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Geologie

Geologische Provinzen der Welt Ozeanische Kruste ██ 0-20 Ma ██ 20-65 Ma ██ >65 Ma Geologische Provinzen ██ Schild ██ Plattform ██ Orogen ██ Becken ██ Große magmatische Provinz ██ Ausgedehnte Kruste

Geologische Provinzen der Welt
Ozeanische Kruste ██ 0-20 Ma ██ 20-65 Ma ██ >65 Ma Geologische Provinzen ██ Schild ██ Plattform ██ Orogen ██ Becken ██ Groß magmatisch Provinz ██ Erweitert Kruste

Geologie (von griechisch γη- (ge-, „die Erde“) und λογος ( Logos , 'Wort', 'Grund')) ist die Wissenschaft und Studium der festen Materie eines Himmelskörpers, seiner Zusammensetzung, Struktur, physikalischen Eigenschaften, Geschichte und der Prozesse, die ihn formen. Sie gehört zu den Geowissenschaften. Geologen haben dazu beigetragen, das Alter der Erde auf etwa 4,6 Milliarden (4,6 x 10⁹ ) Jahren und haben festgestellt, dass die Lithosphäre der Erde, die die enthält Kruste , wird in fragmentiert tektonischen Platten die sich über einen rheischen oberen Mantel (Asthenosphäre) durch Prozesse bewegen, die zusammenfassend als bezeichnet werden Plattentektonik . Geologen helfen bei der Lokalisierung und Verwaltung der natürlichen Ressourcen der Erde, wie z Petroleum und Kohle , sowie Metalle wie z Eisen , Kupfer , und Uran . Weitere wirtschaftliche Interessen sind Edelsteine und viele Mineralien wie Asbest, Perlit, Glimmer, Phosphate, Zeolithe, Ton , Bimsstein, Quarz und Kieselsäure sowie Elemente wie Schwefel, Chlor , und Helium .

Planetengeologie (manchmal auch Astrogeologie genannt) bezieht sich auf die Anwendung geologischer Prinzipien auf andere Körper des Sonnensystems. Fachbegriffe wie z Selenologie (Studien zur Mond ), Areologie (des Mars) usw. werden ebenfalls verwendet.

Das Wort „Geologie“ wurde erstmals im Jahr 1778 von Jean-André Deluc verwendet und im Jahr 1779 von Horace-Bénédict de Saussure als fester Begriff eingeführt. Die Wissenschaft wurde darin nicht einbezogen Encyclopædia Britannica 's dritte Auflage 1797 fertiggestellt, hatte aber einen längeren Eintrag in der vierten Auflage, die 1809 fertiggestellt wurde. Eine ältere Bedeutung des Wortes wurde erstmals von Richard de Bury verwendet, um zwischen irdischer und theologischer Jurisprudenz zu unterscheiden.

Geschichte

Im China , formulierte der Universalgelehrte Shen Kua (1031 - 1095) eine Hypothese für den Prozess der Landbildung: Basierend auf seiner Beobachtung von Fossil Muscheln in einer geologischen Schicht in einem Berg Hunderte von Meilen vom Ozean entfernt, folgerte er, dass das Land durch Erosion der Berge und durch Ablagerung von Schlick entstanden ist.

Die Arbeit Perilithon ( Auf Steinen ) von Theophrastus (372 - 287 v. Chr.), einem Schüler von Aristoteles , blieb für Jahrtausende maßgebend. Seine Interpretation von Fossilien wurde erst nach der wissenschaftlichen Revolution aufgehoben. Es wurde übersetzt in Latein und die anderen Sprachen Europas wie z Französisch .

Georg Agricola (1494-1555)), ein Arzt, verfasste die erste systematische Abhandlung über Bergbau und Hüttenwerke, De re metallica libri XII , mit Anhang Buch von den Lebewesen unter Tage (Buch der Kreaturen unter der Erde). Er behandelte Themen wie Windenergie, Wasserkraft, Schmelzkocher, Transport von Erzen, Gewinnung von Soda, Schwefel und Alaun sowie administrative Fragen. Das Buch wurde 1556 veröffentlicht.

Nicolaus Steno (1638-1686) wird das Gesetz der Überlagerung, das Prinzip der ursprünglichen Horizontalität und das Prinzip der seitlichen Kontinuität zugeschrieben: drei definierende Prinzipien der Stratigraphie.

Um 1700 wanderten Jean-Etienne Guettard und Nicolas Desmarest durch Zentralfrankreich und zeichneten ihre Beobachtungen auf geologischen Karten auf; Guettard zeichnete die erste Beobachtung der vulkanisch Ursprünge dieses Teils Frankreichs.

William Smith (1769-1839) zeichnete einige der ersten geologischen Karten und begann mit der Ordnung von Gesteinsschichten (Schichten), indem er die darin enthaltenen Fossilien untersuchte.

James Hutton wird oft als der erste moderne Geologe angesehen. 1785 präsentierte er ein Papier mit dem Titel Theorie der Erde an die Royal Society of Edinburgh. Darin erläuterte er seine Theorie, dass die Erde viel älter sein muss als bisher angenommen, damit genügend Zeit bleibt, um Berge abzutragen und Sedimente am Meeresgrund neue Gesteine zu bilden, die wiederum angehoben werden bis zu trockenem Land. Hutton veröffentlichte 1795 eine zweibändige Version seiner Ideen (Vol. 1, Vol. 2).

Der Geologe , Gemälde aus dem 19. Jahrhundert von Carl Spitzweg.

Anhänger von Hutton wurden als bekannt Plutonisten weil sie glaubten, dass einige Felsen durch Vulkanismus entstanden sind, der sich aus der Ablagerung von Lava ergibt Vulkane , im Gegensatz zu der Neptunisten , der glaubte, dass sich alle Felsen aus einem großen Ozean abgesetzt hätten, dessen Pegel im Laufe der Zeit allmählich abfiel.

1811 veröffentlichten Georges Cuvier und Alexandre Brongniart ihre Erklärung des Altertums der Erde, inspiriert von Cuviers Entdeckung fossiler Elefantenknochen in Paris. Um dies zu beweisen, formulierten sie das Prinzip der stratigraphischen Abfolge der Erdschichten. Sie wurden unabhängig von William Smiths stratigraphischen Studien über England und Schottland vorweggenommen.

Sir Charles Lyell veröffentlichte zuerst sein berühmtes Buch, Prinzipien der Geologie , im Jahr 1830 und veröffentlichte weiterhin neue Revisionen, bis er 1875 starb. Er förderte erfolgreich die Doktrin des Uniformitarismus. Diese Theorie besagt, dass langsame geologische Prozesse während der gesamten Zeit aufgetreten sind Geschichte der Erde und kommen noch heute vor. Im Gegensatz dazu ist Katastrophismus die Theorie, dass sich die Merkmale der Erde in einzelnen katastrophalen Ereignissen gebildet haben und danach unverändert blieben. Obwohl Hutton an den Uniformitarismus glaubte, wurde die Idee damals nicht allgemein akzeptiert.

Plattentektonik - Ausbreitung des Meeresbodens und Kontinentaldrift, dargestellt auf Reliefglobus des Field Museum

Bis 1827 Charles Lyells Prinzipien der Geologie wiederholte Huttons Uniformitarismus, der den Gedanken beeinflusste Charles Darwin .

Die Geologie des 19. Jahrhunderts drehte sich um die Frage nach dem genauen Alter der Erde. Die Schätzungen reichen von einigen 100.000 bis zu Milliarden von Jahren. Der bedeutendste Fortschritt in 20. Jahrhundert Geologie war die Entwicklung der Theorie der Plattentektonik In den 1960ern. Die Theorie der Plattentektonik entstand aus zwei getrennten geologischen Beobachtungen: Ausbreitung des Meeresbodens und Kontinentaldrift. Die Theorie revolutionierte die Erdwissenschaften.

Die Theorie der Kontinentalverschiebung wurde 1912 von Alfred Wegener und Arthur Holmes vorgeschlagen, fand aber erst in den 1960er Jahren breite Akzeptanz, als die Theorie der Plattentektonik entwickelt wurde.

Wichtige Grundlagen der Geologie

Es gibt eine Reihe wichtiger Prinzipien in der Geologie. Viele davon beinhalten die Möglichkeit, das relative Alter von Schichten oder die Art und Weise ihrer Entstehung anzugeben.

Das Prinzip der aufdringlichen Beziehungen betrifft übergreifende Eingriffe. Wenn in der Geologie eine magmatische Intrusion eine Sedimentgesteinsformation durchschneidet, kann festgestellt werden, dass die magmatische Intrusion jünger als das Sedimentgestein ist. Es gibt eine Reihe verschiedener Arten von Intrusionen, darunter Stocks, Laccoliths, Batholithen , Schwellen und Deiche.

Das Prinzip der Querschnittsbeziehungen bezieht sich auf die Bildung von Fehlern und das Alter der Sequenzen, durch die sie geschnitten werden. Verwerfungen sind jünger als die Felsen, die sie schneiden; Wenn dementsprechend ein Fehler gefunden wird, der einige Formationen durchdringt, aber nicht die darüber liegenden, dann sind die geschnittenen Formationen älter als der Fehler, und diejenigen, die nicht geschnitten sind, müssen jünger als der Fehler sein. Das Auffinden des Keilbetts in diesen Situationen kann dabei helfen, festzustellen, ob der Fehler ein normaler Fehler oder ein Schubfehler ist.

Das Prinzip der Einschlüsse und Komponenten besagt, dass bei Sedimentgesteinen, wenn Einschlüsse (bzw Klassen ) in einer Formation gefunden werden, dann müssen die Einschlüsse älter sein als die Formation, die sie enthält. Beispielsweise ist es in Sedimentgesteinen üblich, dass Kies aus einer älteren Formation aufgerissen und in eine neuere Schicht eingeschlossen wird. Eine ähnliche Situation tritt bei Eruptivgesteinen auf, wenn Xenolithe gefunden werden. Diese Fremdkörper werden so aufgenommen Magma oder Lavaströme, und werden später zur Abkühlung in die Matrix eingearbeitet. Infolgedessen sind Xenolithe älter als das Gestein, das sie enthält.

Das Prinzip des Uniformitarismus stellt fest, dass die im Betrieb beobachteten geologischen Prozesse, die derzeit die Erdkruste verändern, im Laufe der geologischen Zeit in ähnlicher Weise funktioniert haben. Ein grundlegendes Prinzip der Geologie, das im 18. Jahrhundert vom schottischen Arzt und Geologen James Hutton aufgestellt wurde, lautet: „Die Gegenwart ist der Schlüssel zur Vergangenheit“. In Huttons Worten: 'Die vergangene Geschichte unseres Globus muss durch das erklärt werden, was sich derzeit abspielt.'

Das Prinzip der ursprünglichen Horizontalität gibt an, dass die Ablagerung von Sedimenten als im Wesentlichen horizontale Schichten erfolgt. Die Beobachtung moderner mariner und nichtmariner Sedimente in einer Vielzahl von Umgebungen unterstützt diese Verallgemeinerung (obwohl die Querbettung geneigt ist, ist die Gesamtausrichtung der Kreuzbetteinheiten horizontal).

Das Superpositionsprinzip besagt, dass eine Sedimentgesteinsschicht in tektonisch ungestörter Abfolge jünger ist als die darunter liegende und älter als die darüber liegende. Logischerweise kann eine jüngere Schicht nicht unter eine zuvor abgelagerte Schicht rutschen. Dieses Prinzip ermöglicht es, Sedimentschichten als eine Art vertikale Zeitlinie zu betrachten, eine teilweise oder vollständige Aufzeichnung der Zeit, die von der Ablagerung der untersten Schicht bis zur Ablagerung der höchsten Schicht verstrichen ist.

Das Prinzip der Faunenfolge basiert auf dem Auftreten von Fossilien in Sedimentgesteinen. Da Organismen zur gleichen Zeit auf der ganzen Welt existieren, kann ihre Anwesenheit oder (manchmal) Abwesenheit verwendet werden, um ein relatives Alter der Formationen zu liefern, in denen sie gefunden werden. Basierend auf Prinzipien, die William Smith fast hundert Jahre vor der Veröffentlichung von festgelegt hat Charles Darwin 's Evolutionstheorie wurden die Prinzipien der Sukzession unabhängig vom evolutionären Denken entwickelt. Das Prinzip wird jedoch ziemlich komplex angesichts der Unsicherheiten der Fossilisierung, der Lokalisierung von Fossiltypen aufgrund von lateralen Änderungen des Lebensraums ( Fazieswechsel in Sedimentschichten) und der Tatsache, dass möglicherweise nicht alle Fossilien gleichzeitig weltweit gefunden werden.