01. Was versteht man unter „primären“ Bestandteilen von Böden? Erläutern Sie diesen Begriff für die anorganischen (mineralischen) und organischen Komponenten.
Primäre Bestandteile sind ererbte Stoffe mineralisch: unveränderten oder nur mechanisch zerkleinerten Minerale organisch: Ursprung ist die Streu (abgestorbene Biomasse)
02. Erklären Sie die Begriffe „Mineral“ und „Gestein“, erläutern Sie den definitorischen Unterschied.
Minerale: Bestandteile der Erdkruste chemisch und physikalisch homogen auskristallisiert (in Ionengittern angeordnet) Minerale haben eine chemische Formel Gesteine: natürliche Bildungen der Erdkruste aus Mineralen, Bruchstücken von Mineralen oder Gesteinen, Organismenresten und Gemische von Mineralen Gesteine haben keine chemische Formel.
03. Erklären Sie den Unterschied zwischen einem „amorphen“ Mineral und einem „kristallisierten“.
amorphen: Anordnungen der Moleküle, Atome oder Ionen chaotisch Kristallisiert: geordnetes Ionengitter
04. Was versteht man unter der Mineraleigenschaft „Bruch“? Geben Sie ein Beispiel.
Bruch: Bildung nicht regelmäßiger Flächen bei Druckbelastung →nicht durch den Kristallgitterbau vorgeschrieben. Beispiel: Quarz: nie glatte Bruchflächen; Feldspäte: glänzende, glatte Spaltflächen
05. Erläutern Sie die Härteskala nach Mohs. Geben Sie drei Beispiele (Mineralname, Härte) aus der Härteskala.
relative Skala (Rangskala nächst höhere Härtestufe kann die weicheren Minerale ritzen Talk Härte 1; Gips Härte 2; Diamant Härte 10
06. Welche sind der Reihenfolge nach die 4 wichtigsten Elementbestandteile der Erdkruste und welchen Gesamtanteil machen diese Elemente aus?
Sauerstoff mit 47% der Masse Silizium mit 26,9% Aluminium mit 8,1% Eisen mit 5,1%
07. Kohlenstoff und Silizium sind benachbarte Elemente der 4. Hauptgruppe des Periodensystems. Welches sind die stabilsten Formen, d.h. die Anhydrite (Wassersabspaltung) der Kiesel- bzw. der Kohlensäure, und wie unterscheiden sie sich?
Anhydrit von Kieselsäure→ Quarz: besteht aus langen Ketten von Kieselsäure und Wasser Feststoff. Anhydrit von Kohlensäure→ CO2 Kohlenstoffdioxid: gasförmig, entsteht durch die Abspaltung von Wasser
09. Erläutern Sie kurz die Struktur und die Eigenschaften von Quarz.
Struktur: Si-Tetraeder über Si-O-Atombindungen verknüpft, teilweise spiraligen Struktur Eigenschaften:Härte 6, nicht spaltbar, muscheliger Bruch, verwitterungsresistent, sauer
10. Erläutern Sie kurz die Struktur der Feldspäte als Gerüstsilikate und gehen dabei auf den Begriff „isomorpher Ersatz“ ein.
Struktur: bestehen aus dem Silikatanion sowie Kationen Kristallisation: bei zu wenig Silizium4+ wird Aluminium3+ zwischen Sauerstoffatome platziert (isomorpher Ersatz) In 25 -50% der der Tetraeder: Al anstatt Si sterisches Passen der Atome wichtiger als Ladungsausgleich Ladungsausgleich durch Einlagerung Ca++,Mg++, Na+ oder K+ zwischen die Tetraeder
11. Erläutern Sie kurz Ketten-, Band-, und Inselsilikat.
Die Siliziumtetraeder können sich über die Si-O-Si-Verknüpfung zu Ketten oder Bändern zusammenfügen. Kettensilikate: Kette von Siliziumtetraedern Bandsilikate: doppelte, parallele Ketten, bilden Ringstruktur aus Inselsilikat: - SiO4 Tetraeder kristallisieren ohne Si-O-Si Bindungen aus - negative Gitterladung wird durch eingestreute Kationen kompensiert
12. Was sind Blatt-(Phyllo-) Silikate. Was hat die geringe Härte des Talks damit zu tun, dass die seine „Kristallblätter“ ungeladen sind?
Blatt-(Phyllo-) Silikaten: Tetraeder ordnen sich in einer Ebene an →verknüpfte Ringe zwei SiliziumTetraederblätter verbinden sich über geordnete Kationeneinlagerung zu einer dreischichtigen Strukur. Talk Kationen sind Mg2+ und OH- dreischichtigen Elementarblätter sind ungeladen → van der Waals Kräfte deshalb sehr geringen Härte (MohsHärte 1, Speckstein)
13. Erläutern Sie den Aufbau des hellen Al-Glimmers (Muskovit) unter Verwendung der Begriffe „isomorpher Ersatz“, „Aluminium-Oktaeder“ und „Zwischenschicht-Kationen“. Welche makroskopischen Eigenschaften lassen sich aus dem Kristallaufbau erklären?
Muskovit: aus Siliziumblättern aufgebaut →Tetraederschichten die durch Si-O-AL...-Bindungen der Al-Oktaeder fest verbunden sind ¼ der Si-Atome Al-Atome isomorph ersetzt Ladungsausgleich durch Zwischenschicht-Kationen(Kalium) makroskopischen Eigenschaften : leichte Spaltbarkeit, da Bindung zwischen Blättern gering extreme Stabilität in Plattenrichtung
14. Definieren Sie kurz Magmatit, Sedimentgestein, Metamorphit. Welchen Mengenanteil haben Magmatite a) in der Erdkruste b) an der Erdoberfläche?
Magmatite →enstehen aus Erstarrung silikatischer Schmelzen bzw. Magmen→ unterliegender Verwitterung (Zerkleinerung, Auflösung, Umwandlung)→ Sedimentgesteine Metmorphite: bestehende Gesteine werden durch hohe Temperaturen und Drücke umgewandelt werden, ohne dass es zu einer vollständigen Aufschmelzung kommt a) 90% b) 25%
15. Erklären Sie die Begriffe Plutonit (Tiefengestein) und Vulkanit (Ergussgestein). Wie unterscheiden sie sich makroskopisch?
Plutonite sind silikatische Schmelzen langsam unter einem dicken isolierenden Mantel erstarrt größere Körner Die Vulkanite Aufdringen von Magma (siliziumarm/eisenreich) aus der tieferen Erdkruste erstarren oberflächennah und schnell dunkle, kieselsäurearme Gesteine sehr kleine Kristalle (Körner)
16. Was versteht man unter „basischen“ und „sauren“ Gesteinen? Wie unterscheiden sich diese makroskopisch. Nennen Sie für jede Gruppe einen häufigen Vertreter und ein Hauptgemengeteil (Mineral).
Basisch: quarzarm, dunkel häufiges Gestein: Basalt (Minerale:Olivin, Augit, Hornblende) Sauer: Quarzreich, hell häufiges Gestein: Granit (MineraleQuarz,(Kali-)Feldspat, Glimmer (Biotit))
17. Beschreiben Sie für Granit und Basalt in welchen typischen Bildungen diese in der Landschaft auftreten.
Granitlandschaften Wollsackverwitterung, bei der entlang von Klüften abgerundete Blöcke entstehen Basalt wegen schneller Abkühlung oft eindrucksvolle Säulen
18. Was versteht man unter physikalischer Verwitterung. Erklären Sie die
Frostsprengung.
physikalische Verwitterung: Zerkleinerung des Ausgangsgesteins in Gesteinstrümmer (Klastisches Gut) Frostsprengung: Wasser gelangt in feine Haarrisse oder Risse, es gefriert dehnt sich um 10 % aus und sprengt das Gestein
19. Wie verändern sich die Sedimente entlang eines Flußlaufes von steilen Gebirgslagen im Oberlauf bis hinter die Mündung im Meer?
Beim Flußtransport: mit zunehmender Transportentfernung nimmt die Korngröße von größere Blöcken (in steilen Gebirgslagen) bis zu feinsten Schwebstoffen (Mündung) ab. Die Kornsortierung nennt man auch Klassierung.
20. Was ist Diagenese? Erläutern Sie zwei mögliche Prozesse.
Diagenese: Verfestigung von lockeren Sedimenten zu festen Sedimentgesteinen 1. Zusammenpressung unter Auflast z.B Sand zu Sandstein. 2. Entwässerung/Entsalzung (Zusammenpressen) z.B bei Ton zu Tonstein
21. Beschreiben Sie kurz den Materialbestand von 4 Sedimentgesteinen.
Kalkstein → CalcitDolomitstein → DolomitTonstein → silikatische MineralkörnerQuarzsandstein → Quarzkörner
22. Was versteht man bodenkundlich unter Silikat-, Carbonat- und Mergelgesteinen?
Carbonatgesteinen: über 75% CaCO3 (Calcit) Silikatgesteinen: unter 5% CaCO3 Mergelgesteinen: dazwischen
23. Erklären Sie den Begriff der Schieferung bei metamorphen Gesteinen. Wie entsteht sie?
Metamorphite unterliegen großen Drücken und hohen Temperaturen. Gefüge wird weich, die Kristalle regeln sich ein Unterschiede zur Schichtung: gleichbleibender Mineralbestand und häufiges Auskeilen der Schieferblätter mit variabler Dicke
24. Was sind Ortho-, was sind Paragneise?
Orthogneis: aus Granit entstanden mit hohem Quarzanteil Paragneis: aus Sedimentgesteinen entstanden, reicher an basischen Kationen
25. Finden Sie in der geologischen Karte direkte Informationen über Gesteine?
Die geologischen Karten geben nur begrenzt Auskunft über die Gesteinseigenschaften, sondern hauptsächlich über das Erdzeitalter, in dem die oberflächennahen Sedimente abgelagert wurden. (außer Magmatite)
26. Erläutern Sie kurz 3 typische Oberflächenbedeckungen (Lockersedimente), die Ausgangsmaterialien der Bodenbildung sind.
Glazial: Grundmoränenmaterial: schlecht sortiert, kantengerundet (Sander, Endmoränen, etc.) Vulkanische Aschen: sehr große innere Ofl., schnelle Verwitterung, spezielle Mineralogie Fluvial: Gute Sortierung, Schichtung, meist fein über grob (Kiese, Sande, Hochflutlehme)
