Geologie

Geologie, von griechisch γη (ge) - Erde und λογος (logos) - Wort, ist die Wissenschaft von der Entstehung, der Geschichte und dem Bau der Erde und den Prozessen die sie formten und auch heute noch formen. Den Begriff Geologia findet man bereits 1473 bei Richard de Bury, er benützt ihn jedoch zur Abgrenzung gegenüber der Theologie. Die Bezeichnung Geologie im heutigen Sinn wird zuerst von Jean-André de Luc (1727-1817) im Jahr 1778 verwendet und von Horace-Bénédict de Saussure (1740-1799) im Jahr 1779 als feststehender Begriff eingeführt. Davor war der Begriff Geognosie gebräuchlich.

Das Material mit dem sich Geologen hauptsächlich beschäftigen sind Gesteine. Geologen versuchen durch Untersuchungen der an der Erdoberfläche aufgeschlossenen Gesteine die Geschichte der Erde und des Lebens zu entschlüsseln. Ein Aufschluss ist eine Stelle, an der Gestein offen an der Erdoberfläche zugänglich ist.

Jedes Gestein kann einer der großen drei Gesteinsfamilien zugeordnet werden: magmatische, sedimentäre und metamorphe Gesteine. Magmatische Gesteine entstehen durch Abkühlung glutflüssiger Magmen aus dem Erdmantel. Sedimentgesteine entstehen aus durch Wind und Wasser (Eis) transportierten und abgelagerten Sedimenten. Durch diagenetische Prozesse (im Wesentlichen Kompaktion und Verfestigung) werden aus Lockersedimenten feste Gesteine. Metamorphe Gesteine entstehen durch Rekristallisation von Mineralen, während das Gestein in festem Zustand bleibt. Metamorphe Prozesse laufen unter hohen Temperaturen und Drücken ab. Jedes Gestein kann durch geologische Prozesse in ein Gestein der jeweils anderen beiden Familien umgewandelt werden, (siehe:Kreislauf der Gesteine).

Um aus der heutigen Situation Rückschlüsse auf die Vergangenheit ziehen zu können bedienen sich die Geologen des Prinzips des Aktualismus. Dieses lässt sich zu einem Satz zusammenfassen: "Der Schlüssel zur Vergangenheit ist die Gegenwart." Auf die geologische Wirklichkeit angewendet: findet ein Geologe alte Gesteine die fast identisch z. B. mit ausgeflossenen Laven eines heute aktiven Vulkans sind, dann geht er davon aus, dass es sich bei dem gefundenen Gestein ebenfalls um vulkanisches Material handelt. Leider lässt sich der Aktualismus nicht auf alle Gesteine anwenden. Die Bildung von Eisenerzlagerstätten (BIF - "bandered iron formations") lässt sich heute nicht mehr beobachten, da sich die chemischen Bedingungen auf der Erde derart geändert haben, dass die Entstehung solcher Gesteine nicht mehr stattfindet. Andere Gesteine bilden sich eventuell in solchen Tiefen, dass ihre Bildung ausserhalb des Zugriffs des Menschen liegen. Um die Entstehung solcher Gesteine zu verstehen greifen die Geologen auf Laborexperimente zurück.

Geschichte der Geologie

Antike

Thales von Milet (640(624?)-546(544?)), ein ionischer Naturphilosoph, vertrat die These, dass alle Dinge aus Wasser entstanden seien. Er soll ausserdem die Sonnenfinsternis am 28. Mai 585 v. Chr. vorhergesagt haben.

Anaximandros von Milet (ca. 611-546), der Nachfolger von Thales, entwickelte die Verstellung, dass die ersten Tiere aus Meeresschlamm hervorgingen, aus ihnen schließlich die Menschen. Angeblich entwarf er den ersten Himmelsglobus und die erste Karte der Erde.

Xenophanes von Kolophon (ca. 570-480) deutete Versteinerungen von Muscheln als die Überreste von Meerestieren und schloss daraus auf Überschwemmungen des Landes

Das Zeitalter der modernen Geologie

Georg Agricola (1494-1555) schrieb die erste systematische Abhandlung über Bergbau und Hüttenkunde (1556 veröffentlicht): De re metallica libri XII , für seine gelehrten Zeitgenossen in lateinischer Sprache verfasst. In diesem Werk befindet sich ein Anhang in deutscher Sprache: Buch von den Lebewesen unter Tage welches das Wissen der Alten (besonders Aristoteles) über dieses Thema zusammenfasst. Er behandelte Themen wie Wind- und Wasserkraft, Bau von Schmelzöfen, Herstellung von Soda, Schwefel und Alaun, Transport der Erze und Verwaltungsangelegenheiten.

James Hutton (geb. 3. Juni 1726-1797) gilt als erster moderner Geologe. Im Jahre 1785 stellt er seine Theory of the Earth vor. Er entwickelt zwei zur damaligen Zeit völlig neuartige Vorstellungen: Erstens sei die momentane Gestalt der Erde durch langsame und kontinuierliche Prozesse gestaltet. Das Alter der Erde sei also sehr viel höher als bis dahin angenommen. (es galt das Jahr 4004 v. Chr. als Entstehungsdatum der Erde, nach Bischof Uscher, der die Generationenfolge in der Bibel bis Adam und Eva zurückgerechnet hatte). Zweitens erkannte er, dass Gesteine wie Granite, die Sedimentgesteine diskordant (schiefwinklig zur Ablagerungsebene) durchschlagen, durch Erstarrung aus heißen Magmen entstanden. Anhänger der Theorie Huttons nannte man Plutonisten, sie glaubten, dass Gesteine durch Vulkanismus entstanden seien. Die Neptunisten nahmen dagegen an, Gesteine seien durch Ausfällung aus einem urzeitlichem Ozean entstanden.

William Smith (23. März 1769-1839) fertigte einige der ersten geologischen Karten an. Er war eigentlich kein Geologe, sondern Vermessungsingenieur. Bei vielen Kanalbauten in England konnte er übereinstimmende Abfolgen von Fossilvergesellschaftungen beobachten.

Sir Charles Lyell (14. November 1797-22. Februar 1875) entwickelte das Konzept des Aktualismus. Sein Hauptwerk Principles of Geology erscheint zuerst 1830.

Alfred Wegener (1. November 1880- 1930) stellte 1915 die Theorie der Kontinentaldrift vor. Es gab zwar schon früher Geologen die etwas derartiges vorgeschlagen hatten, Wegener brachte jedoch als erster Beweise (z. B: Ähnlichkeit der Küstenlinie von Afrika und Südamerika, Fossilien tropischer Tier- und Pflanzenarten in der Arktis ...?) für derartige Prozesse. Seine Ideen wurden aber zur damaligen Zeit nicht günstig aufgenommen.

Erst Arthur Holmes (1890-1965) konnte 1930 einen Mechanismus vorschlagen, der die Bewegung von Kontineltalplatten erklärte: Konvektionsströmungen heißer Magmen im Erdmantel. Der Durchbruch dieser Theorie erfolgte erst in den 1960ern als auf den Ozeanböden die magnetischen Streifenmuster auf beiden Seiten der mittelozanischen Rücken entdeckt wurden.

Disziplinen innerhalb der Geologie

• Die Paläontologie ergründet die Entstehung und die Entwicklung des Lebens. Paläontologen untersuchen Fossilien und deren zeitliche und räumliche Verbreitung in der Erdgeschichte. Teilgebiete sind die Paläobotanik (Erforschung fossiler Pflanzen) und die Mikropaläontologie (Untersuchung mikroskopisch kleiner Tier- und Pflanzenfossilien). Die Paläogeographie versucht die geographischen Bildungsbedingungen von Sedimentgesteinen zu rekonstruieren.
• Die Petrologie (nach griechisch πετρα - Fels) untersucht die Entstehung von Gesteinen.
• Die historische Geologie beschäftigt sich mit der Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte der Erde. Die Stratigraphie ist ein Teilgebiet der historischen Geologie. Mit relativen und absoluten Methoden der Altersbestimmung versucht sie eine Zeitskala für die Erde aufzubauen. Die Geochronologie ist der Wissenszweig der sich im Speziellen mit der Datierung von Gesteinen beschäftigt.
• Die Geophysik beschäftigt sich mit dem Magnetismus der Erde, mit der Ursache von Erdbeben und ...
• Die Geochemie versucht geologische Fragestellungen mit chemischen Methoden zu lösen, so z. B. Fragen nach geographischer Herkunft von Sedimenten, nach dem Alter von Gesteinen, ...

Allgemeine Geologie

Die geologische Zeitskala

Geologen unterscheiden sich von anderen Naturwissenschaftlern in ihrer Haltung gegenüber der Zeit. Physiker und Chemiker beobachten Vorgänge die oftmals nur Bruchteile von Sekunden andauern, eine rasch ablaufende chemische Reaktion wie eine Explosion oder radioaktiver Zerfall von Atomkernen. Die Bildung eines Gebirges kann aber mehrere Dutzend Millionen Jahre dauern. Um sich in diesen riesigen Zeiträumen zurechtzufinden wurde die geologische Zeitskala entwickelt. Als Instrument zur Entwicklung einer geologischen Zeittafel oder -skala benutzen Geologen die Stratigraphie. Einer der ersten Geologen, der anfing auseinanderliegende Gesteinsschichten aufgrund ähnlicher Merkmale zu korrelieren, d.h. sie auf der geologischen Zeittafel stratigraphisch in die gleiche Zeit zu ordnen, war William Smith (der "strata-smith" - "Schichten-Smith"). Durch Vergleich des Fossilinhalts zweier Gesteine kam er zu dem Schluss, dass es sich tatsächlich um das gleiche Gestein handelte. Die einfachen Grundgesetze nach denen eine Stratigraphie der Gesteine aufgebaut wird lauten:

• Das Gesetz der horizontalen Ablagerung: fast alle Sedimente werden horizontal abgelagert, auch Schrägschichtung kommt vor (Sanddünen in der Wüste), der Winkel zur horizontalen, unter dem ein Sediment abgelagert wird ist jedoch stets kleiner als 40°.
• Die Lagerungsregel besagt, dass eine Schicht im Hangenden ("drüber") später abgelagert wurde als die Schicht im Liegenden ("drunter").
• Gesteine, die von magmatischen Gängen diskordant durchschlagen (das heißt schiefwinklig zur Ablagerungsrichtung) sind jünger als die durchschlagenen Sedimente.

andere Sichtweisen

Creationismus - es gibt viele verschiedene Arten von Creationisten, die "Young Earth Creationists" bespielsweise glauben, dass die Erde in sechs Tagen erschaffen wurde und dass ihr Alter zwischen 6 und 10tausend Jahren beträgt - falls das irrelevant ist bitte loeschen, mehr kommt spaeter

Literatur

Papier

• MURAWSKI, H. und MEYER, W. (Herausgeber): Geologisches Wörterbuch, Ferdinand Enke Verlag im dtv, ISBN: 3-432-03038-0 (dtv).
• PRESS, F. and SIEVER, R: Understanding Earth, W.H.Freeman & Co.
• STANLEY, S. M.: Historische Geologie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, ISBN: 3-86025-009-4. (Originalausgabe: Earth and Life through Time, W. H. Freeman, New York)

Internet

http://www.geodienst.de/geschichte.htm

http://www.fs-geographie.de/geoframe.htm?http://www.fs-geographie.de/referate/stratigraphie.htm

http://www.philosophenlexikon.de/