Umweltsysteme - Erdsysteme
Zusammenfassung Umweltsysteme
Zusammenfassung Umweltsysteme
Kontinent-Kontinent Kollisionen
- Kollidieren zwei kontinentale Platten, kommt es zu einer Verdickung der Kruste. Es entsteht Gebirge und Höchländer
- Aufgrund ihrer geringen Dichte schwimmen beide Kontinente auf dem Manten
Bsp. Hochland von Tibet--> Himalaja (Indien-Asien Kollision)
Hotspot von Hawaii
- Der Plume ist im Mantel verankert, die Platte bewegt sich oberhalb --> Eine Linie von Vulkanen entsteh
- Eng begrenzter, rausch aus dem Mantel aufsteigender Manteldiapir
Quellkuppe (lavadome)
- Runlich, stelwandige Gesteinsmassen
- Extrem viskose Lava, die sich seitlich nur wenig ausbreitet
- Das Material plombiert die Förderschlote --> Explosiver Vulkanismus
Calderas
Entstehen wenn ein Vulkan in die darunter liegende Magma-Kammer kollabiert
z.B Crater Lake, Yellowstone, Santorini
Basalt (Lava)
Die bei einem Vulkanausbruch entstehenden Oberfläcgenformen sind abhängig von den Eigenschaften der geförderten Laven
- Sticklava: Dünnflüssige Schmelze die sich schichtförmig ausbreitet
- Brockenlava: Brocken-lava entsteht aus einer Schmelze, die ihre Gase weitgehend abgegeben hat
Vorhersage von Vulkanausbrüchen
Warnende Anzeichen: Erdbeben, Aufwölbungen, Hebungsvorgängen und Gasausbrüche im Umfeld eines Vulkan --> nahe bevorstehende Eruption
Bewegungsformen durch die Erdbeben ausgelöst werden
- Abschiebung (Extension)
- Aufschiebung (Kompression)
- Horizontalverschiebung (Scherung)
Berühmtes Beispiel Erdbeben: San Andreas Transformstörung
Ein Erdbeben an der San Andres Störung zerstörte San Fransisco in Jahre 1906
Das Stärkste Erdbeben, das Nordamerika jemals erlebt hat.
Pazifische Platte und Nordamerikanische Platte
Faktoren, die Verwitterung und Erosion beeinflussen
- Dauer der Verwitterung: kleine Zeitdauer --> geringer Verwitterung, Erosion, grosser Zeitdauer --> Stäerkere Verwitterung, Erosion
- Zusammensetzung des Ausgangssteinns: geringer Stabilität --> stärkere Verwitterung Zunahme der Stabilität: Geringe Verwitterung
- Temperatur: Mit Zunehmender Temperatur --> geringe Physikalische Verwitterung und stärkere chemische Verwitterung
- Zunahme der Niederschalgsmenge: stärkere chemische und physikalische Verwitterung
- Zunahme der Säuregehalts: stärkere chemische Verwitterung
- Zunahme der Halogenierung (Morphologie): Stärkere Erosion, geringe chemische Verwitterung
Sedimenttransport
Transport ist möglich, wenn Partikeldurchmesser klein ist und die Geschwindigkeit des Flusses genügend hoch ist.
Die feineren Feststoffe werden weit transportiert, während grössere Feststoffe nur über kurze Distanzen transportiert werden
3 Arten von Sedimenttransport:
- Gelöste Stoffe
- Schwebende Stoffe
- Geschiebetransport
Endmoräne eines Gletschers
Ablagerung von schlecht sortiertem, klastischem Sediment
Sedimentablagerung durch Vergletscherung
Massenbewegungen
Massenbewegungen gehörtb zu den Prozesses der flächenhaften Erosion:
Transportvorgänge, durch die grosse Mengen von verwittertem oder unverwittertem Gestein- / Bodenmaterials, oft in einem singulären Vorgang, unter dem Einfluss der Schwerkraft hangabwärts transportiert werden
- Murgang
- Rotations-Block-Rutschung
- Erdrutsch
- Bodenkriechen
Massenbewegungen finden entweder durch Stürzen, Gleiten, Fliessen oder Kriechen statt
Massenbewegung: Faktoren
- Eigenschaften des Hangmaterial: Lockermaterial, Festgestein
- Wassergehalt des Materials
- Hangneigung und Hanginstabilität
- Ursachen: Klima (Niederschläge), Erdbeben, menschliche Eingriffe in die Landschaft (Bsp. Wald, diese halten den Boden zusammen)
Deflation
Deflation oder Sandflucht ist der Vorgang der Auswehung von Lockermaterial durch den Wind
Ein Beispiel für eine divergente Plattengrenze ist
der mittelatlantische Rücken
Der Ring of Fire entstand durch
Aufschmelzung durch Wasserzufuhr
Gesteine welche durch abkühlendes Megama aus dem Erdinneren entstehen heissen
Effusivgestein
Der Ring of Fire markiert die
pazifische Grenze
Schichtvulkane bilden sich häufig über
Subduktionszonen
DIe weltweit stärksten Erdbeben treten zwischen
konvergenten Plattengrenzen auf
Erste Fotosynthetische Lebewesen
Stromatolithen
Magnetfeld
Entstehtung vor ca. 4 Milliarden Jahren
Das Magnetfeld entstand durch Konvektionsströmungen im Erdkern, welche durch die Erdrotation und Corioliskraft abgelenkt werden. Magnetische Mineralien richten sich nach dem Magnetfeld aus
Ursachen Massenausstreben
- Klima: Veränderung der globalen Umweltbedingungen
- Meteroiteneinschlag
- Deckenbasalte: Magmatisches Gestein aus dem Inneren --> Beim Ausbruch wird viel Gas und Magma freigesetzt
Die bekanntesten Massenaussterben
- Perm-Trias Massenaussterben: vor 250 Mio Jahren (grösstes Massenaussterben möglicherweise durch sibirische Deckenbasalte)
- Kreide-Tertiärgrenze: vor 60 Mio Jahren (ausserben der Dinosaurier)
Das Anthropozän
Bennenung einer neuen geochronologischer Epoche. Das Zeitalter, in dem der Mensch zu einem der wichtigsten Einflussfaktoren auf die biologischen, geologischen und atmosphärishen Prozesse auf der Erde geworden ist
Aufbau der Erde (von innen nach aussen)
- Innerer Kern (Eisen)
- Äusserer Kern (flüssiges Eisen)
- Mesosphäre (fest)
- Asthenosphäre (Zirkulation Magma)
- Lithosphäre (fest)
Plattengrenzen: Transformstörung
Plattengrenzen, an denen Platten aneinander vorbeigleiten
Plattengrenzen: Divergente
Grenzen, an denen sich Platten trennen, voneinander wegbewegen und neue Lithosphäre entsteht
Plattengrenzen: Konvergente
Grenzen, an denen Platten miteinander kollidieren und eine der Platten unter die andere abtaucht und in den Erdmantel zurückgeführt wird
3 geotektonische Domänen
- Vulkanbögen
- Hotspots
- Riftsysteme
Wichtige Ereignisse auf der Zeitskala: Hinweis auf ein Magnetfeld, Fossilien primitiver Bakterien
vor 3500 Ma
Wichtige Ereignisse auf der Zeitskala: Beginnender Anstieg des Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre
vor 2700 Ma
Wichtige Ereignisse auf der Zeitskala: 1. Massenaussterben
vor 443 Ma
Wichtige Ereignisse auf der Zeitskala: Grösstes Massenaussterben
vor 250 Ma
Wichtieg Ereignisse auf der Zeitskala: Erste Hominiden
vor 5 Ma
Wichtige Ereignisse auf der Zeitskala: Erstes Auftreten von Homo sapiens
vor 0.2 Ma
Die Neolithische Revolution
- Ende der Lebewesen als reine Jäger und Sammler
- Aufkommen erzeugender Wirtschaftsweisen (Ackerbau, Viehzucht)
Ozeanversauerung Gründe und Folgen
- Die Aufnaheme von Kohlenstoffdioxid verursachte die Versauerung der Meere
- Die Folgen betreffen alle Meeresbewohner, die Kalkschalen bilden (Korallen, Austern)
- Diese Arten bilden oft die Basis der Nahrungsketten in den Ozeanen
Heutiges Aussterben vs früheres Massensterben
Derzeit laufen dieselbe Prozesse ab, die auch schon früher Auslöser von Katastrophen waren:
- Globale Erwärmung
- Meeresversauerung
- Absinken des O2 im Wasser
3 Beweise, dass sich die Kontinente auseinander bewegen
- Zusammenpassende Morphologie (Südamerika, Afrika)
- Gleichartige und gleichhaltige Geisteine
- Gleiche Fossilien längst ausgestorbener Lebewesen
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Cartes-fiches
Epizentrum Definition
Der Ausgangspunkt, an dem die Verschiebungsbewegung einsetzt, ist der Herd oder das Hypozentrum eines Erdbebens, Das unmittelbar über dem Erdbebenherd an der Erdoberfläche gelegene Ort wird als Epizentrum bezeichnet
Seismische Gefährdung
Die Intensität der seismischen Erschütterung und Veränderung, die in einem bestimmten Gebiet zu erwarten sind
Seismische Risiko
Die langfristige zu erwartende Schäden in einem bestimmten Gebiet
Erdbebenwellen
- Oberflächenwellen: Benötigen eine freie Oberfläche um sich auszubreiten --> sind nur wenig langsamer als S-Wellen
- P-Wellen (Primär): Sind Kompressionswellen --> Breiten sich im Gestein rasch aus
- S-Wellen (Sekundär): Sind Scherwellen und können sich nicht in Flüssigkeiten oder Gases ausbreiten --> Breiten sich etwa mit der halben Geschwindigkeit der P-Wellen aus
Oberflächenwellen: 2 Typen
- Bei den Rayleigh-Wellen erfolgt die Bewegung der Bodenteilchen retrograd-elliptisch
- Bei den Love-Wellen ist die Partikelbewegung eine reine Horizontalbewegung
Raumwellen: 2 Typen
Seismometer
Der Seismometer misst die horizontale oder die vertikale Bewegung
Eine Masse hängt an einer Spiralfeder. Während der Bodenbewegung auf das Gehäuse des Instrumentes überträgt, bewegt sich die Masse aufgrund ihrer Trägheit nicht mit dem Untergrund
Erdbebenstärke
Die Stärke eines Erdbebens steht im Zusammenhang mit der Gesamtfläche, an welcher der Bruch erfolgt.
Es gibt 3 Masse für die Erdbebenstärke:
- Intensität: Stärke der Erdbebenschäden = Mercalli Skala
- Magnitude: f(Maximale Amplitude der Bodenbewegung) = Richter Skala
- Seismisches Moment: physikalische Erdbebengrösse = Moment-Magnitude Skala
Erdbeben Vorhersage
Er gibt Vorbeben, kleine Erdbeben die sich kurz vor dem Hauptbeben im Bereich des Erdbebenherds ereignen. Leider kann man sie nicht von anderen kleinen Erdbeben unterscheiden, sie an aktiven Störungen häufig auftreten.
Bis heute ist also eine zuverläsisge Vorhersage von Erdbeben nicht möglich.
Massnahmen, um zerstörende Wirkung von Erdbeben zu verringern
- Erdbebensicheres Bauen
- Seismische Gefährdungskarte
Erdbeben Definition
Ein Erdbeben ist eine Erschütterung des Untergrunds, die auftritt, wenn Gesteine, die durch tektonische Kräfte unter Spannung stehen, plötzlich an einer Störung zerbrechen
Was treibt die Landschaftsentwicklung voran?
Die Landschaftsentwicklung ist das Ergebnis von Wechselwirkungen zwischen den Geosystemen, Plattentektonik und Klima
Gebirgsbildung durch Plattentektonik (3 Schritte)
- Kontinentalblöcke stossen zusammen
- Es entsteht eine breite Deformationszone mit intensiver Faltung und Bruchtektonik
- Eine Gebirgskette bildet sich entlang der Kollisionszone
Archimedishes Prinzip
- Gebirge befinden sich mit dem darunter liegenden zähplastischen Erdmantel in einer Art Schwimmgleichgewicht (Isostasie)
- Ein Gebirgsmassiv ragt etwa um das 5- bis 6-fache seiner Höhe über dem Meeresspiegel in den Erdmantel hinein
Relatives Geländerrelief
Der Höhenunterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt eines bestimmten Gebiets wird als Relief bezeichnen
Das Geländerelief ist das Resultat eines Gleichgewichts zwischen der Rate von tektonischer Hebung und Erosion
Definition Verwitterung
Chemische und Physikalische Zersetzung von Gesteinen
- Physikalische Verwitterung führt zu Zerkleinerung
- Chemische Verwitterung führt zur Lösung der Gesteinen und zur Neubildung von Mineralien
- Durch Verwitterung entstehen nicht nur alle Tonminerale und Böden dieser Erde sonder auch die glösten Substanzen, die durch Flüsse den Ozeanen zugeführt werden
Definition Erosion
Abtragung von Gesteinen und Boden durch:
- Wasser
- Eis (Gletscher)
- Wind
- Massenbewegungen
Allgemeine Prozesse bei denen das verwitterte Material in der Regel durch strömende Medien abtransportiert wird
Erosion ist stärker wo die Hebungsrate höher und das Relief grösser ist
Beispiele von chemische Verwitterung (2)
- Lösungsverwitterung: Lösung von Gesteinen aus Mineralien, die in reinem Wasser löslich sind
- Kohlensäureverwitterung: Verbindet sich Wasser mit Kohlenstoffdioxid aus der Luft, bildet sich Kohlensäure. Durch die chemische Reaktion der Kohlensäure mit Kalkstein löst sich dieser und als Ergebnis entsteht sogenannter Karst --> Carbonatisierung
Beispiele von physikalische Verwitterung (2)
- Frostverwitterung: Expansion des gefrierenden Wassers in Poren- und Kluftraum. Ihr Auftreten ist auf Gebiete mit kalten Wintern beschränkt
- Salzverwitterung: Wachstum von Salzkristallen in Spalten und Poren des Gesteins
Wie entstehen Böden?
Böden sind Rückstände der Verwitterung. Eine differenzierte Deckschicht aus lockerem, sehr heterogenem, verwitteretem Material
Die Bildung von Böden wird von 5 Faktoren beeinflusst:
- Mineralbestand des Ausgangsmaterials
- Klima
- Relief
- Organismen
- Zeit
Korrasion
Korrasion bezeichnet die Abtragung von Gestein durch Windschliff
Korrasion ist grösser nah am Boden
Windkanter
Windkanter sind Geisteinem die durch vom Wind transportieren Sand zu charakteristischer, oft kielartiger Form geschliffen wurden
Die 3 grossen Gesteinsgruppen
- Magmatit: Aufschmelzung von Gesteinen in der heissen Unterkruste und im Oberen Mantel (Kristallisation)
- Sedimentgestein: Verwitterung und Abtragung anstehender Gesteine der Erdoberfläche (Sedimentaion, Versenkung und Diagnese)
- Metamorphit: Gesteine unter hohen Temperaturen und Drücken in der tiefen Kruste und im Oberen Mantel (Rekristallisation neuer Minerale in festem Zustand)
Wie entsteht Polarlicht?
Es entsteht, wenn elektrisch geladene Teilchen des Sonnenwinds aus der Magnetosphäre auf Sauerstoff- und Stickstoffatome in die Erdatmosphäre treffen und diesse ionisieren --> Rekombination --> Aussenden von Licht
Was führte zu Jahreslagen (Warven) in den Sedimenten vom Zürichsee?
Das Klima im Laufe der Erdgeschichte: Wieso begann sich die Antarktis vor 35 Mio. Jahren zu vereisen?
Südamerika löste sich von der Antarktis ab
Entstehung und Aussterben der grünen Pflanzen: Sind Moose jünger oder älter als Grünalgen?
Das grosse Massenausterben der Erdgeschichte: Waren Tiere oder Pflanzen stärker vom Massenausterben betroffen?
Tiere
Wenn die Erde vor 24 Stunden enstanden wäre, wann erscheint der Mensch?
Was bestimmt die Höhe eines Gebirges?
Zusammenspiel von Erosion und Auftriebskräfte
Was löst Erdbeben in der Schweiz aus?
Kollision der adriatischen mit der europäischen Platte
In welchem Schweizer Kanton ist die Erdbebengefährdung am grössten?
Welche Vulkanart findet man am meisten?
Schildvulkane
Wieso ist der innere Kern fest und der äussere Kern flüssig?
Der Druck ist sehr hoch
Wie entsteht das Erdmagnetfeld?
Vergrössert oder verkleinert sich der innere Kern?
Wieso verdickt sich ozeanische Lithosphäre mit zunehmendem Alter?
Aufgrund dem Anfrieren der Asthenosphäre unter der Kruste
Welche Energiequelle, die heute noch besteht, treibt die Plattentektonik an?
Der Zerfall der radioaktiven Elemente
Entwicklung der Plattentektonik-Theorie: Alfred Wegener 1915
- Kontinentaldrift: Alle Kontinente schienen wie ein Puzzle zusammenzupassen
- Verteilung der Gesteine: Gesteinarten welche man in Nordafrika auffinden konnte, wurden auch im nördlichen Teil von Südamerika gefunden
- Verteilung der Fossilien: Fossilien des Süsswasserreptils wurden weltweit nur in Südamerika und im Süden Afrikas gefunden
Mantelkonvektion führt zu Plattentektonik
Heisses Material steigt aus dem Erdmantel nach oben und führt zur Entstehung und Trennung von Platten. An der Konvergenzstelle wird die abgekühlte Platte unter die überfahrende obere Platte gezogen und taucht in den Erdmantel ab wo sie aufgeschmolzen wird und in geschmolzenem Zustand erneut nach oben steigt
