auf ihrem Weg zur Wissenschaft richtungsweisend, ganz besonders im deutschsprachigen Raum. Denn nach dem Siebenjährigen Krieg erfuhr der Bergbau einen regelrechten Modernisierungsschub. Bergakademien wurden gegründet, um auf wissenschaftlicher Grundlage Experten auszubilden, die den Rohstoffabbau zum wirtschaftlichen Wohl des Landes optimieren sollten. Die berühmte Bergakademie im sächsischen Freiberg wurde 1765 gegründet und schnell zum Zentrum und internationalen Vorbild dieser Entwicklung.

Dies ist, soweit bekannt, die erste, wenngleich noch grobe, geologische Karte Kursachsens. Sie veranschaulicht die geographische Verteilung der Gesteinsarten mithilfe verschiedener Farben, Zeichen und Buchstaben. Gezeichnet und veröffentlicht wurde sie vom sächsischen Berghauptmann Johann Friedrich Wilhelm von Charpentier (1738–1805), der an der Bergakademie in Freiberg lehrte. Sie war grundlegend für die umfassende geognostische Landesuntersuchung Sachsens ab Ende des 18. Jahrhunderts.

Das beeindruckende Lehrmodell des Treibeschachtes der Grube König David bei Annaberg aus der Zeit um 1800 diente einst dazu, Studenten der Bergakademie die Techniken und Funktionsweisen der Erzförderung unter Tage zu veranschaulichen. Da der Schacht entsprechend der Gebirgsfaltung nicht gerade, sondern s-förmig verläuft, wird er als verzogen bezeichnet. Gut zu erkennen ist auch das darüberstehende Fachwerkhäuschen, das den Göpel – eine wassergetriebene Fördermaschine – beherbergt.

Werner etablierte nicht nur die Geognosie, wie die Geologie damals genannt wurde, als empirisch arbeitende Erfahrungswissenschaft, sondern war auch Hauptvertreter des Neptunismus. Die Anhänger dieser einst populären Theorie der Gesteinsentstehung waren davon überzeugt, dass sich nahezu alle Gesteine nach und nach in einem Urozean gebildet und bei sinkendem Wasserspiegel abgelagert hätten, wodurch im Laufe der Zeit typische Schichtfolgen entstanden seien. Diese hatten sie in den mitteldeutschen Gebirgslandschaften genauestens beobachtet. Aktive Vulkane, die es dort ohnehin nicht zu sehen gab, hielten die Neptunisten für nebensächliche Erscheinungen, ohne jegliche Bedeutung für die Erdgeschichte. Die ältere Theorie aber, vertreten von den Vulkanisten, sah gerade in feuerspeienden Vulkanen die wichtigste gesteinsbildende Kraft, auch wenn sie über deren Funktionsweise lediglich spekulieren konnten. Nach seinem Tod verloren Werners neptunistische Thesen rasch an Bedeutung, seine Methoden der Geognosie aber prägten die Forschungspraxis der jungen Geologie bis weit ins 19. Jahrhundert hinein.

Werners Kennzeichenlehre diente der systematischen Beschreibung der äußeren Eigenschaften von Mineralen, die es anhand von Farbe, Geruch, Geschmack, Klang, Schwere, Kälte und Härte mit allen Sinnen möglichst vollständig zu erfassen galt, um sie sicher benennen und klassifizieren zu können. Damit wollte er dem forschenden Geognosten ein einfaches Werkzeug in die Hand geben, um – bei entsprechender Übung – vorgefundene Minerale und Gesteine im Gelände schnell bestimmen zu können. Die Farbe betrachtete er als das wichtigste und zuverlässigste Bestimmungsmerkmal, für das er eine besonders detaillierte Terminologie entwickelte, die alle Varianten und Abstufungen erfassen sollte.

An der Frage Ist der Basalt im Wasser oder im Feuer entstanden? entzündete sich um 1780 ein jahrelanger scharfer Disput zwischen Neptunisten und Vulkanisten, der als Basaltstreit berühmt geworden ist und uns sogar in Goethes Faust begegnet. Er kann sozusagen als Gründungsdebatte der modernen Geologie in Deutschland gelten. Den Sieg fuhren am Ende die Vulkanisten ein, deren Ansicht sich schließlich im frühen 19. Jahrhundert allgemein durchsetzte. Denn ihre Forschungen, unter anderem in der Eifel und der französischen Auvergne, ließen kaum mehr daran zweifeln, dass Basalt keinesfalls ein Kind des Wassers sein konnte. Heute wissen wir, dass Basalt ein vulkanisches Gestein ist, das entsteht, wenn dünnflüssiges Magma an der Erdoberfläche oder im Ozean austritt und relativ schnell zu Basaltlava erkaltet. Die ozeanische Kruste besteht hauptsächlich aus Basalt, aber auch auf dem Festland, etwa in den deutschen Mittelgebirgen, kommt das feinkristalline Gestein häufig vor.

Wenn Lava langsamer abkühlt und sich zusammenzieht, kann es zu Spannungen im Gestein kommen. Die dabei auftretenden Schrumpfungsrisse verlaufen senkrecht zu den Abkühlungsflächen, wodurch sich polygonale – häufig sechseckige – prismatische Säulen bilden. Dieser Säulenbasalt ist überall auf der Welt zu finden, in Deutschland zum Beispiel in der Eifel, im Erzgebirge oder in der Oberlausitz, wo auch dieses Exemplar herkommt.

Berühmt sind die großen Basaltsäulengebiete in Nordirland und an der schottischen Westküste, wie etwa auf der kleinen Insel Staffa. Scipione Breislaks (1750–1826) Atlas der Basaltformationen führte Zeitgenossen den Reichtum der bisweilen bizarren Basaltlandschaften Europas und Mexikos auf hochwertigen Kupferstichen vor Augen.

Werner und seine Anhänger wie Gegner orientierten sich noch stark an der Vorstellung klassischer Schichtvulkane mit großen Kratern wie dem Ätna oder dem Vesuv, die Asche und Lavaströme hervorbrachten und immer wieder beliebte Ziele von Forschungs- und Kavaliersreisen waren.

In der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts hatten sich zunächst die Forschungsmethoden der Geologie allmählich herausgebildet, wie etwa die Mineral- und Gesteinsanalyse, die Untersuchung von Gesteinsschichten im Gelände, das Anfertigen von geologischen Karten oder die Beschreibung von Fossilien. Nun, um 1800, stand die Geologie inmitten ihrer Blüte und entwickelte sich zu einer regelrechten Modewissenschaft. Aufwendige Forschungsreisen und Exkursionen führten häufig zu vollkommen neuen Erkenntnissen und waren für jeden Geologen, der etwas auf sich hielt, unverzichtbar.

Georges Cuvier (1769–1832) gilt als Hauptvertreter der im frühen 19. Jahrhundert noch populären Katastrophentheorie. Seine Forschungen waren wegweisend für die moderne Paläontologie, denn es gelang ihm, viele ausgestorbene Tierarten oft nur anhand weniger versteinerter Knochenreste erstaunlich genau zu rekonstruieren. Da diese nur in bestimmten Gesteinsschichten vorkamen, schien klar, dass die Erde sich immer wieder sprunghaft verändert haben musste. Das erste fossile Skelett eines Plesiosaurus, eines langhalsigen Meeresreptils, wurde allerdings von einer Frau im Jahr 1821 entdeckt und minutiös freigelegt: der Fossiliensammlerin Mary Anning (1799–1847), die wenige Jahre zuvor auch das erste Skelett eines Fischsauriers (Ichthyosaurus) ausgegraben hatte.

Ein vehementer Gegner Cuviers war der britische Geologe Charles Lyell. Er behauptete, dass Cuvier und all die anderen sogenannten Katastrophisten die geologischen Befunde vollkommen falsch deuteten. Was auf den ersten Blick wie ein plötzlicher, gewaltiger Umbruch erscheine, sei in Wahrheit das Ergebnis unendlich langsamer, gleichförmiger und kontinuierlicher Prozesse. In einem ewigen Kreislauf entstünden so Landschaften und Lebenswelten, die sich wandelten und wieder vergingen. Die gleichen geologischen Kräfte und Prinzipien, die vor Millionen von Jahren schon wirkten, prägten die Erdoberfläche laut Lyell auch heute noch. Lyells Prinzip des steten Wandels, der kaum sichtbar ablaufe, sich anhand weniger Spuren aber rekonstruieren lasse, wird Uniformitarismus oder auch Aktualismus genannt. Beide Sichtweisen, Katastrophismus und Uniformitarismus, standen sich in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts gegenüber.

Bändererze sind eisenhaltige marine Sedimentgesteine mit magnetischen Eigenschaften, die in der Frühzeit der Erde entstanden sind und somit zu den ältesten Gesteinen der Erde gehören. Da im Meerwasser und der Atmosphäre noch kein Sauerstoff vorhanden war, sind sie nicht oxidiert. Unter den heutigen Bedingungen auf der Erde können sie nicht mehr entstehen und widerlegen so die These des Aktualismus.

Der englische Geologe Henry Thomas de la Bèche (1796–1855) schuf 1830 mit seinem später oft kopierten und adaptierten Aquarell die erste Rekonstruktion einer vorzeitlichen Lebenswelt mit Pflanzen und Tieren. Er stützte sich dabei auf Funde aus Südwestengland. Zwischen Flugsauriern, Schildkröten und Krokodilen finden sich – in einen dramatischen Kampf verwickelt – Plesiosaurus und Ichthyosaurus, die erstmals von Mary Anning ausgegraben worden waren.

Die Geologie entwickelte sich um 1800 zu einer regelrechten Modewissenschaft, die sowohl Naturforscher als auch Laien anzog, so auch den hallischen Juristen Christian Keferstein (1784–1866), dem dieses Kapitel gewidmet ist. Schon als Kind begeisterte er sich für Steine und legte eine umfangreiche Sammlung an, die er später den Franckeschen Stiftungen schenkte. Als Amateurgeologe brachte er es zu einigem Ansehen, unter anderem durch sein ehrgeiziges Pionierprojekt einer geologischen Karte ganz Deutschlands.

Wir wissen leider nicht, wie Christian Keferstein ausgesehen hat. Vielleicht können wir ihn uns ein bisschen so vorstellen wie den ganz in die andächtige Betrachtung eines Steins versunkenen Geologen auf dem Bild von Carl Spitzweg (1808–1885). »Bald wurde der Wanderstab auch weiter gesetzt; […] stets hatte ich den Ränzel auf dem Rücken, den Hammer in der Hand und war mit Steinen beladen«, schrieb Keferstein in seinen Memoiren. Spitzwegs Forscher wirkt dabei etwas aus der Zeit gefallen und mit der fürs Steinesammeln ungeeigneten Botanisiertrommel eher schrullig. Keferstein hingegen stand auf der Höhe der Zeit und galt lange als respektabler und engagierter Geologe.

Johann Wolfgang von Goethe (1749–1832) versicherte in seinem Brief, Kefersteins Arbeit an den geologischen Karten »theilnehmend verfolgen« und sich »von Zeit zu Zeit mit den ausführenden Künstlern« besprechen zu wollen. Zudem zeigte er sich zuversichtlich, dass es dem Kartenprojekt »an guter Wirkung […] nicht fehlen« werde.

Die Herausgabe dieser Zeitschrift, das Verfassen der Artikel und die Erarbeitung der Karten beschäftigten Keferstein zehn Jahre lang. Absatzprobleme und Spannungen mit dem Verleger brachten das ambitionierte Projekt nach sieben Bänden mit insgesamt 20 Heften schließlich zum Erliegen.

In seiner Autobiographie schilderte Keferstein hauptsächlich sein Wirken in der Geologie der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Dabei inszenierte er sich als unabhängiger, den herrschenden Ansichten mutig entgegentretender Geologe. Die stets erhoffte Anerkennung von Fachkollegen blieb ihm allerdings weitgehend verwehrt. Nach 1840 wandte sich Keferstein, auch wegen seines fortgeschrittenen Alters, das keine Wanderungen mehr zuließ, anderen Themen zu – wiederum mit ganz eigentümlichen Thesen. So versuchte er etwa mittels Sprachforschung und archäologischen Quellen, das »Keltenthum der Germanen« zu beweisen.

Gebildete Dilettanten wie Keferstein waren noch in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts keine Seltenheit und bereicherten mit ihrer Forschung die Geologie auf ihrem Weg zur anerkannten Wissenschaft. Um 1850 aber wurden sie zu einem Auslaufmodell, die Zeiten der Quereinsteiger ohne naturwissenschaftliches Studium waren nun vorbei. Die Geologie hatte sich als eigenständige Wissenschaft an den Universitäten etabliert.

Spätestens seit Beginn der industriellen Revolution vor rund 250 Jahren greift der Mensch massiv in das globale Ökosystem ein und beeinflusst zugunsten seiner stetig wachsenden Bedürfnisse atmosphärische, biologische und geologische Prozesse. Was sich in Jahrmillionen entwickelte, vermag er innerhalb weniger Generationen unwiederbringlich zu zerstören. Angesichts der unvorstellbar langen Erdgeschichte, die sich im 19. Jahrhundert offenbarte, galt der Mensch lange Zeit als nahezu unbedeutende Randerscheinung ohne großen Einfluss. Nun rückt er wieder mitten ins Zentrum des Geschehens. Deshalb wird nicht nur unter Geologen darüber diskutiert, ob durch diesen tiefgehenden menschlichen Eingriff eine neue geologische Erdepoche eingesetzt hat: das Anthropozän – das Zeitalter, in dem der Mensch fundamental die Erde verändert.