Geowissenschaft (Fach) / Grundlagen der Geow. Fragen 0 -20 (Lektion)

100 Wiederholungsfragen + Ergänzungen

Diese Lektion wurde von hannemac erstellt.

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• Nenne die vier wichtigsten mafischen Minerale! Pyroxen, Olivin, Amphibol, Biotit
• Woher wissen wir die Zusammensetzung des Kosmos und der Sonne? -im Wesentlichen durch Spektralanalyse des Lichtes
• Warum ist in der Sonne Wasserstoff das häufigste Element, auf der Erde aber nur in geringen Konzentrationen vorhanden? -bei der Planetenbildung in Sonnennähe konnten durch hohe Temperaturen wasserstoffhaltige Minerale nicht gutkondensieren -terrestrische Planeten haben zu wenig Masse um den leichten Kohlenstoff gravitativ festzuhalten -durch Sonnenwinde, Teilchefstrahlung, wurde Wasserstoff weggeblasen
• Woher wissen wir, wie die Erde zusammengesetzt ist? -Zusammensetzung der Erde wird abgeschätzt durch:-Meteoriten (so entspricht die Zusammensetzung von Chondriten dem ersten Akkretionsmaterial der Erde)-Bohrungen (Aussagen über obersten Bereich der kontinentalen Kruste)-Vulkanismus (Magma stellt aufgeschmolzenes Material aus dem Mantel/Kruste dar)
• Was ist die Grundlage des Prinzips des Aktualismus? Warum ist das Prinzip nicht streng gültig? Das Prinzip der Gleichförmigkeit der Prozesse besagt, dass geologische Vorgänge, die heute zu beobachten sind, ebenso in der Vergangenheit gewirkt haben. Es sind also direkte Rückschlüsse von heutigen Abläufen auf Bildungsprozesse in der Vergangenheit möglich. Man soll keine zusätzlichen oder unbekannten Ursachen zur Erklärung eines Phänomens heranziehen, solange bekannte Ursachen dafür ausreichen. Das Gegenteil der aktualistischen Methode bezeichnet man als Exzeptionalismus.
• Erzbischof von Ussher -Die Erde hat aus dem Akkretionszustand den heißen Erdkern bewahrt Abkühlraten)-Altersbestimmungen über radioaktiven Zerfall (C-14-Methode)-Messungen (GPS) der Horizontaltbewegungen der Lithosphäre (z.B. Atlantiköffnung hat etwas 10^5 Jahre gedauert)-Sedimentationsraten und Dauer gesteinsbildender Prozesse Altersbestimmung von Meteoriten Radioaktiver Zerfall von Elementen Uran 238, Kalium 40  
• Warum haben terrestrische Planeten einen Fe-Kern? -bei Akkretion steigt die Temperatur über den Schmelzpunkt von Eisen an-gravitative Trennung (Differentiation) von Eisen und Silikaten ? Eisen hat eine höhere Dichte-schweres Eisen sinkt in den Kern-andere schwere Elemente verdampfen bei Temperaturbedingungen im Kern (Blei)
• 6. Vergleichen Sie die Häufigkeiten der Elemente in der Erde mit der Häufigkeit im Mond (siehe Tabelle). Was folgt daraus über die relative Größe von Kern und Mantel im Schalenaufbau des Mondes im Vergleich zur Erde? -Mond dickere Kruste, da höhere Si-Anteile, welche diese aufbauen-weniger Fe-Anteile --> lässt auf kleineren Kern schließen-generell ähnliche Anteile
• 7. Verfolgen Sie das Element K (angegeben als K2O) in Erdkern, Erdmantel, den verschiedenen Bereichen der Kruste (siehe Tabelle); ordnen Sie ihm eine Rangfolge in der Häufigkeit zu. Wie verändert es sich, was können wir über den chemischen Charakter O ist das häufigste Element in der silikatischen Erde Anion. Es geht am ehesten Verbindungen mit Kalium (Kation) ein, daher kommt es dort am häufigsten vor. Leichtflüchtig.          
• 8. Warum wird nicht K (Element), sondern K2O (Oxid) angegeben? Sauerstoff ist in der Kruste das häufigste Element und ein Anion. K ist ein Alkalimetall und geht daher gerne eine Ionenbindung mit O ein, um einen energetisch günstigeren Zustand zu erreichen. Edelgaskonfiguration. Andere Anionen (F, Cl, ... ) spielen eine untergeordnete Rolle. Die meisten Kationen haben feste Wertigkeiten bei geologischen Prozessen.    
• 10. Skizzieren Sie die Modellvorstellung zur Entstehung der heutigen Erdatmosphäre! Meteoritenbombardement hört auf, es bildet sich eine Krsute(Abkühlung von außen nach innen), die Erde kühlt ab, Entgasung beginnt(Differentiation) und vulkanische         Entgasung. Schwerefeld hält Gase fest.
• Nennen Sie die unterschiedlichen Typen von Meteoriten! Wo kommen diese Meteorite her und was bedeuten sie für die Modellvorstellungen von der Entstehung der Erde? – Eisen-Nickel-Meteorite– Steinmeteorite (Chondrite und Achondrite)– Herkunft: aus dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter– Analogieschluss auf Stoffbestand der Erde
• Was bedeutet allgemein Differentiation’? Welche Differentiationsprozesse haben Sie bisher kennen gelernt, die zum Schalenaufbau der Erde geführt haben? – Differentiation → Entwicklung von einem ursprünglich homogenen Zustand zu einem heterogenen Zustand– Prozesse: Gravitative Trennung (nach Dichte der Elemente) und Trennung nach chemischen Charakter(siderophil, lithophil, refraktär, leichtflüchtig)
• Erläutern Sie die chemische Trennung nach dem Charakter der Elemente! -leicht flüchtige Elemente: -niedriger Schmelzpunkt/Siedetemperatur-bei Bedingungen wo Eisen schmilzt, liegt Blei bereits als Gas vor
• Erläutern Sie die chemische Trennung nach dem Charakter der Elemente! -refraktäre Elemente -bestimmte Elemente schmelzen extrem schwer-kristallisieren bei Abkühlung schnell aus-Aluminium, Calcium
• Erläutern Sie die chemische Trennung nach dem Charakter der Elemente -siderophile Elemente -Elemente, die bevorzugt Legierungen mit Eisen eingehen-Gold, Platin, Nickel, Cobalt (? im Erdkern)
• Erläutern Sie die chemische Trennung nach dem Charakter der Elemente! -lithophile -bilden bevorzugt Schmelzen mit Silikaten-Magnesium, Aluminium, Natrium, Kalium, Fluor, Bor,...
• Sauerstoff ist der häufigste Bestandteil der Erdkruste und des Erdmantels. Ist der Sauerstoff-Anteil der Atmosphäre ein Produkt einer Entgasung der Erde? -der Sauerstoff-Anteil ist durch Organismen entstanden (Photosynthese) ? sekundärer Prozess-Entgasungsprodukte sind z.B. Edelgase, Wasser, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid
• Skizzieren Sie die Modellvorstellung zur Entstehung der heutigen Erdatmosphäre! -Meteoritenbombardement hört auf-Ausbildung einer Kruste-langsame Abkühlung der Erde / auftretender Vulkanismus führt zur umfangreichen Ausgasung-Ausgasungsprodukte: Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Schwefelwasserstoff-Temperatur der Atmosphäre fällt unter Siedepunkt des Wassers ? langer Dauerregen-Entstehung von Ozeanen ? Atmosphärengase wurden relativ zum Wasserdampf angereichert-Schwerefeld der Erde hielt Gase an sich
• Ist die Erde ein offenes geschlossenes isoliertes System? Offen, weil Entgasung in den Weltraum und Einschläge von extraterrestrischem Material
• 11. Welche Mechanismen der Übertragung von Wärmeenergie sind in der Erde wichtig, und wo funktionieren sie jeweils besonders gut? Konduktion (Vibration des Kristallgitters) Strahlung (Radiation, sie ist vor allem in felsischen Gesteinen von Bedeutung, die vorwiegend aus für die Strahlung transparenten Mineralen aufgebaut sind) Konvektion (z.B. im Mantel Advektion (z.B. heiße hydrothermale Fluide dringen in ein Gestein ein und heizen es auf.
• 13. Skizzieren Sie den Energiehaushalt der Erde (Quellen; bei welchen Prozessen wird die Energie umgesetzt?)! Sonnenenergie, Gezeiten, Restwärme aus dem Kern, Akkretionswärme, radioaktiver Zerfall von Elementen U, Th, K.
• 14. Warum wird es in der Erde mit zunehmender Tiefe wärmer? Warum ist der Anstieg der Temperatur nicht linear? Anfangs war der Erdball ein Lavameer, das nach dem Ende des Meteoritenbombardement ein Kruste ausbildete und seitdem  von außen nach innen abkühlt. Mit zunehmendem Druck steigt auch die Temperatur.             Es verläuft nicht linear, weil es z.B. Subduktionszonen gibt,  Manteldiapiere,                     Magmakammern, MOR
• 15. Warum lässt sich Wasser in einer Silikatschmelze lösen? Eine Silikatschmelze besteht aus Tetraedern(SiO4-), die alle untereinander leichte Brückenbindungen eingehen - sie polymerisieren. Wasser bewirkt in der Schmelze, dass diese Brückenbindungen gelöst werden. Wasser liegt als OH- und H+ vor- und daher setzt sich ein H+ an ein O-, so dass die Bindung der Tetraeder untereinander unterbunden wird. Das Ergebnis der Dissoziation ist eine depolymerisierte Schmelze, in der Wasser gelöst ist.
• Auf Hawaii fließt die Lava relativ ruhig aus den Vulkanschloten; in den Anden, der nordamerikanischen Kordilleren und den Vulkaninseln der Inselbögen der Aleuten, Philippinen etc. sind heftige Vulkanexplosionen die Regel, wobei pyroklastisches Mate -Explosivität hängt allein von der Viskosität und vom Anteil an Volatilen (H2O, CO2) sowie Anteil von externen Wasserab
• -phreatische Eruptionen: Phreatische Ausbrüche sind Wasserdampf-Explosionen, bei denen überhitztes, externes Wasser infolge einer plötzlichen Druckentlastung in Dampf verwandelt wird. Der dabei entstehende Wasserdampf hat ungefähr das 1000-fache des Wasservolumens[1] und sprengt einen Krater in den Untergrund. Das Gestein, das sich vorher im Krater befand wird dabei zertrümmert. Das ausgeworfene Gestein wird rings um den Krater als Wall abgelagert. Phreatische Eruptionen enthalten nur zersprengtes "Alt"gestein, kein juveniles Gestein (also Pyroklasten s.str.).
• -Hawaiianische Eruptionen: Schildvulkan -gekennzeichnet von Effusion (mehr oder minder ruhige Ausfließen von Magma) dünnflüssiger, volatil-armer,basaltischer Magma-Lavafontänen bis zu 500m hoch?-ausgedehnte Lavaströme
• -strombolianische Eruptionen: -Magmabasalte sind viskoser als bei Hawaiianischer Eruption-Zerplatzen von Gasblasen führt zu Herauslösung relativ grober Fragmente aus dem Schlot-werden zu einem Vulkankegel aufgeschichtet
• -plianische Eruptionen: -hochexplosive Eruptionen-bedingt durch sehr zähflüssiges und volatil-reiches Magma
• -phreatomagmatische Eruptionen: -heißes Magma trifft auf Grundwasser → extrem explosive Eruptionen-feine Fragmente entstehen aus Magma und Schlotwänden-Phänomen nur, wenn Magma und Wasser kurz vor oder während der Eruption in Kontakt treten
• Warum haben Schildvulkane eine geringe Hangneigung von wenigen Prozent Gefälle; Stratovulkane steile Hänge mit ca. 30 Grad Neigung? -Schildvulkane-Ursache für typische From ist das effusive Ausfließen sehr dünnflüssiger und damit schnell fließender, volatil-armerMagma-aufgrund der hohen Fließgeschwindigkeiten der Lava → Hangneigung sehr gering -Stratovulkane-hoher Kieselsäure-Gehalt des Magmas führt zu relativ zähflüssiger Magma-diese fließt nicht sehr weit-bildet dicke Lavaströme-der dazu hohe Gasanteil bewirkt, dass die Eroption explosiv verlaufen-eine solche Abfolge verursacht bei Erkaltung und Ablagerung typische Form
• Skizzieren Sie die verschiedenen Formen der Vulkane bzw. vulkanischen Erscheinungen! s
• Plagioklas Na(AlSi3O8) – Ca(Al2Si2O8)
• Alkali-Feldspat Alkali-Feldspat Na(AlSi3O8) – K(AlSi3O8)
• Quarz SiO2
• Pyroxen Ca(Mg,Fe)(Si2O6)
• Amphibol Ca2(Mg,Fe)5(Si8O22)(OH)2
• Glimmer K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2
• Olivin (Mg,Fe)2(SiO4)
• Tonminerale Kaolinot, Smektit, Illit, Chlorit
• Karbonat Calcit CaCO3Dolomit CaMg(CO3)2
• Was ist der Unterschied zwischen Mineral und Gestein Was gilt für beide gleichermaßen in Bezug auf ihre Entstehung? Gesteine sind Mischung aus mehreren Mineralen + Gesteinbruchstücken + organischem Material aufgebaut, selten monomineralisch. Minerale aus Elementen.             Gesteine können schmelzen, Minerale nicht. Minerale Natürliche, kristalliner, homogener, anorganischer Festkörper, gekennzeichnet durch Struktur und chemische Zusammensetzung. -Gestein ist das Resultat eines geologischen Prozesses

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