Geomorphologie

siehe Abb

• Präkambrium (4,6Mrd - 570Mio)
• Paläozoikum (570Mio - 225Mio)
• Mesozoikum (225Mio - 65Mio)
• Känozoikum (65Mio - Heute)

siehe Abb

siehe Abb

siehe Abb

wichtige Fakten:

• höchster Punkt: Mt. Everste ca 8800m
• tiefster Punkt: Mariannengraben ca -11000m

Veteilung (vlg. Abb)

• Hochregionen (>1000m): 8%
• Kontinentalplatten (-200 - 1000m): 26,5%
• Kontinentalabhänge und ozeanische Rücken (-3700 - -200): 14%
• Tiefseeböden (-3700 - -6000m): 51%
• Tiefseerinnen (< -6000m): 0,5%

• innerer Kern: Fe, Ni, fest
• äußerer Kern: flüssig
• unterer Erdmantel: flüssig:
• Asthenosphäre: zäh, verformbar, aber noch nicht flüssig. Wichtig für Kontinentaldrift. Nach oben ist sie durch die Moho-Grenze abgegrenzt, an der die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Erdbeben sprunghaft abnimmt.
• Lithosphäre: harte, starre Gesteinsschicht auf der wir leben. Auf ihr liegt der Boden (falls vorhanden) auf. (v.
  • Sima: Si, Ma, ozeanische Kruste, liegt Tiefer wegen höherer Dichte.
  • Sial: Si, Al, kontinentale Kruste liegt tiefer wegen niedrigerer Dichte.

Diese Eigenschaften sind entscheidende Faktoren, wenn Platten aufeinander treffen (siehe Kollisionstypen)

kontinentale Kruste

• 2,7 - 2,8 g/cm³
• mittlere Mächtigkeit 40km
• alt
• Plutonite, Metamorphite, Sedimentgesteine, v.A. Si und Al

ozeanische Kruste

• 3,0 - 3,1 g/cm³
• mittlere Mächtigkeit 6km
• jung
• Vulkanite, v.A. Si, Ma

"Ein schwimmende Körper verdrängt so viel Gewicht an Flüssigkeit, wie er Eigengewicht hat."

=> deswegen liegen ozeanische Platten viel tiefer als Kontinental Platten.

• WEGENER stellt Kontinentalverschiebungstheorie aufgrund der "Puzzlerform" der Kontinente auf.
• Mithilfe neuer Messtechniken entsteht die seafloor-spreading Theorie:
  An den ozeanischen Rücken tritt Lava aus und erstarrt, wodurch die tektonischen Platten von den Gräben weg wandern.
• Die Subduktionstheorie erklärt, dass sich an den BNIOFF-Zonen, die ozeanischen Platten aufgrund der höheren Dichte unter die kontinentalen schieben (Subduktion).

1. prazifische Platte
2. nordamerikanische Platte
3. südamerikanische Platte
4. antarktische Platte
5. eurasische Platte
6. indisch-australische Platte
7. afrikanische Platte

Konservativ: Zonen seitlichen Versatzes (z.B. San-Andreas Störung)
 
Divergierend: Platten bewegen sich voneinander weg (Dehnungszonen)
 
Konvergierend: Platten bewegen sich zu einander (Einengungszonen)   

• Inselbogentyp
• Andiner Typ
• Kollisionstyp

• Schwerere ozeanische Kruste taucht unter leichtere ozeanische Kruste.
• Es entstehen Tiefseegräben.
• Durch Vulkanismus entstehen die charakteristischen Inselbögen (zB Philipinen, Japan)

• Eine ozeanische (schwere) Platte taucht unter eine kontinentale (leichte) Platte.
• Auffaltung eines Gebirges mit Vulkanismus. (zB Anden)

• Eine kontinentale Platte stößt auf eine kontinentale Platte.
• Es kommt zur Auffaltung eines Gebirges und einer Ineinanderschiebung der Platten. (zB Alpen und Himalaya)

LEHRE VOM BAU DER ERDKRUSTE, IHRER MECHANISCHEN BEANSPRUCHUNGEN UND IHRER REAKTION DARAUF

Normale Lagerung - jüngere über älteren S.
• Söhlig (= horizontal) – urspr. Lagerung
• Geneigt – durch tekton. Kräfte
• Saiger (= senkrecht)
 
Inverse Lagerung - jüngere unter älteren S.
• Überkippt

Faltentektonik

• Verformung des Gesteins durch Flexur (Biegung der Schicht ohne Zerreißen)

Bruchtektonik

• Weitere Flexur über die Scherfestigkeit des Gesteins hinaus => Schicht bricht => Es entstehen Schollen

• Synklinale (= Mulde)
• Antiklinale (= Sattel)
• Schenkel
• Faltenachse
• Faltenachsenebene (senkrecht oder vergent)

Begriffe der Bruchtektonik

Kluft = erweiterte Spalte

basische Lava

• geringer SiO₂-Gehalt
• gegenwärtiges Vorkommen: Hotspot-Vulkane des Inselbogentyps
• erstarrt zu Basalt
• Eigenschaften:
  • geringe Viskosität (dünnflüssig)
  • schnelle Fließgeschwindigkeit
  • gasarm
  • => effusive Vulkanausbrüche

saure Lava

• hoher SiO₂-Gehalt
• gegenwärtiges Vorkommen: Andiner Typ und Kollisionstyp
• Erstarren zu sauren Gesteinen zB Rhyolit (reinste Form)
• Eigenschaften:
  • hohe Viskosität (zähflüssig)
  • langsame Fließgeschwindigkeit
  • gasreich => explosive Vulkanausbrüche mit
  • Airfall (Asche wird in Luft transportiert und dann abgelagert => Tuff entsteht)
  • pyroklastische Ströme (sehr schnell strömende Dispersion aus Feststoffen und Gasen mit bodennah sehr heißer Gaswolke)

intermediäre Lava

• mittlerer SiO₂-Gehalt
• gegenwärtiges Vorkommen: kommen in geringem Ausmaß vor im Andinen Typ und Inselbogentyp
• Erstarren zu Dacit, Trachyt und Andesit
• Eigenschaften:
  • mittlere Viskosität (zähflüssig)
  • eher gasreich => auch explosive Vulkanausbrüche

Tephra
Sammelbegriff für vulkanisches Lockermaterial

•  < 2 mm  Asche
•  2-64 mm  Lapilli
•  > 64 mm  Bomben oder Blöcke

 
 verfestigte Tephra:
 Tuff:   Tephra der Airfall-Ablagerungen
 Ignimbrit:  Tephra der pyroklastischen Ströme
 
Laven
 Verschiedene Erstarrungsformen:

•  Blocklava (hoher SiO2-Gehalt): scharfkantige Laven
•  Stricklava (niedriger SiO2-Gehalt): glatte Laven
•  Kissenlava

 
Lahare
Schlammströme aus Tephra und Wasser (vergleichbar mit Muren), können auch unabhängig von Ausbruch entstehen.

zentraler Krater
Es gibt einen Hauptkrater.
mögliche Formen:

• Schlackenkegel
  Tephra häuft fällt nach explosiven Eruptionen rund um den Krater herab => Es bilden sich stiele Hänge und ein in der MItte eingesenkter Hauptkrater. vergleichsweise kleine vulkanische Form.
• Stratovulkan = Schichtvulkan
  Explosive Eruption. Baut sich durch wechselweise Lava-Asche-... auf. Es entstehen spitzkegelige Formen.
• Vulkanischer Dom (Stau, Quell, Stoßkuppe)
• Maar
• Caldera
• Schildvulkan
  Effusiver Austritt von Lava. Wieder Asche-Lava Schichtung. Sehr flach, große Grundfläche

Spaltenergüsse
viele Krater (Lineareruption)
dünflüssige basische Lava
erfüllen Hohlformen, basaltische Decke bleibt (Trapp)

Fumarole: Wasserdampf (weiß)
Solfatare: Schwefeldämpfe (gelb)
Mofette: Kohlendioxidexhalation (nicht sichtbar, außer unter Wasser)

Heiße Quellen
Grundwasser wird durch Abwärme des Magma erhitzt und tritt aus.

Geysire
Grundwasser steht unter Spannung (ist also bis auf Schlot durch wasserundurchlässiges Material isoliert) wird durch Abwärme des Magma erhitzt bis Siedetemperatur erreicht und tritt dann gasförmig aus => regelmäßig episodisch

Heiße Schlammquellen
Wie heiße Quelle nur dass sich Wasser mit Asche mischt.

Schichtvulkan

• typischerweise saure Lava also hoher SiO2=Kieselsäure Gehalt
  • hohe Viskosität (zähflüssig)
  • langsame Fließgeschwindigkeit
  • gasreich => explosive Vulkanausbrüche mit
  • Airfall (Asche wird in Luft transportiert und dann abgelagert => Tuff entsteht)
  • pyroklastische Ströme (sehr schnell strömende Dispersion aus Feststoffen und Gasen mit bodennah sehr heißer Gaswolke)
• Der Aufbau des Vlukans ist durch abwechselnde saure Gesteine (zB Rhyolit) und Tuff Schichten charakterisiert.
• Es entstehen steilhangige Kegel

Schildvulkan

• typischerweise basische Lava mit niedrigem SiO2=Kieselsäure Gehalt
• • geringe Viskosität (dünnflüssig)
  • schnelle Fließgeschwindigkeit
  • gasarm
  • => effusiver Vulkanausbruch
• Auch hier wechselnde Schicht zwischen basischen Gesteinsschichten (Basalt) und Ascheschichten.
• Der Schildvulkan hat eine sehr große Fläche, aber eine nur geringe Höhe. In offenem Gelände teilweise sehr unauffällig.

Mineral :=
"Ein Mineral ist ein in sich einheitlicher (homogener), natürlich entstandener Teil der Erdkruste."
Viele Minerale haben eine bestimmte Kristallform, d.h. sie sind kristallin

Mineral :=
"Ein Gestein ist ein Gemenge von Mineralien. Es bildet selbstständige geologische Körper von größerer Ausdehnung."
Monomineralische Gesteine bestehen aus einer Mineralart ~ 90%.
Struktur eines Gesteins gibt Auskunft über die Korngröße der Minerale
Textur eines Gesteins beschreibt die Anordnung der Minerale.
 

Ist der Widerstand, den ein Mineral beim Ritzen mit einem scharfkantigen Material entgegenbringt. Dies wird als Ritzhärte bezeichnet.
 

wichtig für Magmatite

• Feldspat
  • Plagioklas
  • Orthoklas
• Glimmer
  • Biotit
  • Muskovit
• Quarz (wichtig für Magmatite)

wichtig für Sedimentite

• Calcit
• Dolomit

wichtig für Metmorphite

• Granat
• Serpentin
• Epidot

Magmatische Gesteine (= Erstarrungsgesteine)

• Vulkanite = Ergussgesteine
• Ganggesteine
• Plutonite = Tiefengesteine (zB Granit, Diorit, Gabbro)

Sedimente (=Ablagerungsgesteine)

• klastische Sedimente
• chemische Sedimente
• organische Sedimente

Metamorphes Gestein

• Orthogesteine
• Paragesteine

Vulkanite

• zB Basalt (basisch), Rhyolit (sauer)
• eher basaltisch
• Entstehen aus austretender Lava an der Erdoberfläche.
• Beim Aufsteigen der Lava gehen manche Substanzen in den gasförmigen Zustand über und sind daher nicht mehr im Gestein zu finden.
• Rasche Auskühlung, geringer Druck -> weniger Zeit für Kristallisierung -> feinkristalline Struktur

Plutonite

• zB Granit (sauer), Diorit, Gabbro (basisch)
• eher granitische = sauer
• Entstehen aus Magma im inneren der Erde.
• Hier bleiben alle Substanzen im Gestein und können so auch als Minerale in das Gestein eingehen.
• Das Magma erstarrt unter viel Druck und sehr langsam -> grobkristalline oft sichtbare Strukturen entstehen

Ganggesteine

• nicht so wichtig

zB Tonstein, Löß, Sandstein, Kalk, Berccie, Konglomerat

Grundsätzlich entstehen Sedimentite durch Verwitterung, anschließende Abtragung, Ablagerung und schließlich Diagenese (=Verfestigung) durch physikalische, chemisch und/ oder biologische Prozesse. 

Vorkommen

• niedrigen Temperaturen
• niedriger Druck
• nahe der Erdoberfläche

klastische Sedimente
Auch sekundeäre Gesteine, weil sie durch Verwitterung und anschließender Diagenese von Magmatiten entstehen.

• Lockersedimente: Gesteine werden durch Verwitterung in Bruchstücke zerlegt. zB Ton, Schluff, Sand, Kies, Grobschutt
• klastische Sedimentgesteine: Lockersediment wird transportiert (Zurundund, Sortierung) mithilfe eines Bindemittels (zB Ton) verfestigt. zB Tonstein, Löss, Sandstein, Konglomerat (runde Bruchstücke), Breccie (kantige Bruchstücke)

organogene Sedimente
Im Zusammenhang im Stoffwechsel von Organismen entstanden. zB Kalk, Dolomit

• klakig: aus Kalkskeletten
• kieselig: aus Kieselskeletten
• bituminös aus Pflanzen- und Tierresten -> Erdöl, Torf

chemische Sedimente
Ausfällung aus wässrigen Lösungen (zb Karst)

• konkordante Schichtung:
  durchgehende, parallele Schichten Söhlig = waagrecht, saigre = senkrecht
• diskordante Schichtung:
  Schichten stoßen in einem Winkel aufeinander. Z.B. Kreuzschichtung im Deltabereich.
• Kreuzschichtung:
  regelloser Wechsel der Schichten (zum Bsp bei äolischem oder fluvialem Transport)

Gneis, Phyllit, Glimmerschiefer, Marmor

Unter Einwirken von sehr hohem Druck und sehr hoher Temperatur (in Kruste und Erdmantel) können Gesteine umgewandelt werden. Sie bleiben dabei im festem Aggregatzustand.

Aus Magmatiten werden so Orthogesteine
Aus Sedimentgesteinen werden so Paragesteine

Veränderungen

• Zu- und Abfuhr von Mineralen
• Gefügeänderung bzgl. Textur und Struktur
• Umkristallination

Einflussfaktoren

• Temperatur
• Druck
  • Allseitig wirksamer Druck => dichtere Kristallstrukturen
  • Gerichteter Druck => Schieferung
• Chemismus: Lösung bestimmter chemischer Elemente => neue Minerale
• Tiefenlage

Regionalmetamorphose
Gesteine sind großräumig betroffen zB durch Absenkung von Gebieten und dadurch höherer Druck und/ oder Temperatur. zB Glimmerschiefer, Gneise

Kontaktmetamorphose

• Magma tritt in Gestein ein und erhitzt dieses daher auch temperaturbetonte Metamorphose genannt.
• Im Wirkungsbereich (=:Kontakthof) kommt es zur Metamorphose.

Schieferung

• Unter großem Druck richten manche Minerale, die Flächen, die sie bilden normal zum Druck aus => Es entsteht eine Schieferung (oft glänzend).
• zB Glimmerschiefer und Gneis

physikalische Verwitterung

• Frostsprengung
• Hydratation
• Salzverwitterung
• Insolationsverwitterung (Temperaturverwitterung)
• Physikalisch-biologische Verwitterung

chemische Verwitterung

• (Chemisch-biologische Verwitterung)  
• Hydrolyse
• Oxidation