Geologie

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    (griechisch "Erdlehre")

    Wissenschaft von der stofflichen Zusammensetzung, dem Aufbau und der Entwicklung der Erde und anderer Planeten. Gegenstand der geologischen Forschung ist insbesondere die Erdkruste.


    Ziel ist die Erforschung des Aufbaus der Erde, ihrer Materialien sowie der Vorgänge und Kräfte, die an ihrer Veränderung arbeiten.

    Einzeldisziplinen und Hilfswissenschaften

    Die einzelnen Forschungsgebiete lassen sich nicht immer eindeutig gegeneinander abgrenzen. Oft gibt es Überschneidungen mit benachbarten Wissenschaften, etwa der Geografie, Biologie, Physik oder Chemie.

    Die Geologie lässt sich in die drei großen Teilgebiete Allgemeine Geologie (auch die physikalische oder dynamische), Historische Geologie und Geotektonik gliedern. Weitere Bereiche sind die Angewandte Geologie und die Regionale Geologie.

    Die allgemeine Geologie beschäftigt sich mit Aufbau und Zusammensetzung der Erde; die historische Geologie untersucht ihre Entstehung und Entwicklung. Die Geotektonik befasst sich mit dem Bau der Erdkruste. Die angewandte Geologie versucht die technische und wirtschaftliche Nutzbarkeit der Erdkruste zu ermitteln (z.B. Bergbau, Wasser-, Land- und Forstwirtschaft). Die Regionale Geologie setzt sich mit einzelnen geologischen Baueinheiten und Landschaften auseinander, während die Kosmogeologie sich mit den geologischen Aspekten anderer Planeten beschäftigt. Ein Spezialgebiet ist dabei die Lunargeologie oder Selenologie, die den Mond untersucht.

    Hilfswissenschaften der Geologie sind die Geochemie, die sich mit dem chemischen Aufbau der Erde beschäftigt, die Geomorphologie - sie untersucht die Oberflächenformen der Erde - und die Geophysik, die sich mit den physikalischen Aspekten des Erdaufbaus auseinandersetzt.

    Mit den vorzeitlichen Lebewesen und ihren Auswirkungen auf den Aufbau der Erdkruste beschäftigt sich die Paläontologie, die sich in Paläozoologie (vorzeitliche Tierwelt) und Paläobotanik (vorzeitliche Pflanzenwelt) gliedert. Die Ozeanographie (Meereskunde) ist für die Geologie vor allem durch die Untersuchung des Meeresgrundes von Bedeutung.

    Die Mineralogie untersucht Mineralien und Gesteine und widmet sich ihrer Identifizierung und Klassifizierung. Zu ihr gehören unter anderem die Spezial-Disziplinen Petrographie, Petrologie, Vulkanologie (siehe Vulkanismus) und Kristallographie.

    Die Pedologie (Bodenkunde) beschäftigt sich mit der obersten Schicht der Erdkruste, dem Aufbau und der Entstehung von Böden und nutzt dabei die Nachbardisziplinen Klimatologie, Hydrologie und Biologie.

    Geschichte

    Die Begriffe Geologie bzw. Geognosie (griechisch "Erdkunde", "Erderkenntnis") wurden erst Mitte des 18. Jahrhunderts eingeführt; die Geologie ist eine relativ junge Naturwissenschaft.

    Dennoch sind seit der Antike geologische Beobachtungen bekannt. Schon im 6. Jahrhundert v.Chr. wurden Fossilien als Überreste von Organismen erkannt. Bereits Strabo erklärte die marinen Fossilien in Gebirgen als Folge von Hebungen und Senkungen von Teilen der Erdoberfläche. Avicenna, ein arabischer Philosoph des 10. Jahrhunderts, erkannte, dass die Gebirge durch Kräfte im Erdinneren gebildet werden, und beschrieb die Bedeutung des Wassers für Erosion und Sedimentbildung.

    In Europa hingegen wurde die Erklärung geologischer Fragestellungen bis ins Mittelalter durch die biblische Schöpfungsgeschichte bestimmt. Die Erdgeschichte wurde in vor- und nachsintflutliche Zeit gegliedert, Versteinerungen und Fossilien als Überreste von in der Sintflut umgekommenen Lebewesen erklärt.

    Erst in der Renaissance wandelten sich langsam die Einschätzungen geologischer Phänomene, der Diluvianismus (griechisch diluvium = "Sintflut") behielt jedoch noch lange einen gewissen Einfluss. Leonardo da Vinci und andere wiesen im 16. Jahrhundert wieder darauf hin, dass Fossilien organischen Ursprungs sind. Besonders im Bereich des Bergbaus ergaben sich in dieser Zeit viele geologische Beobachtungen und Erklärungen. Der deutsche Humanist Georgius Agricola beispielsweise lieferte in seinem Werk "De re metallica" (1556) eine detaillierte Beschreibung der Mineralien.

    Im 17. Jahrhundert erkannte der dänische Naturforscher Niels Stenson den Ursprung von Sedimentgesteinen und das stratigraphische Gesetz. Sein englischer Kollege Robert Hooke deutete Fossilien als Überreste ausgestorbener Meerestiere und erklärte Vulkanismus sowie die Bewegungen von Krustenteilen durch Kräfte im Erdinneren.

    Erst im 18. Jahrhundert kehrte sich die Geologie endgültig vom Diliuvianismus ab und entwickelte sich zu einer eigenen, modernen Naturwissenschaft. Der Italiener Giovanni Arduino war einer der Vorreiter, viele seiner Theorien sind bis heute gültig. Die Geologen wandten sich vom reinen Beschreiben geologischer Phänomene mehr und mehr einer erklärenden Betrachtungsweise zu.

    Der Deutsche Christoph Füchsel führte in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts den Begriff "Geognosie" ein. Schon 1743 war - für die englische Grafschaft Kent - die erste geologische Karte erschienen. Füchsel beschrieb die Entwicklungsgeschichte Thüringens, fasste Gesteine zu Gruppen zusammen und veröffentlichte 1761 auch die erste deutsche geologische Karte. 1778 führte der Schweizer Jean André de Luc den Begriff "Geologie" ein.

    In der Geologie des 18. Jahrhunderts standen sich zwei theoretische Richtungen gegenüber: Neptunismus und Plutonismus. Die Neptunisten (Begründer Abraham Gottlob Werner) erklärten die Entstehung aller Gesteine als Ablagerungen aus dem Wasser - die Plutonisten oder Vulkanisten (Hauptvertreter James Hutton) hingegen sahen den vulkanischen Schmelzfluss als Hauptursache der Gesteinsbildung. Im 19. Jahrhundert wurde durch die zahlreichen neuen Arbeiten über Vulkane (v.a. die Reisebeschreibungen Alexanders von Humboldt) die plutonistische Theorie gestützt und gewann rasch an Bedeutung. William Smith, der das Prinzip der Leitfossilien erkannte, entwickelte die Stratigraphie.

    Zu Beginn des 19. Jahrhunderts bestanden zur Frage der erdgeschichtlichen Entwicklung zwei Positionen: Die Katastrophentheorie führte Veränderungen der Erdkruste auf vulkanische, erdinnere Kräfte zurück. Episodisch und katastrophal auftretende Erhebungen zu Gebirgen sind nach Elie de Beaumont und Georges Cuvier auf Kontraktionen der Erde zurückzuführen.

    Das von K. E. A. von Hoff und Charles Lyell begründete Aktualismusprinzip hingegen sieht den Erdzustand nicht als Folge außergewöhnlicher Ereignisse, sondern als Ausdruck einer kontinuierlichen Evolution. Aus der Beobachtung gegenwärtiger Vorgänge werden Rückschlüsse auf die geologische Vergangenheit gezogen. Umgekehrt sind geologische Verhältnisse das Ergebnis vielfältiger, kontinuierlicher und bis in die Gegenwart wirkender geologischer Prozesse.

    Der Österreicher Eduard Sueß stellte in seinem Werk "Die Entstehung der Alpen" 1873 eine erste umfassende Theorie zur Gebirgsbildung vor. Der Amerikaner James Dwight Dana entwickelte zur gleichen Zeit sein Konzept der Geosynklinalen.

    Im 20. Jahrhundert entstanden durch die Entdeckungen anderer Wissenschaften neue geologische Methoden und Arbeitsgebiete. Insbesondere die Entdeckung der Radioaktivität führte zu neuen Erkenntnissen. Sie ermöglichte eine absolut sichere Altersbestimmung von Gesteinen und Mineralien und man konnte dadurch das Alter der Erde bestimmen.

    Für die Erklärung der Gebirgsbildungen bedeutete die Kontinentalverschiebungstheorie von Alfred Wegener einen neuen Impuls. Sie wurde jedoch bis in die sechziger Jahre weitgehend abgelehnt. Erst durch neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der Ozeanographie setzte sie sich dann durch und entwickelte sich zur Theorie der Plattentektonik weiter, die heute weitgehend anerkannt und abgesichert ist.


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