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Bodenkunde (Fach) / 02. Geologische Grundlagen der Bodenkunde (Lektion)

Geologische Grundlagen der Bodenkunde

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  • 1. Warum sind geologische Grundlagen für Bodenkunde von Bedeutung? Aus Stein entsteht durch Verwitterung Boden. Nährstoffe und wichtige Eigenschaften des Bodens hängen von den Gesteinen ab. Geologische Prozesse beeinflussen den Boden maßgeblich. Gestein ist somit die Entstehungsgrundlage des Bodens.
  • 2. Erklären sie kurz, wieso man die Erde in geologischen Zeiträumen als „Gesteinsrührwerk“ bezeichnen kann. Durch die Plattentektonik gelangen immer neue Gesteine aus dem Erdinneren an divergenten Plattengrenzen an die Oberfläche, gleichzeitig gelangen Gesteine an konvergenten Plattengrenzen auch wieder in das Erdinnere. Dadurch werden Gesteine immer wieder neu zusammengesetzt. Auch können Gesteine dem Erdinneren nur nahe kommen, schmelzen, und sich dadurch neu zusammensetzen (Metamorphe Gesteine).
  • 3. Woher stammt die Energie, die im Erdinneren gespeichert ist? Die Energie, die im Erdinneren gespeichert ist, ist seit der Entstehung der Erde durch die Reibung und Kompression dort gespeichert. Sie wird außerdem durch radioaktiven Zerfall im Erdinneren freigesetzt.
  • 4. Wieso würde es viel weniger oder vielleicht sogar gar keine Böden geben, wenn es auf der Erde keine endogenen Prozesse gäbe? Endogene Prozesse sind zum Beispiel Plattentektonik, Vulkanismus oder Gebirgsbildung, also alle Prozesse, die durch die Energie im Erdinneren angetrieben werden. Ohne diese würden sich keine neuen metamorphen Gesteine, Plutonite oder Vulkanite bilden, die Bodenbildung käme somit zum Erliegen.
  • 5. Welche Faktoren treiben die exogenen Prozesse auf der Erde an? Woher kommt die Energie? Exogene Prozesse werden durch die Energie der Sonne angetrieben. Diese sind zum Beispiel Abtrag durch Flüsse, Abtrag durch Gletscher, Abtrag durch Wind und gravitative Massenbewegungen, also alle Prozesse, die durch das Wetter hervorgerufen werden.
  • 6. Erläutern Sie kurz das Konzept der Plattentektonik. Was ist die Ursache für Vulkanismus und Metamorphose? Die Lithosphäre ist in Lithosphärenplatten gegliedert, die sich durch die Konvektion im Erdinneren bewegen (Kontinentaldrift). Es gibt konvergierende und divergierende Plattengrenzen. Bei konvergierenden Plattengrenzen bewegen sich 2 Platten aufeinander zu, wodurch eine nach unten ins Erdinnere geschoben wird. Bei divergierenden Plattengrenzen bewegen sich 2 Platten ahttp://www.karteikarte.com/card/edit/lesson/89080useinander, wodurch neues Material aus dem Erdinneren an die Oberfläche gelangen kann. An den Plattengrenzen kann Magma an die Oberfläche gelangen, es entstehen Vulkane. Durch die Absenkung von Gestein und dadurch steigenden Druck und hohe Temperaturen in der Lithosphäre kommt es zur Metamorphose. Hierbei wird das Gestein angeschmolzen und kann sich neu zusammensetzen. Platten sinken in der Subduktionszone ab. Ozeanische Platten haben eine höhere Dichte als kontinentale Platten, dadurch sinken ozeanische Platten in der Subduktionszone ab.
  • 7. Wie kann man in der Regel Vulkanite und Plutonite im Gelände voneinander unterscheiden? Vulkanite sind dunkle Gesteine, die an der Erdoberfläche abgekühlt sind, durch die schnelle Abkühlung bilden sich kleine Kristalle, sie haben ein amorphes Aussehen, eine homogene Matrix und sie bilden Säulen. Sie haben einen hohen Mg-, Ca- und Fe-Gehalt und sind basisch. Plutonite sind helle Gesteine, die im inneren der Lithosphäre abgekühlt sind, dadurch bilden sich große Kristalle und sie haben einen hohen Si-Gehalt.
  • 8. Was ist „Metamorphose“, wie kann man „Metamorphite“ im Gelände in der Regel erkennen? Metamorphose ist das Anschmelzen (Teilschmelzung) von Gesteinen bei hohem Druck und hoher Temperatur im unteren Bereich der Erdkruste. Dadurch werden die Gesteine neu zusammengesetzt. Es gibt verschiedene Arten der Metamorphose. Zur Kontaktmetamorphose kommt es in der Nähe von Magmakammern, die Regionalmetamorphose findet an Plattenrändern bei Kollision und Gebirgsbildung statt, die Impaktmetamorphose geschieht bei abrupten Wärme- und Stoßwellen, zum Beispiel bei einem Meteoriteneinschlag. Die Versenkungsmetamorphose geschieht bei wenig Hitze in geringer Tiefe und die Hydrothermalmetamorphose findet unter dem Meer statt. Metamorphite erkennt man daran, dass sie gebändert (Fraktionierung in verschiedene chemische Bestandteile) oder geschiefert (Einlagerung entsprechend der Mineralstruktur, blättrige Minerale) sind.
  • 9. Wie heißt das metamorphe Gesteinsäquivalent des Calcits (Kalkstein)? Marmor.
  • 10. Wieso ist bei strömendem Wasser die Mobilisierungsenergie für Feinsand geringer als für Ton? 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.
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  • 11. 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
  • 12. Was versteht man unter „periglazialen Solifluktionsdecken“? Solifluktion bedeutet Bodenfließen, wobei der Boden oberflächlich auftaut und erodiert, da tiefere Schichten noch gefroren sind (Periglazialbereich). Beim flächigen Auftreten des Phänomens spricht man von Solifluktionsdecken.
  • 13. Nennen Sie je ein Beispiel für ein klastisches Sediment, ein chemisches Sediment und ein biogenes Sediment. Klastische Sedimente sind chemisch abgetragene Sedimentpartikel, zum Beispiel Quarz. Chemische Sedimente sind neu gebildete chemische Verbindungen, zum Beispiel Dolomit. Biogene Sedimente sind aus organischem Material entstanden, zum Beispiel Steinkohle.
  • 14. 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. Kalkstein entsteht durch Kristallisation von Calciumcarbonat.
  • 15. Was versteht man unter „Diagenese“, wie wird sie von der Metamorphose abgegrenzt? Bei der Diagenese werden Lockersedimente zu Sedimentgesteinen verfestigt. Dies geschieht unter verhältnismäßig niedrigem Druck und Temperatur, es findet keine Um- oder Neubildung statt. Metamorphose findet unter höherem Druck und Temperatur statt, dadurch kommt es zu einer Neubildung des Gesteins und einer Veränderung des Stoff- und Mineralbestands.
  • 16. 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. Das kaledonische und das varizische Gebirge sind Grundgebirge. Ein Deckgebirge unterscheidet sich im Deformationsstil und Metamorphosegrad vom erdgeschichtlich älteren Grundgestein. Es ist meist aus Sedimenten entstanden, die unter Diagenese zu Sedimentgesteinen wurden. Ein Beispiel hierfür ist das Buntsandsteindeckgebirge im Nordschwarzwald.
  • 17. Zeichnen Sie schematisch einen geologischen Querschnitt durch den Oberrheingraben bei Freiburg. Manteldiapir, Hebung, Kaiserstuhl, Grundgebirge (Granit, Gneiss), Buntsandstein → Muschelkalk → Keuper → Jura, tertiäre Grabenfüllung, eiszeitliche Flussschotter
  • 18. Charakterisieren Sie kurz die Klimageschichte des Pleistozäns im Quartär. Das Pleistozän ist durch den stetigen Wechsel von Kalt- und Warmzeiten geprägt.
  • 19. Welches Erdzeitalter hat die größte zeitliche Ausdehnung? Das Präkambrium mit etwa 4,030 Mrd. Jahren.
  • 20. 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).
  • 21. Wann entstand der Schwarzwald? Der Schwarzwald entstand in mehreren Phasen. Im Eozän brach der Oberrheingraben ein. Im Pliozän setzte eine ausgeprägte, aber ungleichmäßige Aufwölbung ein (Fernwirkung der alpidischen Orogenese).
  • 22. 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? Nein, denn Boden besteht aus organischem Material und ist ein belebter Teil der Erdkruste. Boden kann daher auf dem Mond nicht entstehen. Sie haben Gesteinsproben gesammelt.
  • 23. 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.
  • 24. Nach den verschiedenen Hochphasen der letzten Eiszeit vertieften sich aufgrund der hohen Schmelzwasservorkommen in den folgenden wärmeren Phasen die Flüsse zunehmend. So entstanden unterschiedliche Flussterrassen. Durch Nacheiszeitliche Verwehung wurden die Flussterrassen mit einer Schicht von Löss überzogen. Auf welcher Terrasse findet sich diese Lössschicht nicht? Warum? Auf der Oberterrasse findet sich kein Löss, da dieser durch Wind und Niederschlag wieder abgetragen wurde, bevor sich nennenswerte Mengen akkumulieren und verfestigen konnten. Auf den tieferen Flussterassen waren die Lösseinwehungen geschützt vor Erosion und der Löss der oberen Terrassen akkumulierte sich auch dort zusätzlich.
  • 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 mit Mg-Mangel rechnen? Warum? Magnesiummangel ist auf sauren Braunerden aus Buntsandstein, Orthogneisen und Graniten verbreitet. Die H+-Ionen in den sauren Böden lagern sich an Bodenteilchen an, wodurch sie andere Nährstoffe mit niedrigerer Bindungsaffinität wie zum Beispiel Magnesium von den Bindestellen verdrängen. Das Magnesium geht in die Bodenlösung über und kann daher sehr leicht ausgewaschen werden. Im Nordschwarzwald wäre Magnesiummangel zu erwarten, da dort Buntsandstein vorherrscht.

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