Geologie AW

• Tonminerale: Bildung von Klima abhängig, Kaolinit (humides Klima), Smektit – besonders fruchtbarer Boden aus vulkanische Gesteine (arides Klima)
• Eisen und Manganoxide: Neugebildete Minerale aus der Verwitterung. Bildung ist von der Anwesenheit des Sauerstoff abhängig

•   Wirkt Säuren entgegen. Setzt dabei Ca und Mg (aus Kalzit und Dolomit) frei, die neugebildeten Tonminerale mit    aufbauen
• größere Tonminerale werden gebildet; Huminsäuren bilden größere Flocken, Boden wird krümeliger
•  Ausfällung von Kalk stabilisiert die Hohlräume, Boden wird dadurch Druck und Regenstabiler
• Fördert Bildung von Kalk-Ton-Humus Komplexen - die Speicher von mineralischen Nährstoffen im Boden.
• Bei Überkalkung werden Mn, B, Co, Cu, P gebunden und stehen nicht mehr zur Verfügung

Bedeutet Geologie im Dienst der Landwirtschaft zur Nutzung von mineralischen Rohstoffen als Düngemittel

• Landwirtschaft (Erkenntnisse aus der Bewirtschaftung des Systems)
• Bodenkunde (lokale Bodeneigenschaften insbesondere Mängel –beschreibt das System in das eingebracht werden soll, inkl. geplante Nutzung)
• Geologie (Exploration der lokalen Gesteinsvorkommen und deren Nutzbarkeit –beschreibt den Rohstoff und dessen Eigenschaften)

• Gesteine:Salpeter, Phosphate, Guano, Kalisalze, Karbonate, Schwefelminerale
• Vulkanische Gesteine: Perlit, Bimsstein, Schlacke
• Minerale: Vermikulit (Tonmineral), Zeolithe (Silikat)

Auswirkungen auf Nährstoffdynamik, Bodenlebewesen und Bodenstruktur

Eine Reihe von Düngemitteln (insbesondere N-Düngemittel) tragen zur Bodenversauerung bei. Dies kann ohne Ausgleichsmaßnahme zu einer Beeinträchtigung der Strukturverhältnisse im Boden führen. Die Absenkung des pH-Wertes und eine überhöhte Salzkonzentration können das Bodenleben beeinträchtigen. Außerdem geht mit steigender N-Düngung die Aktivität N-bindender Bakterien zurück.

Stickstoff: Förderung des Bodenlebens 

Phosphor: Förderung der Krümelbildung; Bodenstabilisator; Brücken zwischen Humusteilchen

 Kalium: K+ Ionen wirken in hoher Konzentration krümelzerstörend, weil Sie Ca2+ Ionen verdrängen (Antagonismus) 

Magnesium: Wie Ca, Förderung der Krümelstabilität durch Verdrängung der Hydroniumionen von Austauscherplätzen 

Calcium: Stabilisiert Krümelstruktur/ Förderung des Bodenlebens/ pH-Regulierung 

Schwefel: Förderung des Bodenlebens

• Perlit: bessere Belüftung, Wasserspeicherung, fördert Wurzelbildung/ Krümelstruktur/ Bodenleben
• Bimsstein: Qualitätsverbesserung von Böden, Durchlüftung, Wasserspeicherung, fördert Wurzelwachstum/ Nährstoffversorgung
• Schlacke:fördert Wasserversorgung/ Nährstoffversorgung/ Bodenbelüftung/ Strukturstabilität
• Vermikulit: Verbesserung der Bodeneigenschaften, fördert Durchwurzelbarkeit/ Bodenfruchtbarkeit
• Zeolithe: wirkt wie ein sieb und erlaubt Aufnahme und Abgabe der Stoffe, hilft Dünger und Wasser zu sparen, Nährstoffpotenzial im Boden zu optimieren

Agrominerale/Gesteine

sind meist nur gebrochene und aufgemahleneMinerale/Gesteine

Kommerzielle Düngemittel

-physikalisch und chemisch behandelte Gesteine

-Aufbereitung macht das Produkt teurer

- schneller wasserlöslich und damit schneller verfügbar für Pflanzen

• Apatit
• Fluoroapatit

Weißklee, Kohlgewächse, Straucherbse und Hirse können durch Exkretion von organischen Säuren Phosphor aus Phosphaten mobilisieren.

• Chemisch: Haufenlaugung, Ionenaustausch
• Physikalisch: feine Vermahlung, Thermische Behandlung
• Biologisch: Kompostierung, Mischung mit reaktiven P

Klagenfurt/Kärnten

• Molassezone / interalp. Becken, 
• Paläozoikum, Quarzphylite,
• Metamorphikum

Böden: Lockersediment Braunerde , Moor

• Magmatite:Weinsberger Granit, Mauthausner Granit, Granodiorite, Diorite                                                   Verwendung: Pflaster und Dekorplatten
• Metamorphite:  Gneise, Glimmerschiefer, Amphibolite, Quarzite, Mamor                                                       Verwendung: Dekorplatten

Böhmische Masse, Molassezone, Flyschzone,nördliche Kalkalpen, Grauwackenzone, Kristallin der Zentralzone, Inneralpines Becken (Klagenfurter Becken)

• Kalkalpen
• Rendzinen mit spärlichen Bewuchs, Hochgebirgsregionen ohne Bodenbedeckung, Braunerde, Wald und Almwirtschaft, Verkarstung, wasserwirtschaftlich von großer Bedeutung

Als Rendzina oder Rendsina wird in der Bodenkunde und Geologie ein flachgründiger Boden bezeichnet, der sich auf karbonat- oder gipsreichen Gesteinen bildet. Der Bodentypweist zwei Horizonte auf und wird in die Klasse R (Ah/C-Böden) eingeteilt. Seine Abkürzung lautet RR.

Rendzina-Böden sind für Karst und viele Gebirge typisch, können sich aber bei günstigen Bedingungen zu Schwarz- oder Braunerde weiterentwickeln

Waldbau: harte Gesteine, starkes Relief, Bsp: Zentralzone, Kalkalpen

Almwirtschaft: harte/weichere Gesteine, Relief

Ackerbau: weiche Gesteine, Ebene

Weinbau: weiche Gesteine, Relief

Relief ist ein wichtiger Faktor für Bodenentwicklung und Bewirtschaftungsmöglichkeiten durch den Landwirt Neigung der Flächen Maschineneinsatz

in der Grauwackenzone

nördlich: nördliche Kalkalpen                                              

südlich: Zentralzone

Wien (Wienerwald), Oberösterreich, Niederösterreich, Salzburg, Vorarlberg

Gesteine: klastische Sedimente:

• Sandsteine, Tonsteine und Mergel

Nördlich: Molassezone, südlich: nördliche Kalkalpen

• Bedeutung der Elemente für Wachstum von organischem Material
• Bodentyp ist von geol. Zone abhängig
• Bodenreaktion (Verwitterung, Neubildung, Minerale)
• Bodenart
• Bodenschichten - Humus
• Nährstoffe
• Wasserspeicherung/Wasseraufnahme
• Ph-Wert

Aktualismus, Aktualitätsprinzip, wichtigste Grundlage zur Interpretation aller geologischen Geschehnisse.

Die Theorie des Aktualismus geht von der stetigen Gültigkeit der physikalischen, chemischen und biologischen Gesetze aus und folgert, daß die geologischen Prozesse der Vergangenheit in vergleichbarer Weise wie heute abgelaufen sind.

Baustoff, Werkstoff, Füllstoff, Scheuermittel, Dünger,Schmucksteine

Umwandlung eines Lockersedimentes in ein Festgestein (Teil des Geisteinskreislaufs)

Prozesse:

• Entwässerung
• Drucklösung
• Zementation

Ein Riff (altnordisch rif „Rippe; Riff“) ist eine mehr oder weniger lang gestreckte Erhebung, die vom Gewässerboden in Richtung Gewässeroberfläche aufragt. Ein Riff kann tief unter der Wasseroberfläche liegen, bis an diese heranreichen oder auch darüber hinaus ragen. Bei dem Gewässer handelt es sich in aller Regel um ein Schelfmeer.

Es werden im Wesentlichen drei Formen unterschieden:

• Felsriffe: bestehen aus solidem Fels unterschiedlichen Ursprungs; ragen sie über die Wasseroberfläche hinaus werden sie auch Klippen genannt
• Sandriffe: bestehen aus zusammengespültem Sand (→ Sandbank)
• biogene Riffe: bestehen aus festsitzenden marinen Organismen mit Kalkskelett, die aufeinander wachsen und dadurch im Laufe der Zeit mächtige Kalksteinkörper bilden

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.

(1) Relative Altersbestimmung (älter als… jünger als..)

(2) Radiometrische Altersbestimmung ergibt eine Zahl (ein numerisches Alter) und deren Ungenauigkeit à eine Altersspanne.

Nutzt den radioaktiven Zerfall von radioaktiven Mutterisotopen à Bestimmung der Zerfalls- o. Ausgangsprodukte

(3) Absolute Altersbestimmung nutzt wiederkehrende Ereignisse, die in den Gesteinen erhalten sind und ergibt eine genaue Zahl.

Hadäikum:

• Zusammenballung der Materie
• Komplettes aufschmelzen der Erde

Archaikum:

• Plattenbewegungen starten
• Prokaryoten (Zellen ohne Zellkern)

Proterozoikum:

• Bildung von Eisenbändererzen
• Eukaryoten (mehrzelliges Leben)

Paläozoikum:

• Skelette
• Erstes tierisches u. pflanzliches Leben außerhalb der Ozeane
• Kohleablagerungen

Mesozoikum:

• Reptilien (Dionsaurier)
• Vögel
• Erste kleine Säugetiere
• Bildung der Alpen

Känozoikum:

• Säugetierentwicklung (Riesensäuger)
• Erste Affen
• Blütenpflanzen dominant

helles Gestein, freies SiO₂ (siliziumreich), leichter als basisches (Dichte 2,5 g/cm3)

Bsp: Ryholith, Granit

dunkles Gestein, kein freies SiO₂ (siliziumarm), Schwerer als saures (Dichte: 2,96 g/cm3)

Bsp: Basalt, Gabbro

Gesteine die aus dem Magma/der Lava erstarren, eingeteilt in:

• Vulkanite (schnelles Abkühlen an Erdoberfläche, Ergussgesteine) Rhyolit, Basalt
• Plutonite (langsames Abkühlen in der Erdkruste, Tiefengesteine) Granit, Gabbro

Schildvulkan: flache Flanken, langsames Austreten basischer basaltischer Lava, wenig Gas

Stratovulkan: steile Flanken, explosiver Austritt saurer Lava, gasreich

Batholith (großflächig), Lopolith (trichterartig), Lakkolith (gewölbte Oberseite) 

Konvektionsströme dadurch Bildung von Subduktionszonen mit Vulkanismus

Gesteine die sich aus verwittertem Material durch Verfestigung bilden

Prozesse finden bei verhältnismäßig niedriger Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck statt.

Diese Gesteine bestehen aus Komponenten und Bindemittel

Klastische Sedimente: Transport, Ablagerung, Diagenese

Chemische biogene Sedimente: Abscheidung aus einer Flüssigkeit

Je nach Zerkleinerungsgrad der Gesteine durch mechanische Einwirkungen (Wind, Wasser, Eis,…) werden diese in Gruppen Eingeteilt: Stein, Kies, Sand, Schluff, Ton

Grobklastika: Stein, Kies

Mittelklastika: Sand

Feinklastika: Schluff, Ton

Komponenten bestehen meistens aus biogenen Resten (Kalkschalen, Kieselskeletten) die durch Karbonatminerale (Kalzit, Dolomit) zementiert werden.

Chemische Fällung aus dem Meerwasser mit zunehmender Temperatur (Eindampfungsgrad) wird von der Löslichkeit der Minerale und der Gassättigung bestimmt.