Ist ein veralteter Begriff der in der
Lehre verwendet wurde um Struktur und Aufbau der Erde zu beschreiben.
Unter dem Begriff Geologie, der seitdem
späten 18.Jahrhundert verwendet wird, verstand man zunächst nur die
Entwicklungsgeschichte der Erde, während heute der Begriff auch den
Aufbau beinhaltet.
Geologie
Die Geologie wird in viele Teilgebiete
eingeteilt die unter dem Begriff Geowissentschaften zusammengefasst
werden. So beschäftigt sich z.B die Geochemie mit Methoden aus der
Chemie um geologische Fragestellungen zu beantworten. Die
Geostatistik kommt insbesondere im Bergbau zum Einsatz und benutzt
mathematische Prinzipien. Geophysik und Geodäsie sind weitere
Teilgebiete der Geologie. Durch enormen Wissenszuwachs werden viele
Teilgebiete nochmals in spezielle Richtungen unterteilt.
Die Geologie ist die Wissenschaft vom
Aufbau und der Zusammensetzung der Erde sowie die Prozesse die sie
formten. Das Material mit dem sich Geologen beschäftigten sind
Gesteine. Aufgeschlossene Gesteine werden anhand ihrer Merkmale
definiert, kartiert und ein geologisches Profil erstellt. Durch
Exploration kann der Geologe vorhersagen welche Gesteine im
Untergrund lagern.
Geschichte
Schon in der Antike verfügten die
Menschen über praktische Kenntnisse um mineralogische Rohstoffe zu
verwerten. Im 5 Jahrhundert vuZ. beschäftigten sich ionische
Gelehrte damit, Ursachen von Erdbeben zu erforschen oder die
Herkunft von Fossilien zu klären.
Lange Zeit blieb die Lehre des
Empodakles (von den 4 Elementen) und die Lehre des Aristoteles
(Transmutation der Elemente) die vorherrschende Vorstellung über die
Natur von Gesteinen und Mineralen.
Bis ins 12. Jahrhundert gingen viele
der praktische Kenntnisse verloren da ein beharren auf den alten
Theorien keinen entscheidenden Fortschritt einbrachte.
In Europa begann in dieser Zeit die
Alchemie sich wieder mit der Bildung von Gesteinen und Mineralen zu
beschäftigen.
Humanistische Gelehrte wie G.Agricola
oder Paracelsius sammelten empirische Daten und entwickelten
praktische Methoden für den aufblühenden Bergbau. (Agricola)
1669 führte der dänische
Wissenschaftler N.Steno das strathigrafische Prinzip ein. Hier
erklärte er die räumliche Lagerung von Sedimentschichten und ihre
zeitliche Abfolge. N.Steno vollzog damit einen wichtigen Schritt zur
Etablierung der Geologie als Wissenschaft.
Im 18.Jahrhundert wurden die
grundlegenden Methoden der geologischen Kartierung und der Erstellung
strathigrafischer Profile geschaffen. Die Geologie als moderne Wissenschaft
wird mit dem Plutonismus-Neptunismus-Streit datiert.
Der britische Ingenieur W.Smith führte
den Gebrauch von Leitfossilien zur Datierung von Gesteinsschichten in
die Geologie ein.
Von 1830- 1850 kam es nach der
Auseinandersetzung von Plutonisten und Neptunisten zur 2. Kontroverse
in der Geschichte der Geologie.
Der Katastrophismus ging davon aus, das
globale Umwälzungen mit einer anschließenden Neuschöpfung der
ausgerotteten Lebewesen stattgefunden hatte. Die Aktualisten
vertraten eine stetige und gleichmäßige Entwicklung der Erde in
vielen kleinen Schritten.
C.Darwin folgte in seiner
Evolutionstheorie den aktualistischen Prinzip nach der sich neue
biologische Arten langsam entwickeln.
In der Folgeeit befassten sich die
Geologen vermehrt mit tektonischen Prozessen. Nachdem man zuerst an
nahm das die Position der Kontinente und Ozeane unveränderlich ist
sprach A.Wegener 1915 in seiner Kontinentaldrift-Hypothese erstmalig
von der horizontalen Bewegung des Festlandes. Erst 30 Jahre später konnte sich die
Hypothese durchsetzen und gilt heute als allgemein akzeptierte
Theorie der Plattentektonik.
Allgemeine Geologie
Die allgemeine Geologie untersucht die
Kräfte die auf den Erdkörper einwirken und die Prozesse die an der
Gesteinsbildung mitwirken.
Prozesse die an der Oberfläche
stattfinden werden exogen, die im Erdinnern stattfinden als endogen
bezeichnet.
Exogene Prozesse
Auf die Erdoberfläche wirken Kräfte
ein wie Schwerkraft, Rotation der Erde oder die Sonneneinstrahlung.
Exogene Kräfte führen zur Bildung von Sedimentgesteinen. Dies
geschieht durch:
physikalische Erosion (Wind, Wasser,
Eis)
chemische Verwitterung
physikalische Verwitterung ( Schotter,
Sand usw. mit anschließender Diagenese)
chemische Ausfällung (Evaporite)
Ein komplexes Gebiet exogener Prozesse
ist die Bodenkunde. Quartärgeologie beschäftigt sich mit den
Ereignissen der letzten Eiszeit.
Endogene Prozesse
Beinhaltet die Prozesse innerhalb der
Erdkruste wie z.b. Radioaktivität, Wärmeentwicklung oder Fragen des
Magmakerns der Erde und führen zur Bildung von methamorphosen oder
magmatischen Gesteinen. Die Methamorphose beginnt mit der:
Erhöhung des Drucks- unter andauernder
Ablagerung von Sedimenten auf unterlagernde Schichten. Beginn der
Bildung von Festgesteinen (Diagenese)
Verformung der Gesteine,
Rekristallisierung von Mineralien, Druck- und Temperaturerhöhung
(Metamorphose)
Anatexis möglich (Aufschmelzung von
Gesteinen) Magma steigt auf
Bildung von Plutoniten oder Vulkaniten
Historische Geologie
Erforscht die Geschichte der Erde von
der Entstehung bis zur Gegenwart und die Evolution. Als
Informationsquelle und Gegenstand der Forschung dient in der Geologie
die Ausbildung der Gesteine einschließlich der erhaltenen Fossilien.
(Lithofazies, Biofazies)
Die Erdgeschichte wird in geologischen
Zeittafeln strathigrafisch und geochronologisch dargestellt.
Strathigrafie
Die Lagerungsregel ist die Grundlage
der Strathigrafie. Eine Schicht am Hangenden ( "oben")
wurde später abgelagert als eine Schicht im Liegenden. ("unten")
Bei dieser Regel muss beachtet werden das später durch tektonische
Ereignisse Schichten verstellt oder überkippt sein können.
Intrusionen können in bestehende
Schichten eindringen und somit zur Ausnahme von der Regel werden.
Angewandte Geologie
Das Gebiet der Geologie beschäftigt
sich mit der Nutzung geologischer Erkenntnisse. Zum Beispiel mit
Frühwarnung vor Naturkatastrophen. (Erdbeben, Vulkanausbrüche)
Wichtige Teilgebiete der angewandten
Geologie sind die Hydrologie ( Fließverhalten und Qualität von
Wasser, Hochwasserschutz) Weitere Teilgebiete sind:
Ingenieurgeologie
Die Ingenieursgeologie ist eine
angewandte Geowissenschaft. Sie verbindet die klassische
Geowissenschaft sowie das bautechnische Ingenieurswesen. Aufgaben
sind u.a.:
Beschreibung und Klassifizierung von
Böden und Fels
Baugrundstabilität
Deponiebau
Talsperrengeologie
Verkehrswegebau und Tunnelbau
Lagerstättenkunde
Das Teilgebiet der Geowissenschaft
beschäftigt sich mit den natürlichen Anreicherungen von festen,
flüssigen oder gasförmigen Rohstoffen die in Wirtschaft oder/und
Industrie genutzt werden können. Neben der Erkundung (Prospektion)
von Lagerstätten beschäftigt sich die Wissenschaft mit ihrer
Erschließung.(Exploration) Ein wichtiges weiteres Aufgabengebiet
ist die Klassifizierung der aufgefundenen Lagerstätten.
Bodenkunde(Pedologie, altgriechisch
pedon=Boden)
Die Bodenkunde beschäftigt sich mit
der Entstehung von Böden, ihrer Eigenschaften und Bestandteilen
sowie ihrer Klassifizierung.
Die Bodenkunde ist eine Wissenschaft
die im 19.Jahrhundert begründet wurde. Sie ist eine
interdisziplinäre Wissenschaft die vor allem Erkenntnisse und
Methoden aus Physik, Chemie und Biologie verwendet.
Von großer Bedeutung sind die
Erkenntnisse der Bodenkunde für Landwirtschaft, Forstwirtschaft und
der Ökologie.
Geochronologie
Die Geochronologie ist die Wissenschaft
die sich mit den Ereignissen und deren Zeitdauer beschäftigt.
(Geo-Erde, chronos-Zeit, Zeitdauer)
Die Entstehung von Gesteinen und
Sedimenten werden von der Geochronologie zeitlich datiert.
Geochronologische Einheiten werden immer in der Beziehung
älter/jünger ausgedrückt.
Es gibt eine Reihe von Methoden um die
Schichtfolgen anhand weltumspannender Ereignisse zeitlich einzuordnen
und in Beziehung miteinander zu bringen. N. Steno formulierte 1669
das Lagerungsgesetz in dem er feststellt das unten liegende Schichten
älter sind als darüber liegende. Dadurch wurde es möglich eine
relative Schichtfolge aufzustellen. Eine weitere Möglichkeit ist die
Bestimmung durch Leitfossilien.
Bis vor relativ kurzer Zeit gab es
keine Möglichkeit zur absoluten Altersbestimmung von Gesteinen.
Erst die Entdeckung der Radioaktivität ermöglichte es verschiedene
Messmethoden zu entwickeln:
-Isotopenuntersuchung
Radioaktive Isotope und ihre
Zerfallsprodukte werden genutzt um das Alter von Gesteinen zu
bestimmen.
-Rubidium-Strontium-Methode
-Uran-Blei-Methode
Es werden 2 Zerfallsreihen genutzt:
1.Radioisotop U-235 bis zum stabilen Pb
207 (Halbwertszeit 703,7 Millionen Jahre)
2 Radioisotop U-238 bis zum stabilen Pb
206 (Halbwertszeit 4,4 Millionen Jahre)
Rubidium 87 zerfällt in Strontium
87. Die Halbwertszeit beträgt 47 Milliarden Jahre. Die Methode
eignet sich für die Bestimmung sehr alter Gesteine mit einen
Fehlerquotienten von mehreren 10 Millionen Jahren.
Es gibt eine Reihe weiterer Methoden
durch Zerfallsreihen von Elementen Altersdatierungen vorzunehmen. (
Kalium-Argon, Aluminium-Beryll)
Geomorphologie (geo=Erde, morphe=Gestalt, Form,
logos=Lehre)
Die Geomorphologie untersucht die
formbildenden Prozesse der Erdoberfläche. Zusammenhänge und
gegenseitige Einflußnahme von Lithosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre
und Biosphäre werden untersucht. Diese Erkenntnisse werden im
Einklang zu Reliefsphäre gebracht.
Das derzeitige Klima und das Klima in
den vergangenen Erdzeitalter sind wichtige Faktoren zum Verständnis
der Geoorphologie. Die Gestaltung der Obeflächenformen durch exogene
Prozesse steht im Vordergrund der Forschung der Geomorphologie.
Lagerstättenkunde
Geschichte der Geologie in Thüringen
Lagerstättenkunde
Gesteinsbildende Minerale
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