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Geologie (Fach) / Geologie (Lektion)

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• 4 Stichpunkte: Entstehung des Sonnensystems - diffuse, annähernd Kugelförmige, langsam rotierende Wolke aus Gas und Staub beginnt zu kontraktieren - in der Folge bildet sich eine flache, schnell rotierende Scheibe, deren Marterie sich im Mittelpunkt konzentriert (Protosonne) - in der verbleibenden Scheibe bilden sich kleinere Aggregate die miteinander kollidieren und zu planetesimalen zusammenkommen - terrestrische Planeten entstehen durch Kollisonen der Planetesimalen in Folge der Massenanziehung
• Aus welchen Energiequellen besteht im Wesentlichen die Erdwärme? - radioaktive Zerfallsprozesse: 50-70% - restwärme aus Akkretion 30-50%
• erläutern sie die Isotopenbestimmungsmethode (Altersbestimmungsmethode) Zerfallsreihenkurve von Kalium40 zu Argon40 mit einer Halbwertszeit von 1300mio. Jahren nach ablauf dieser Zeit hat sich die hälfte von k40 in ar40 umgewandelt wenn in einer untersuchten Probe das Verhältnis von Ar40 zu k40 gleich 1 ist, ist eine Halbwertszeit vergangen --> das Material ist 1300Mio Jahre alt
• zwischen welchen Wellenarten wird bei seismischen Bestimmungsmethoden unterschieden? raumwellen: p-wellen = primärwellen s-wellen = sekundärwellen   oberflächenwellen: love-wellen rayleigh-wellen scholte-wellen
• unterschied p- und s-Welle? p-wellen: schwingen in ausbreitungsrichtung (longitudinal) können sich in festen, flüssigen und gasförmigen Körpern ausbreiten sog. kompressions-, druck-, oder Verdichtungswellen Geschwindigkeit: 5000-7000m/s in der Erdkruste, 8000m/s im Erdmantel und -kern, 1500m/s in Wasser   s-wellen: schwingen quer zur ausbreitungsrichtung (transversal) verbreiten sich nur in festen körpern führen zu Scherwellen in flüssigen bereichen des Erdkerns treten keine transversalwellen auf.
• Antriebstechniken (-mechanismen) der Plattentektonik neue Lithosphäre durch aufsteigendes Magma --> auseinander gezogene Platten --> nach unten gezogene Platte Durch Konvektionsströmung im Mantel mit mitgeschleppter Platte Platte aus der abgekühlten Oberfläche einer Konvektionszelle im oberen Mantel  Manteldiapir --> Spreading und Subduktion
• Hooksches Gesetz σ=E*ε σ= Spannung E= E Modul ε=Dehnung  
• drei Eruptionstypen hawaiianische Eruptionen magma nur wenig fragmentiert und in unmittelbarer nähe des Eruptionspunktes abgelagert gasblasen steigen schnell auf verlassen das magma über die oberfläche magma eruptiert friedlich (stark entgast) prä-eruptive entgasung -> geringe viskosität + offener förderweg   strombolianische Eruptionen  magma wenig fragmentiert, wird duch explosives verhalten stärker verteilt   plinianische Eruptionen stark fragmentiert, über weite Gebiete verteilt Beginn der Eruption ->Druck in Magmakammer sinkt ->schlagartig wir Gas freigesetzt ->Gas dehnt sich explosionsartig aus -> treibt Magma an die Oberfläche hohe viskosität verhindert rasches entweichen des Gases  
• Schildvulkan besteht aus Ablagerung von tausenden dünnen basaltischen Lavaströmen die als flach geneigte Decken abkühlen.
• kegelvulkan auswurf wird in Schichten abgelagert, die vom Krater auf dem Gipfel weg nach allen Seiten abfallen. Der Förderschlot ist mit Schutt verfüllt.
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• splash Wirkung? Planschwirkung der Regentropfen -> Bodenablösung durch Tropfeneinschlag Regentropfen trifft mit 9m/s auf den Boden große Drücke verdichten den Boden unterhalb des Tropfens Boden wird deformiert nicht eindringendes Wasser weicht mit doppelter Fallgeschwindigkeit aus  Scherkräfte reißen Bodenteilchen aus dem Verbund Spritztröpfchen mit den abgelösten Teilchen fliegen bis zu 1.5m hoch & weit
• sedimentationsgeschwindigkeit (formel) ws=sqrt(8/3*((pp-pf)gr)/pf*CD ws= sedimentationsgeschwindigkeit pp= dichte des Partikels pf=dichte des Fluids g= erdbeschleunigung r= partikelradius v= kinematische Viskosität des Fluids CD= Drag Coefficient   Vertikalgeschwindigkeit unter der sich ein Partikel in einer Flüssigkeit absetzt. sw=const. bei rein gravitationalen Sedimentation
• Mäanderbildung und Altwasserarm Erosion an der Aussenseite einer Kurve im Flusslauf (Prallhang) --> ablagerung an der gegenüberliegenden Uferseite (gleithang) mäander verändern sich mit der Zeit, da im bereich des Prallhanges die stärkste Strömung herrscht --> ablagerung am gleithang die fortwährende veränderung verstärkt deie Mäanderbildung bei Hochwasser wird die so gebildete Schlaufe übergangen und eine direkte Verbindung hergestellt --> Altwasserarm bleibt übrig
• Hauptverbreitungsgebiet äolischer Erosion subtropische Trockengürtel der Erde -->hohe Windgeschwindigkeiten + trockenheit fehlen erosionshemmender vegetation erleichtert äolische erosion --> bei akkumulation: geomorphologischer Formen (Dünen)
• 3 Phasen der Dünenbildung Auf der Leeseite entsteht ein, durch Ablagerung von hüpfenden, rollenden und gleitenden Sandkörnen, instabiler Hang Von Zeit zu Zeit rutscht Düne ab und ein stabiler Hang entsteht alles von vorne
• Ursachen für Eiszeit Irdische: Schließen und Öffnen von Meeresstraßen --> veränderte Strömungen (wegdriften von Australien..) Zusammenstoß von Platten, Bildung von Hochgebirgen --> Veränderung der Luftströmungen --> Veränderung des Feuchtetransports --> Gletscherbildung Vulkanismus --> Freisetzung von Co2 --> Treibhauseffekt   astronomische: Veränderung der Erdbahngeometrie durch wechselnde Gravitationskräfte im System Sonne, Mond, Erde Aktivitätszyklen der Sonne
• entstehung von Kalkstein + wirtsch. Bedeutung biogene Entstehung Mikroorganismen, gesteinsbildende Korallen, makroorganismen (Schnecken) chemische Fällung Klastische Kalksteine   Mikrobiell abgelagerter Kalkstein mikrokristalline Sedimentgesteine (Ablagerung von fossilen Kleinstlebewesen) kalkabscheidende Algen und Bakterien   wirtschaftliche Bedeutung: Rohstoff f. Bauindustrie Naturwerkstein Speicherstein für Erdöl und Erdgas Filter (Rauchgas)
• Carbonatkompensationslinie Unterhalb der Carbonatkompensationslinie (4500-5000m)  wird aufgrund des Wasserdruckes das Calciumcarbonat vollständig gelöst --> Sedimente carbonatfrei!
• Unterschiede Diagenese / Metamorphose Diagenese: physikalische/chemische Veränderungen (Druck, Temperatur, chem. Reaktionen) sämtliche postsedimentäre Veränderungen der mineralogischen Zusammensetzung/Porenraumes   Metamorphose: Temperaturen/Drücke deutlich höher --> Veränderungen der Stoff-/Mineralbestandes
• 3 Arten von Massenselbstbewegung gleitenden MSB: Schollengleiten rutschende MSB: Erdrutsch stürzende MSB: Felssturz
• Einflussfaktoren auf Böschungswinkel Böschungswinkel nimmt mit Teilgröße und schlechterem Rundungsgrad (Grobheit) zu feuchter Sand: bildet senkrechte Wände nasser Sand fliesst auseinander
• Faktoren die zu Hangstabilität führen erhöhung der Erosionsgefahr: Beseitigung von Hangstufen Bodenbearbeitung senkrecht zum Hang Einsatz von (Landwirtschaftlichen-) Maschinen Verdichtet den Boden --> vermindertes Infiltriervermögen --> wasser fließt ab und nimmt Sediment mit sich Hochwässer im Gebirge (Murgänge)
• Kriterien für Leitfossilien Art darf nur kurze Zeit existiert haben unterschiedliche Lebensräume (weite geographische Verbreitung) hohe Anzahl eindeutig bestimmbar
• drei Merkmale anhand derer Trilobiten zeitlich eingeordnet werden können großer Formenreichtum Kambrium bis Perm Lebensraum: ausschließlich marin
• vorraussetzungen für die Existenz von Korallen Lebensraum: Warmwasser 25-29° max 80 - 90m Wassertiefe Salzgehalt 35-40%0  
• Lagerstätten lokale Anreicherungen von Mineralien oder Mineralgemengen in der Erdkruste oder -oberfläche können wirtschaftlich abgebaut werden  
• Entstehung von Erdöl tierische und pflanzliche Organismen sedimentieren Sedimentüberdeckung verhindert aeroben Abbau Unter Druck und Wärme (Diagenese) entstehen Bestandteile des Erdöls  
• Braunkohle Stammt aus dem Tertiär minderwertiger als Steinkohle Steinkohle besteht aus Karbon und ist qualitativ als höherwertige Kohlen einzustufen
• Kennzeichen magmatischer Ablagerung kontinuierliche Abkühlung Unterschiedliche Schmelzpunkte und Dichten fraktionierte Kristallisation gravitative Segregation: hohes spez. Gewicht tektonische Segregation: Auspressen Cr, Ni, Cu, Fe -lagerstätten sind so entstanden
• Entstehung von Salzlagerstätten abgeschnürte Meeresbecken oder Binnenseen wenn Frischwasserzufuhr geringer ist als Evaporation   auch minerale aus Festland werden gelöst: zuerst: Karbonate Steinsalze Kalium- / Magnesiumsalze
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• Gesetz von Darcy vf=kf*i vf = Filtergeschwindigkeit [m/s] kf = Durchlässigkeitsbeiwert [m/s] i = hydraulischer Gradient 
• Wann gilt das Gesetz von Garcy nicht? Ist die tatsächliche Fließgeschwindigkeit im Grundwasser niedriger oder höher als nach Garcy? Gilt nicht: Karst Ton   ist: höher
• k wert = 5*10^-4 m/s Wasserstand Brunnen: 1: 18,59m 2: 16,79m Abstand der Brunnen: 225m a. Berechnung der Fließgeschwindigkeit im Grundwasser b. Wie lange dauert es bis das Wasser von 1 nach 2 geflossen ist? c. Wie ergeben sich die Werte bei a. Δh=18,59-16,79=1,8m Δl=225m i=Δh/Δl = 0,008=0,8% vf=kf*i=5*10^-4 m/s * 0,008=4*10*-6=0,3456m/d b. t1=Δl/vf=651d c. t2=t1*ne=651*0.32=208,3d
• Evaporationstranspiration Summe aus Transpiration und Evaporation  
• drei Größen bei der Bilanzierung eines Wasserkreislaufes Verdunstung Abfluss Niederschlag
• Artesischer Brunnen künstlicher Brunnen gebohrt in schicht mit hohem hydraulischen Potential --> Wasser steigt ohne Pumpen auf
• Differenziation der Erde erde war ein homogener Körper zunehmende Erwärmung verursachte Differenziation der Erde Schalenförmiger Aufbau entwickelte sich Schwere Elemente (Fe) sanken ab
• vier wichtigste Elemente der Erdkruste O,Si,Al,Fe Osialfe!
• Mohorovicic Dikontinuität Grenzfläche zwischen Erdkruste und Erdmantel
• geothermische Tiefenstufe Temperaturastieg mit zunehmender Tiefe Mittelwert Kontinentalbereich: 1°/33m
• saure / basische Tiefengesteine entstehen durch Kristallisierung (erstarrung) von Magma bilden sich bei hohen Temperaturen und Drücken Je nach Magmazusammensetzung ist viel oder wenig Kieselsäure enthalten sauer: granit basisch: basalt
• Effusiv-/ Intrusivgesteine Effusivgesteine: rasche Abkühlung einer Gesteinsschmelze an der Erdoberfläche Aus Lavastrom oder Tuff feinkörnig und glasig erstarrt   Intrusivgestein entsteht in großer tiefe durch erstarrung von magma 3 Formen: Magma dringt in Spalten und Risse ein -> Gesteinsblöcke werden gelöst Magma schmilzt Nebengestein ein hereinstürzende Gesteinsbrocken schmelzen --> magma dringt vor verschiebungen der Erdkruste befördern Intrusivgestein an die Oberfläche
• Temperaturverwitterung Temperaturunterschiede Volumenexpansion / -kontraktion verursacht Spannungen -->desintegration verwitterungsintensität steigt je: stärker, häufiger, schneller abhängig von: albedo, wärmeleitfähigkeit, wärmeausdehnung
• Salzverwitterung in trockenem Klima werden lösliche Stoffe nicht ausgewaschen bei austrocknung werden die Lösungen kapillar in die Aussenrinde gesaugt --> nach Verdunsten der Flüssigkeit --> Kristallationsruck gegen Wandungen der Hohlräume bei erneuter Befeuchtung: Volumensvermehrung (Hygroskopizität) Spannungen >>10N/mm^2 häufiger Wechsel lockert das gefüge
• Karstverwitterung =Lösungsverwitterung im Niederschlag gelöste chem. Stoffe dringen in den Boden ein  Reaktionen erzeugen Karstmorphologien am stärksten in Gebieten mit: hohem Niederschlag und üppiger Vegetation zerklüftete Kalksteinserien nennenswerte hydraulische Gradienten Karst: Geländeform die hauptsächlich durch Lösungs- und Kohlensäureverwitterung entstanden sind
• Hjulströmkurve welche Korngröße wird bei welcher Fließgeschwindigkeit fortgespült?
• äolische Sedimente per Wind transportierte Sedimente Wind: geringe Dichte und Viskosität --> transportierte Sedimente feinkörnig turbulent  
• massenselbstbewegung und beeinflussende Faktoren? 3 stürzende MSB: bergsturz senkrecht überhängender Hang + trocken rutschende MSB: erdrutsch hoher wasseranteil aber keine gleitschicht gleitende MSB: schollengleiten geringer wasseranteil / hoher innerhalb der Gleitschicht fließende MSB: extrem hoher wasseranteil
• Fernerkundung erkennen der Gesteinsfomierung Entstehung von Landformen Bestimmung von Strukturen Erkennen von natürlichen Änderungen Auffinden von Öl, Gas & Mineralien  
• Eigenpotential treten aufgrund von physikalischen und chemischen vorgängen in der erde auf  --> elektrochemische & elektrokinetische Prozesse  

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