Geologie AW

10 Elemente bauen 99%der Erdkruste auf

Sauerstoff (O) 47%;

Silizium (Si) 28%;

Aluminium (Al) 8%;

Eisen (Fe) 5%;

Kalzium (Ca),

Natrium (Na),

Kalium (K),

Magnesium (Mg)

gemeinsam10,5%

Titan und Wasserstoff ~0,5%

Minerale entstehen durch Kristallisation aus einer Lösung (von Meerwasser bis Magma),

Minerale sind homogene Körper, können mechanisch nicht in Einzelbestandteile zerlegt

Werden, mehrere Minerale bauen Gesteine auf (selten monomineralisch)

• Diese Elemente bilden das Gerüst der Minerale:
  • Sauerstoff (O), Silizium (Si) , Aluminium (Al), Kohlenstoff (C),(Schwefel (S), Phosphor (P))
• Diese Elemente sorgen für den Ladungsausgleich (den Zusammenhalt der Struktur)
  • Natrium (Na), Kalium (K), Magnesium (Mg), Kalzium (Ca)

Zur makroskopischen Bestimmung von Mineralen wird eine Reihe von Kriterien

herangezogen, die wichtigsten sind:

• Farbe
• Glanz
• Transparenz
• Spaltbarkeit
• Bruch
• Härte
• Dichte
• Löslichkeit in Säuren
• Kristallformen

•Silikatminerale: Si-O Verbindungen

•Karbonatminerale: CO3-Verbindungen (Kalzit, Dolomit)

•Erzminerale: S-Metall Verbindungen (Pyrit)

•Phosphate: PO4Verbindungen (Apatit)

•Oxide: O Verbindungen (Hämatit)

Grundbaustein der Silikate ist der SiO4-Tetraeder.

Je nach Anordnung der Tetraeder werden die Silikate in folgende Gruppen eingeteilt:

•Inselsilikate:Olivin, Granat

•Ketten-undBandsilikate:z.B. Pyroxene, Amphibole

•Schichtsilikate: Glimmer und Tonminerale

•Gerüstsilikate: Quarz und Feldspäte

Feldspäte: Ionen wie K, Na, Ca...werden aus Kristallgitter gelöst und durch OHGruppen ersetzt; typisch für Granite, Gneise, humide Bedingungen...; kann Schwermetalle (Cd, Pb, Zn, Cu) zurücklassen

Tonminerale

Vor 4,6 Milliarden Jahren (Ga)

Durch Zusammenballung von Materie aus dem solaren Urnebel (den Resten einer Supernova Explosion)

Anfangs ein homogener Körper, durch Erhitzung (Aufprall, gravitatives Zusammenballen, Radioaktivität) Differenzierung (leichte Elemente schwimmen auf, schwere sinken) à Kern, Mantel und Kruste bilden sich

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Erde in mehrere Schalen gegliedert ist (Schalenmodell).

Der Erdkern wird von einem Mantel und dieser wiederum von einer Kruste umgeben. Da innerhalb von Kern, Mantel und Kruste die physikalischen und chemischen (mineralischen) Eigenschaften stark variieren, werden sie jeweils noch weiter untergliedert. Die Temperatur- und Druckverhältnisse ändern sich von der Erdoberfläche zum Erdkern. Grundsätzlich steigen sie mit der Tiefe deutlich an, was in einigen Bereichen zum Aufschmelzen von Gesteinen führt.

Die Schichten im Einzelnen

Erdkruste Tiefe: 0 bis max. 65 km Zustand: Fest Temperatur: bis 1000 C Die Erdkruste wird in die ozeanische und kontinentale Kruste unterteilt. Beide Bereiche unterscheiden sich in Dichte, Dicke Alter und Gesteinsinhalt voneinander.

Oberer Erdmantel Tiefe: ~ 10 bis 700 km Zustand: Teilweise plastisch, fest Temperatur: ~ 1000 C Der "Motor" für die                                            Bewegungen der Erdplatten liegt im oberen Erdmantel.

Unterer Erdmantel Tiefe: 700 bis 2900 km Zustand: Fest Temperatur: 1000 bis 3700 C

Äußerer Kern Tiefe: 2900 bis 5100 km Zustand: Flüssig Temperatur: 3700 bis 4300 C Die Ursache für den Erdmagnetismus                          wird im äußeren Erdkern vermutet. Er besteht hauptsächlich aus geschmolzenem Eisen.

Innerer Kern Tiefe: 5100 bis 6370 km Zustand: Fest Temperatur: ~ 4300 C Der Innere Kern besteht zu über 75% aus Eisen 

Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur der Kruste

Im Durchschnitt 30 degC/km

Der Geothermische Gradient kann stark variieren

In vulkanischen Gebieten (Indonesien) oder in Gebieten über ausgedünnter kontinentaler Kruste (Ungarn) herrscht ein hoher G.G.