Geographie und Umwelt (Subject) / Geomorphologie (Lesson)

Gesteine, Plattentektonik, tektonische Prozesse (Vulkanismus, Geysire, etc.)

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• Bitte definieren Sie den Begriff "Geomporphologie". Geomorphologie = Wissenschaft von den Oberflächenformen der Erde- Beschäftigt sich mit Formen und Entwicklung der festen Erdoberfläche (Festland, Küste, Meeresboden)
• Woraus bestehen Gesteine allgemein? Welche Arten von Gesteinen unterscheidet man? aus Mineralien - Magmaitische Gesteine (65% der Gesteine der Erdkruste) - Sedimente (8%) - Metamorphe Gesteine (27%
• Magmaite (Entstehung) - auch Primärgesteine genannt - entstehen durch Abkühlung und Erstarrung einer Schmelze, die entweder im Untergrund als Magma oder an Oberfläche als Lava auftritt Je nach dem, wo sie entstanden sind, unterscheidet man zwischen unterschiedlichen Arten: - Vulkanite (z.B. Laven) entstehen an der Erdoberfläche - subvulkanische Gesteine entstehen oberflächennah in Wurzelzonen der Vulkane - Plutonite (z.B. Magma) enstehen einige Kilometer tief in der Erdkruste Des Weiteren unterscheidet man nach: - saurem Gestein (hoher Silizumoxidgehalt) - basischen Gestein (niedriger Silziumoxidgehalt) - Pyrolastika (vulkanisches Lockergestein (z.B. Aschen))
• Sedimente Sedimente entstehen an oder nahe der Erdoberfläche durch Verwitterung, Erosion, Transport, Ablagerung, Diagenese man unterscheidet zwischen:  - klastische Sedimente (entstehen u.a. durch vorher existierende Gesteine; zu ihnen zählen auch Sedimentgesteine wie Sand und Sandstein) - biogene Sedimente (entstehen durch biogene Materialen (z.B. Skelett und Schalenreste); zu ihnen zählen auch Sedimentgesteine wie Kalksteine und Kohlen) - chemische Sedimente (werden aus Lösungen ausgefällt, z.B. Salzgesteine)
• Metamorphite entstehen in größeren Tiefen der Erdkruste (in Ausnahmefällen bis in den Mantelbereich) Entstehen durch Veränderung bereits bestehender Gesteine unter Einfluss von hohem Druck und/oder hoher Temperatur man unterscheidet zwischen: - Paragestein (Metamorphite aus Sedimenten) - Orthogestein (Metamorphite aus Erstarrungsgesteinen)
• Metamorphose - Was ist Metamorphose in der Geologie? - Welche Formen der Metamorphose kennen Sie? Bei der Metamorphose kommt es unter den veränderten physikalischen Bedingungen zu Mineralreaktionen, also zur Neu- oder Umbildung von Mineralen, wobei das Gestein im festen Zustand verbleibt. (nicht so wichtig) Formen: - Regionalmetamorphose: Veränderung des Gesteins bei der Versenkung in tiefere Bereiche, meist in Orogen-Zonen, regionale Verbreitung - Kontaktmetamorphose: Umbildung des Gesteins bei Intrusion von Magma - Dislokationsmetamorphose: Veränderung der Gesteine durch Verschiebung an tektonischen Störungen
• der innere Aufbau/Schalenaufbau der Erde 0-40 km: Erdkruste --> über Kontinenten teilt man auf in obere und untere Erdkruste --> über Ozeanen: nur eine Schicht 40-2891 km: Mantel 2891-5150: äußerer Kern (flüssig) 5150-6370: innerer Kern (fest) - einzelne Schalen sind durch sog. Diskontinutätssprünge getrennt Kilometerangaben nicht wichtig, aber die Reihenfolge
• Mohorovicic- Diskontinuität Diskontinuität: ausschlaggebend für Laufgeschwindigkeit von Erdbebenwellenausschlaggebend, aber auch für Wechsel der mineralogischen Zusammensetzung des Gesteins. lt. Theorie der Isostasie schwimmen Krustenschollen auf Erdmantel, tauchen entsprechend ihres Gewichtes in Mantel ein - Ozean. Kruste: relativ leicht, sehr dünn, daher geringe Eintauch-Tiefe - Kontinentale Kruste: z.T. sehr dick, insbesondere über Hochgebirgen, daher schwerer: taucht tiefer ein Kruste schwimmt auf zähflüssiger Astenosphäre bei zusätzlicher Belastung taucht sie tiefer in das tragende Medium ein und bei Entlastung hebt sie sich. Isostat. Bewegungen der Kruste sind nur möglich, weil Materialverlagerung im Erdmantel darunter erfolgt Mantelmaterial reagiert nur sehr langsam
• Formen vertikaler isostatischer Bewegungen - Sedimentationsisostatische Senkung- Denudationsisostatische Hebung: aufgrund von Erosion und Denudation (Abtragung) nimmt bei Gebirgen die Auflast ab: Hebung- Hydroisostatische Senkung (Meeresspiegelschwankungen)- Hydroisostatische Hebung- Glazialisostatische Bewegungen (Eis)
• Plattentektonik (Definition, Theorien) - vertikale Bewegungen der Erdkruste - Theorien: ---> Kontinentaldrift ----> Seafloor spreading (Ausdehnung des Meeresbodens infolge divergierender (auseinander driftender) ozeanischer Platten (Plattentektonik))
• Mittelozeanischer Rücken (Definition, Phasen) Ein Mittelozeanischer Rücken (abgekürzt MOR) ist ein vulkanisch aktiver Gebirgszug in der Tiefsee, der sich entlang der Naht zweier divergenter Lithosphärenplatten erstreckt. Stadium a: Zwischen zwei Kontinenten bewegt sich ein Teil des Meeresboden nach obem, so dass die Kontinente weiter auseinander driften (divergieren) Stadium b: Der aufsteigende Teil steigt weiter auf, so dass der Meeresspiegel ebenso ansteigt, aufsteigender Teil wird auch breiter, seitlich der aufsteigenden Stelle lagern sich Sedimente ab, Kontinente driften weiter auseinader Stadium c: der austeigende Teil ist immer breiter geworden und nun fast so hoch wie das Land der Kontinte (aber noch immer ist das Meereswasser höher). Sedimente lagern sich noch immer seitlich ab und die Kontinente driften auseinander)
• Arten von Plattengrenzen Ränder der Platten werden Plattengrenzen genannt - Divergente (o. konstruktive) Plattengrenzen: Platten entfernen sich voneinanderIsland liegt z.B. auf dem MOR und wird durchschnittlich 1cm/a breiter - Divergente Plattenränder auf Kontinenten: intrakontinentales Rifting - Konvergente (o. destruktive) Plattenränder: Kollision von zwei Platten, Erdbeben - Konservative (flächenneutrale) Plattengrenzen: Platten gleiten lediglich aneinander vorbei, Erdbeben-->Können bei konvergenten und divergenten Grenzen auftreten--->verlaufen z.B. entlang der MOR--->auch Transform-Störungen genannt
• Welche sind die sechs Großschollen? - Eurasische Platte - Pazifische Platte - Indo-Australische Platte - Antarktische Platte - Afrikanische Platte - Nord- und Südamerikanische Platte - auch weitere kleinere Platten
• Flächenneutrale Plattengrenzen: Transformstörung - Transformstörung: Kontaktbereich zweier tektonischer Platten (Plattengrenze) in dem sich diese beiden Platten seitlich aneinander vorbei schieben.
• Welche Formen der Kontinentalränder kennen Sie? Wie unterscheiden sie sich? Aktiver Kontinentalrand: zw. Kontinent und Ozean ist eine Plattengrenze, hier Subduktion (auch Pazifischer Typ genannt) Passiver Kontinentalrand: Kontinent und Ozean liegen auf der gleichen Platte (auch atlantischer Typ)
• Form und Größe der Kontinente war im Laufe der Zeit Veränderungen unterworfen. Inwiefern? Kontinente brechen auf, Entstehung einer Grabenzone, embryonales Rift (rift valley)---> Beispiel für ein Rift Valley: Ostafrikanischer Graben (in Äthiopien) junges Stadium: Kontinent wurde durch spreading aufgerissen und Ozeanwasser ist eingedrungen, Bruchstücke trennen sich (Bsp. Rotes Meer) reifes Stadium: Platten haben sich noch weiter voneinander entfernt, so dass ein Ozean entstanden ist, stetig neuer Meeresboden (Bsp. Atlantik) Abnehmendes Stadium: Abbau der ozeanischen Platte in den SubduktionszonenSubduktionszonen: Platten driften aufeinander zu, eine sinkt unter die andere ab, in Tiefe Schichten der Lithosphäre und Asthenosphäre, durch dort steigende Temperatur schmilzt eswird von einer Subduktionszone mit der ozeanischen Kruste ein anderer Kontinent herantransportiert, so kommt es zur Kollision, Schließung des Ozeans Geschlossenes Stadium: nur Gebirge zeugen noch von der Entwicklung (wenn zwei Kontinente aufeinander stoßen entsteht ein Gebirge)
• Typen der Orogenese = Gebirgsentstehung - Kordilleren-Typ (Anden-Typ) - Inselbogentyp - Kollisionstyp
• Orogenese: Kordilleren-Typ (Anden-Typ) - ozeanische Platte taucht unter aktiven Kontinentalrand - kontinentale Abtragungsprodukte werden aufgeschoben, es entstehen Kettengebirgsstränge - aktiver Vulkanismus fördert es sehr
• Orogenese: Inselbogentyp Abtauchprozess erfolgt schon in einiger Entfernung vor dem Kontinent - ozeanische Kruste trifft auf ozeanische Kruste - Subduktion wird durch Dichte der gealterten Lithosphärenplatte eingeleitet (freie Subduktion)durch Vulkanismus: Inselbogen auf ozeanischer Kruste - ensimatischer Inselbogen - Inselbogen ist durch Randmeer vom Kontinent getrennt weitere Entstehungsmöglichkeit: - ozeanische Platte wird unter kontinentale Platte subduziert - es bildet sich ein Inselbogen auf kontinentaler Platte, Bsp. Japan - ensialischer Inselbogen - Randbecken: ausgedünnte kontinentale Kruste
• Orogenese: Kollisions-Typ - zwei kontinentale Platten treffen aufeinander, durch die Kollisionen werden die im Meer angesammelten Sedimente zu einem Kollisionsgebirge zusammengeschoben - Beispiel: Himalaya, Ural, Alpen
• Wilson-Zyklus Theorie: alle Kontinente haben große Landmasse gebildet haben, die nach und nach auseinanderbrach. Dieser Prozess der Vereinigung der Kontinente und ihr Auseinanderbrechen wiederholt sich: Wilson- Zyklus 1. Kontinent beginnt von oben aufzubrechen, (initiales) Wasserbecken bildet sich 2. Becken wölbt sich auf (wird größer), Sedimentation an Plattenrändern, Kontinente brechen weiterhin auseinander 3. Platten driften weiter auseinander, (großes) Meer entsteht, Sedimentablagerungen am Rand  4. a) Driftrichtung der Platten ändert sich (sie werden wieder aufeinander zugeschoben), daher entsteht Druck; es bilden sich neue Subduktionszonen     b) Inselbögen entstehen an Subduktionsgrenzen, Magma baut sich auf, Druck nimmt in Richtung Mitte zu 5. Inselbogen wurde auf den Kontinent geschoben (Kollision), ein neues Gebirge ist entstanden, Ozean wird immer kleiner 6. Kontinente komplett zusammen geschoben, Ruhephase (Druck geht weder nach innen noch nach außen)
• Superkontinentzyklus analog zu Phasen 1- 3 des Wilson-Zyklus: Dispersal- Phase (Auseinanderdriften)Konvergenz-Phase (Aufeinanderzudriften Phasen 4- 6 des Wilson-Zyklus' Zyklus endet mit neuem Superkontinent
• Was ist schwerer? Sial oder Sima? Sima: Silicium MagnesiumSial: Silicium AluminumSial ist geringer als Sima (da Aluminum leichter ist)  
• die Astehenosphäre ist Teil des... ...Erdmantels
• Sial und Siam bilden zusammen die... ... Erdkruste
• In einem Kontinent bildet sich über auseinander driftender Asthenosphäre ein sog. … Grabenbruch
• Kollidieren zwei kontinentale Krustenmassen bildet sich ein… Gebirge
• Bruchstrukturen Gesteine unterliegen Spannungen Härtere Gesteine reagieren mit Bildung von Klüfte (Spalten) Verwerfungen = einzelne o. eng gescharte Klüfte an denen horizontale und vertikale Bewegungen stattfinden/stattgefunden haben Arten: Abschiebung, Aufschiebung, Blattverschiebung, Überschiebung, Horst mit Staffelbrüchen, Graben mit Staffelbrüchen
• Erdbeben (Wellentypen) Longitudinal/P-Wellen: hohe Geschwindigkeit, laufen quer durch den Erdkörper Transversal/S-Wellen: Wellen mit vertikaler oder horizontaler Schwingung Rayleigh-Wellen: Oberflächenwellen (gehen nicht in die Tiefe) Love-Wellen: Oberflächenwellen (gehen nicht in die Tiefe)
• Wo gibt es Erdbeben? bes. In der Nähe von Subduktionszonen, an Plattengrenzen (95% der Erdbeben) Flache Beben (0-70km): an divergenten Plattengrenzen und TransformstörungenMitteltiefe Beben: (70-300km): an Konvergenzzonen im kontinentalen BereichTiefbeben (300-720km): Subduktionszonen
• Tsunami Wellengang wird stärker, wenn der Meeresboden höher wird. Man erkennt ihn so:  -erst schneller Rückgang, dann schneller Anstieg des Wasser-Winde-nervöse Reaktionen von Tieren
• Definition Vulkanismus alle Vorgänge und Erscheinungen, die mit der Förderung von Magma (Gesteinsschmelze) aus tieferen Bereichen der Erde zur Erdoberfläche oder in ihre unmittelbare Nähe zusammenhängen
• Definition Vulkan Austrittsstelle von festen, gasförmigen und flüssigen Förderstoffen an der Erdoberfläche 
• Vulkanausbruch Magma steht im Erdinnern unter Druck, durch Aufreißen einer Spalte: Aufsteigen ruhiges Ausfließen oder explosionsartiger Ausbruch  Gründe:  Effusion: Silikatarme (basische) Laven, dünnflüssig: Effusiver Vulkanismus Explosion: Auswerfen glutflüssiger und/oder fester Partikel Silikatreiche (saure) Laven: zähflüssig, Auswurf von Aschen und Schlacken, explosiver Vulkanismus Exhalation: Gasabgabe
• Vulkanformen es gibt jedoch keine scharfe Trennung, an vielen Vulkanen kommen verschiedene Formen vor: - Linearvulkan - Zentralvulkan (Schildvulkan, Caldera) - Lockerstoffvulkane - Gasvulkane - Plutonite
• Vulkantypen: Linearvulkan Effusionen über längere Zeit aus, ständig neu aufreißenden Spalten, Spaltenzone Es fließen große Mengen sehr dünnflüssige basaltische Lava aus, die große Gebiete überfluten es entstehen ausgedehnte Schichten von sog. Plateau- oder Flutbasalte
• Vulkantypen: Zentralvulkan Förderweg: Schlot, d.h. eine Röhre 1) Schildvulkan - Zentraleruptionen- Basische Lava, viskoser als bei Deckenvulkanen- Übereinanderfließen vieler Lavaströme- Bsp. Hawaii, riesiger Schildvulkan, Mauna Loa, Mauna Kea, KilaueaSchichtvulkan (Abbildung) 2) Caldera vulkanische Hohlform, die durch explosive Eruption als Sprengtrichter entstand (Explosionscaldera) und/oder als Einsturzcaldera
• Vulkantypen: Lockerstoffvulkane Sehr viskose, meist saure Schmelzen explosive Ausbrüche mit Lockerstoffen es entstehen flächenhaft ausgebreitete pyroklastische Decken auch Glutwolken mit enormer Mobilität Material bildet beim Erkalten eine feste Masse
• Gasvulkane Gas- Explosionen mit geringer oder ohne Materialförderung äußern es entstehen Durchschlag-Röhren (Maare, mit Wasser gefüllt, aber auch Trocken-Maar) wahrscheinlich durch phreatische Ausbrüche entstanden (Wasser dringt in Magmen- kammer ein, verdampft, Explosion)
• Vulkantypen: Plutonite =Gesteinskörper, die durch aufsteigende Magma entstehen, aber auf dem Weg zur Erdoberfläche erstarren und stecken bleiben - Magmen, die in großen Tiefen erstarren - Schmelzen stammen aus größeren Tiefen und dringen in höhere Stockwerke der Erdkruste ein: Intrusion - Man unterscheidet verschiedene Formen (s. Abbildung):---> Batholith---> Lopolith---> Lakkolith
• Wo kommen Vulkane vor? an Plattengrenzen
• Vulkanismustypen: ozeanischer Riftvulkanismus vorwiegend submarin-effusiver basaltischer Vulkanismus der MOR sowie der darauf gelegenen Inseln  submarin= Unter Wasser effusiv = dünnflüssige Magmen
• Vulkanismustypen: Ozeanischer Intraplattenvulkanismus Vorwiegend submariner Vulkanismus der Tiefseebereiche (seamounts, guyots) sowie der Vulkanismus riftferner Inseln Liegen über beständigen tiefreichenden Spalten (hot spots) Manteldiapir (-plume = Feder): Zone in der sehr heiße Materialströme aus dem Erdmantel bis zur Kruste aufsteigen, stark erhöhte T Hot Spot: über Manteldiapir gelegene örtl. Aufschmelzungszone in der Lithosphäre macht sich durch starke vulkanische Aktivität bemerkbar Hotspots sind ortsstabil, während sich Lithosphärenplatten bewegen: Ketten von Vulkaninseln
• Vulkanismustypen: Vulkanismus der Subduktionszone Spielt sich in Randbereichen der Kontinente oder auf vorgelagerten Inselbögen ab Explosiv-effusiver Vulkanismus, basisch-sauer Feuergürtel des Pazifiks typisch: Schichtvulkane
• Vulkanismustypen: kontinentaler Riftvulkanismus Explosiv-effusiv Liegen unter weit in die Tiefe reichende Spaltensystemen als Ursache für den Vulkanismus werden hot spots angenommen
• Vulkanismustypen Unterscheidung nach: ozeanischer Riftvulkanismus ozeanischer Intraplattenvulkanismus Vulkanismus der Suduktionszone Kontinentaler Riftvulkanismus oder nach Basischer Vulkanismus  intermediärer Vulkanismus saurer Vulkanismus
• basischer Vulkanismus flüssiges Magma geringe Viskosität Gasanteil kann schnell abgegeben werden Lava fließt schnell aus Vulkanismustyp: effusiv Ausbruchsmilleu: submarin typ. Form: Schildvulkan
• intermediärer Vulkanismus höhere Viskosität als bei basischer Lava (verzehnfcht sich explosiv/effusv Ausbruchsmilleu: subglazial, subaerisch Vorkommen: Subduktionszonen, Plattenkovergenz typische Vulkanform: Stratovulkan
• saurer Vulkanismus zähflüssiges Magma sehr hohe Viskosität i.d.R. sehr explosiv Laven fließen nur langsam aus Ausbruchsmilleu: subaerisch typ. Vulkanform: Aschevulkan Vorkommen: Subduktionszonen, Plattenkonvergenz
• postvulkanische Erscheinungen - Fumarolen (neben Gasen tritt heißer Wasserdampf (200-800 Grad) aus) - Solfataren (postvulkanische Dampfquellen mit hohem H2S-Gehalt und Temperaturen unter 200 Grad, bei Kontakt mit Sauerstoff bildet sich freier Schwefel) - Geysire 

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