Bodenkunde (Subject) / 01 (Lesson)

Geologische Grundlagen

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• 01. Warum sind geologische Grundlagen für Bodenkunde von Bedeutung? Die Bodenkunde befasst sich mit Böden, die aus org. und anorg. Bestandteilen bestehen. Geologische Grundlagen sind daher von Bedeutung, da sie in Form von Nährstoffproduktion die Grundlage für alles Leben auf der Erde (somit Grundlage der org. Substanz des Bodens) und in Form der Gesteinsneubildung die Grundlage der anorganischen Substanz sind.
• 02. Erklären Sie kurz, wieso man die Erde in geologischen Zeiträumen als „Gesteinsrührwerk“ bezeichnen kann. Die Erde ist ein Gesteinsrührwerk da im Laufe der Zeit jede geologische Substanz durch Senkungen und Überlagerungen in den Tiefen der Erde aufgeschmolzen wird und durch Aufstieg und Erkaltung wieder erkaltet, um irgendwann wieder aufgeschmolzen zu werden. Dieser Kreislauf von Schmelzen und Kristallisieren bei gleichzeitiger Vermischung kann als Rührwerk bezeichnet werden.
• 03. Woher stammt die Energie, die im Erdinneren gespeichert ist? Durch Reibung und Kompression bei der Erdkörperentstehung und durch die Energie aus natürlichem radioaktivem Zerfall.
• 04. Wieso wäre das Fach „Bodenkunde“ ziemlich langweilig, wenn es auf der Erde keine endogenen Prozesse gäbe? Gesteine sind in einem Kreislauf begriffen. Ohne endogene Prozesse wäre dieser Kreislauf nach der einmaligen Verwitterung der Erdoberfläche beendet. Die Bodenentstehung, sowie der daran anschließende Nährstoffkreislauf und das Leben auf der Erde würden zum Erliegen kommen.
• 05. Welche Faktoren treiben die exogenen Prozesse auf der Erde an? Woher kommt die Energie? Die Faktoren der exogenen Prozesse sind Wetter und Klima. Energiequelle ist die Sonne.
• 06. Erläutern Sie kurz das Konzept der Plattentektonik. Was ist die Ursache für Vulkanismus und Metamorphose? Die Plattentektonik besagt dass die Erdkruste aus mehreren massiven Platten besteht die auf einer semifluiden Masse aus flüssigen Gesteinsschmelzen (dem äußeren Erdmantel) schwimmt, welche der Antrieb für die Kontinentalplattenverschiebung ist. In diesem flüssigen Bereich des Erdinneren findet Konvektion statt; heiße Magmen steigen auf und kühlen an der Oberfläche ab. Dabei werden neue Platten gebildet bzw. existente Platten konvergieren und dispergieren. An Konvergierenden Plattenrändern sinken die schwereren Platten wieder ins Erdinnere ab, wo sie wieder aufschmelzen.   Ursache für Vulkanismus sind heiße Magmen, die an Konvergierenden Plattenrändern aus der Astenosphäre aufgrund ihrer Hitze und Viskosität nach oben steigen und in der Lithosphäre eine Magmakammer bilden. Über einen Förderschlot gelangen sie an die Erdoberfläche. Ursache für Metamorphismus ist die Umwälzung und Umlagerung von Gesteinen unter hohem Druck und hoher Temperatur, die jedoch in diesem Fall nicht zur vollständigen Aufschmelzung, sondern nur zur Veränderung der Gesteinszusammensetzung führt.
• 07. Wie kann man i. d. R. Vulkanite und Plutonite im Gelände voneinander unterscheiden Vulkanite haben durch ihre kürzere Abkühlungszeit eine sehr viel feinkörnigere Matrix.  Plutonite, die durch die lange Auskristallationszeit deutlich gröbere Mineralkörner ausbilden.
• 08. Was ist „Metamorphose“, wie kann man „Metamorphite“ im Gelände i. d. R. erkennen? Die Metamorphose ist die Umwandlung eines Gesteins unter hohen Druck- und Temperaturbedingungen. Diese Veränderung vollzieht sich durch Umkristallisation des Gesteinsgefüges unter Beibehaltung des festen Zustandes und des Chemismus‘. Metamorphite sind gerichtet angeordnet und weisen eine charakteristische Schieferung auf. Durch den Druck werden die Kristalle eingeregelt und jegliche Form von Hohlräumen verschwindet, was sie von den Sedimentgesteinen abgrenzt (die ebenfalls schichtweise angeordnet sein können).
• 09. Wie heißt das metamorphe Gesteinsäquivalent des Calcits (Kalkstein)? Marmor
• 10. Erläutern Sie kurz, wieso aus einer einzigen silikatischen Schmelze sehr unterschiedliche Gesteine entstehen können. Die Zusammensetzung der Schmelze ändert sich kontinuierlich in Abhängigkeit von Druck und Temperatur, da die vorhandenen Minerale je nach Umgebungsbedingungen unterschiedlich schnell auskristallisieren, wodurch die Gesteinszusammensetzung variabel ist. Der Ort der Kristallisation (Gang, Randbereich einer Magmenkammer, Effusiv, rasche Abkühlung im Meerwasser) sowie die Geschwindigkeit der Temperatur- und Druckänderung ist ebenfalls entscheidend für die entstehenden Gesteine.
• 11. Wieso ist bei strömendem Wasser die Mobilisierungsenergie für Feinsand geringer? Das Tonmaterial hat durch seine sehr große geladene, spezifische Oberflächen sehr starke Wechselwirkungen untereinander. Die Anziehungskräfte untereinander sind so groß das sie nur schwer erodiert werden können. Bei Feinsand sind die einzelnen Körner zwar schwerer, allerdings existieren keine Anziehungskräfte zwischen den Körnern, wordurch sie leichter mobilisiert werden.  
• 12. Nennen Sie drei typische „Requisiten“ einer glazial geformten Landschaft. Karseen mehr und weniger gerundetes, auch von der Korngröße nicht klassifiziertes Material im Tal Moränenlandschaften Endmoränen
• 13. Was versteht man unter „periglazialen Solifluktionsdecken“? Solifluktion bedeutet Bodenfließen in einem Gebiet, das periglazial geprägt ist, wobei der Boden oberflächlich auftaut und erodiert, da tiefere Schichten noch gefroren sind. Beim flächigen Auftreten des Phänomens spricht man von Solifluktionsdecken.  
• 14. Nennen Sie je ein Beispiel für ein klastisches Sediment, ein chemisches Sediment und ein biogenes Sediment. Klastisches Sediment: Sandstein Chemisches Sediment: Dolomit Biogenes Sediment: Steinkohle
• 15. Was ist der Unterschied zwischen Kalkstein und Dolomit? Dolomit ist ein Doppelsalz das durch Einsickerung von magnesiumhaltigen Wasser in noch nicht auskristallisierte Calciumcarbonatschlämme entsteht. Dolomit ist härter und dichter als Kalkstein, oft ist er gelblich und zuckerkörnig. Kalksteinentsteht durch Kristallisation von Calciumcarbonat.
• 16. Was versteht man unter „Diagenese“, wie wird sie von der Metamorphose abgegrenzt? Die Diagenese ist der geologische Prozess der Verfestigung von Lockersedimenten zu Sedimentgesteinen unter verhältnismäßig niedrigen Drücken und Temperaturen. Die bei der Metamorphose auftretenden Drücke und Temperaturen sind bei weitem höher als bei der Diagenese. Dadurch kommt es bei der Metamorphose zu einer Veränderung des Stoff- und Mineralbestandes, die bei der Diagenese nicht stattfindet.
• 17. Was ist der Unterschied zwischen Grundgebirge und Deckgebirge? Nennen Sie je ein Beispiel. Welche Gesteinsbildenden Prozesse laufen jeweils ab? Das Grundgebirge ist die Gesteinsbasis einer geologischen Formation oder der Untergrund eines Sedimentbeckens. Als Grundgebirge werden die ältesten, tragenden Gesteinskomplexe der oberen Erdkruste auf den Kontinenten bezeichnet. Typischerweise bestehen sie aus Metamorphiten die mit Plutoniten durchzogen sind. Gesteinsbildende Prozesse sind die Metamorphose und Kristallisation. Bsp.: Schauinsland / Kandel Deckgebirge unterscheidet sich im Deformationsstil und Metamorphosegrad vom erdgeschichtlich älteren Grundgestein. Die Überlagerung kann diskordant oder konkordant erfolgen. Typischerweise sind sie aus Lockersedimenten aufgebaut. Gesteinsbildender Prozess ist die Diagenese. Bsp.: Buntsandstein-Deckgebirge im Nordschwarzwald
• 18. Zeichnen Sie schematisch einen geologischen Querschnitt durch den Oberrheingraben bei Freiburg. Bild
• 19. Charakterisieren Sie kurz die Klimageschichte des Pleistozäns im Quartär. Das Pleistozän ist durch den stetigen Wechsel von Kalt- und Warmzeiten geprägt. Es begann im Süddeutschen Pleistozän mit der Günz-Kaltzeit, gefolgt von der Mindel- und Riss-Kaltzeit und der letzten Eiszeit – der Würm-Eiszeit, die jeweils von kurzen Warmzeiten durchbrochen wurden (Cromer-, Holstein- und Eem- Warmzeit). Im Norddeutschen Pleistozän werden die Kaltzeiten Weybourne-, Elster-, Saale- und Weichsel-Eiszeit genannt.
• 20. Welches Erdzeitalter hat die größte zeitliche Ausdehnung? Das Präkambrium mit ca. 4 Mrd. Jahren.
• 21. Geologen bezeichnen die kristallinen Gesteine Gneis und Granit als typisch für das „Kellergeschoß“ der festen Erdkruste. Wieso muss man in Freiburg bergauf fahren, um dieses „Kellergeschoß“ besichtigen zu können? Im Schwarzwald wurde das kristalline Grundgebirge durch die Fernwirkung der alpidischen Orogenese im Tertiär exhumiert (an die Oberfläche verfrachtet) und liegt so höher als die umgebenen Deckgebirge. (Diskordanz).
• 22. Wann entstand der Schwarzwald? Der Schwarzwald entstand in mehreren Phasen. Die Hebung des Schwarzwaldes zu seiner heutigen Form war eine Einwirkung der alprischen Orogenese, besonders im Pliozän (vor ca. 7 Mio. Jahren)
• 23. 1969 landeten die Amerikaner erstmals auf dem Mond. Die Presse berichtete, die Astronauten hätten auf dem Mond Bodenproben gesammelt und zur Erde mitgebracht. Stimmt das? Sie haben Gesteinsproben gesammelt. Boden kann auf dem Mond nicht entstehen, da Boden dadurch definiert ist, dass er belebt ist und durch den Wandel von anorganischen und organischen Substanzen begriffen ist, was auf dem Mond durch das Fehlen von Leben nicht möglich ist.
• 24. Die Eigenschaften der Sohlensedimente eines Flusses im Oberlauf eines Flusses und an der Mündung unterscheiden sich. Wie? Warum? Erosion und Sedimentation sowie Gewicht und Größe der transportierten/ abgelagerten Materials hängen von der Fließgeschwindigkeit des Wassers  ab. Im Oberlauf eines Flusses sind Fließgeschwindigkeit und Fließwinkel sehr hoch. Die Erosion wird begünstigt und nur sehr große Gesteinsbruchstücke sedimentiert. Im Bereich der Mündung nehmen Fließgeschwindigkeit und –winkel stark ab, was die Sedimentation begünstigt. Auch Sedimente kleinerer Korngröße werden hier abgelagert. Man spricht von Klassierung.
• 25. Was wäre im Schwarzwald anders, hätte es keine Eiszeit gegeben? Nennen Sie zwei Beispiele. Ohne Eiszeit keine Vergletscherung des Schwarzwaldes. Relikte des Schwarzwaldgletschers wie Moränenlandschaften oder Karseen gäbe es nicht.
• 26. Magnesium-Mangel wird als Folge von Bodenversauerung und Mg-Auswaschung in Wäldern beobachtet. Auf welchen Geologischen Einheiten würden Sie in Süddeutschland besonders mit Mg-Mangel rechnen? Warum? Auf Buntsandstein, Graniten und Orthogneisen. Also kurz gesagt fast im gesamten Gebiet des Schwarzwaldes. Der Grund hierfür ist die schlechte Kationenaustauschkapazität des Bodens.

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