Geografie-PHZH | 3: Geologie (Endogene Prozesse)

Im 20. Jahrhundert hat das Erdbebenrisiko weltweit

stark zugenommen, obschon sich die Erdbebengefährdung kaum verändert hat.

Gründe sind:

Das Bevölkerungswachstum, das zur Folge hat, dass auch in erdbebengefährdeten Gebieten (Kalifornien, Indonesien usw.) immer mehr Menschen leben.

Die Verstädterung: Auch Städte mit hoher Erdbebengefährdung sind stark gewachsen (Tokio, Los Angeles, San Francisco, Istanbul, Mexico City).

Die zunehmende Bedeutung der sehr erdbebenverletzbaren Infrastruktur unserer Gesellschaft wie Verkehrsverbindungen, Wasserversorgung, Stromversorgung und Telekommunikation.

Die global vernetzte Wirtschaft, die zur Folge hat, dass z. B. der Produktionsausfall einer Firma für Autogetriebe die gesamte globale Produktion gewisser Autos lahmlegen würde.

Zur Verringerung des Erdbebenrisikos gibt es verschiedene Möglichkeiten. Bestehende Bauwerke müssen untersucht und falls nötig nachgerüstet und neue Bauwerke nach modernen Normen erdbebensicher gebaut werden.

In Gebieten mit hohem Erdbebenrisiko muss die Bevölkerung über Schutzmassnahmen bei Erdbeben unterrichtet sein.

Behörden müssen entsprechende Vorsorgemassnahmen ergreifen, sie müssen zum Beispiel Pläne für eine Notversorgung vorbereiten, Rettungsmannschaften aufstellen, Bergungsmassnahmen und Löschpläne ausarbeiten.

An der Oberfläche verwittern die Gesteine unter dem Einfluss von Sonneneinstrahlung, Frost, Regen, chemischen Prozessen und Druckentlastung. Die Verwitterungsreste werden durch Wasser, Eis und Wind als Bruchstücke oder gelöst wegtransportiert und während der Sedimentation (Ablagerung) schliesslich als Sedimente (feste Stoffe) abgelagert.

Unter der Last weiterer Ablagerungen erhöht sich der Druck auf die unteren Sedimentschichten. Dabei werden die lockeren Sedimente einerseits zusammengepresst und entwässert, und andererseits kristallisieren aus dem Porenwasser neue Mineralien aus und kitten die Sedimentkörner zusammen. → Verfestigung (Diagenese)

Während der Verfestigung (Diagenese) findet eine Umbildung der lockeren Sedimente zu festem Sedimentgestein statt.

Mechanische oder klastische Sedimente (griech. «klan» = zerbrechen) bestehen aus Gesteinsbruchstücken verschiedenster Korngrössen.

Chemische Sedimente entstehen durch Ausfällung gelöster Stoffe aus Lösungen.

Biogene Sedimente bilden sich aus Ablagerungen abgestorbener Pflanzen und Tiere oder durch aktive aufbauende Tätigkeiten von Tieren und Pflanzen (Korallenriffbildung).

Sedimentgesteine können durch tektonische Hebung wieder an die Erdoberfläche gelangen und dort der Verwitterung, Erosion und Ablagerung ausgesetzt werden. Sie können aber auch (z. B. bei der Gebirgsbildung) noch tiefer abgesenkt, durch Druck- und Temperaturerhöhung weiter verfestigt und in ihrem Mineralbestand und Gefüge in metamorphe Gesteine (griech. «metamorphoein» = umgestalten) umgewandelt werden.

Aus Kalkstein entsteht bei dieser Metamorphose (Umwandlung) Marmor, aus Sandstein Quarzit und aus Tonstein Schiefer.

Metamorphe Gesteine besitzen oft in eine Richtung eingeregelte Mineralien, gefaltete Strukturen oder einzelne sehr grosse Mineralien. Zudem weisen sie keine Hohlräume und Fossilien auf.

Beim Überschreiten der Schmelztemperatur kann das Gestein durch die Aufschmelzung schliesslich zu flüssigem Magma (Gesteinsschmelze) übergehen. Wegen der geringer gewordenen Dichte steigt das über 800°C heisse Magma an geeigneten Stellen in der Lithosphäre wieder nach oben und bildet beim Abkühlen und Auskristallisieren die magmatischen Gesteine.

Durch langsame Abkühlung und Auskristallisierung der Bestandteile des Magmas im Erdinnern bilden sich die Plutonite (Tiefengesteine) mit oft mehrere Millimeter grossen Kristallen (Mineralien).

Steigt das Magma jedoch an die Erdoberfläche und fliesst oder entweicht explosiv aus einem Vulkan, so entstehen Vulkanite (auch: vulkanische Gesteine, Erguss- oder Effusivgesteine). Da die 800 bis 1200°C heisse Gesteinsschmelze an der Erdoberfläche rasch abkühlt und erstarrt, können nur sehr kleine oder gar keine Mineralien auskristallisieren. Viele Vulkanite enthalten zudem kleine Blasen, weil sich beim Abkühlen der Lava plötzlich der Druck verringert und Wasserdampf und andere Gase unter Bildung von Gashohlräumen oder Blasen aus der Lava entweichen.

Plutonite und metamorphe Gesteine können mit der Zeit durch Erosion der darüberliegenden Gesteinsschichten und durch Hebung an die Erdoberfläche gelangen und dort wie die Vulkanite langsam zu losen Gesteinstrümmern verwittern. Der Kreislauf beginnt von Neuem.

Ein bedeutendes Sedimentgestein ist der Kalkstein, der überwiegend oder ganz aus Calciumcarbonat besteht und ganze Gebirge aufbauen kann (z. B. Jura). Kalkstein entsteht bei der Ausfällung von gelöstem Kalk aus dem Wasser in Form von Kalkschlamm. Dieser besteht aus Kalkausscheidungen von Organismen und hauptsächlich aus Kalkschalen und -skeletten von Muscheln, Schnecken, Korallen, Kalkschwämmen, Foraminiferen und vielen anderen Meereslebewesen.