Fachrichtung geologie

WIE ALT IST DIE ERDE

Vor einigen Jahren war es noch unmöglich, auf diese Frage eine wissenschaftlich fundierte Antwort zu geben. Es fehlte dafür ein richtiger Zeitmaßstab, eine „Uhr", nach der man das Alter der Erde bestimmen konnte. Fortschritte auf dem Gebiet der Atomforschung, vor allem die erkannten Gesetzmäßigkeiten des Zerfalls einiger radioaktiver Elemente haben es jedoch dem Geologen heute ermöglicht, die Frage nach dem Alter der Erde zu beantworten.

Bekanntlich wandeln sich radioaktive Elemente wie z. B. das Uran unter Abgabe von Strahlen über verschiedene Zwischenprodukte zu Blei und Helium um. Dieser Zerfall geht streng gesetzmäßig vor sich. Man hat ihn genau erforscht und man kennt seine Zeiten genau. Da nun Uran sehr häufig in geringem Maße in den Gesteinen der Erdkruste enthalten ist, muß man nur die inzwischen entstandenen Bleimengen oder das entstandene Helium messen. Natürlich ist das nicht einfach.

DIE ERDKRUSTE

Die äußerste Erdkruste wird von einer Schicht relativ leichter Gesteine (vor allem Granit und Sedimentgesteine) gebildet, die bis zu einer mittleren Tiefe von 10 bis 20km reichen.

Von dieser Schicht kaum zu trennen ist eine Zone etwas schwererer Tiefengesteine vom Typ des Basalts, die weniger Silizium, aber mehr Metalle als die obersten Gesteine enthalten. Diese Zone reicht in eine mittlere Tiefe von 30 bis 40km.

Innerhalb dieser beiden Schichten spielten sich die Vorgänge der Bildung von Kontinenten, Gebirgen und Lagerstätten ab. In einer Tiefe von 40 bis 60 km endet bereits die feste Erdkruste.

Darunter erstreckt sich bis zu einer Tiefe von 320 bis 350 km eine Schicht, deren Eigenschaften wahrscheinlich durch das schwere Tiefengestein Peridotit bestimmt werden, das ebenfalls einen relativ hohen Prozentsatz an Schwermineralien enthält. Diese „Peridotitschale" befindet sich schon nicht mehr in einem starren Zustand wie die Erdkruste.

DIE GEOLOGIE

Die Geologie hat es nur mit der im Verhältnis zum Erddurchmesser sehr dünnen Kruste zu tun. Sie untersucht und beschreibt die Gesteinsarten, aus denen sich die Kruste zusammensetzt. Die Gesteine sind für den Geologen Urkunden. Aus ihrer Struktur schließt er auf ihre Entstehung. Die Reste der Lebewesen, die er in den Sedimentgesteinen vorfindet, geben ihm Hinweise auf das relative Alter der Schichten. Der Geologe untersucht also das Alter, die Struktur und die Lagerverhältnisse der Schichten. Bei den ältesten Gesteinen der Erdkruste, ebenso bei den kristallinen Schiefern und den Erstarrungsgesteinen versagt jedoch die Methode, das relative Alter der Schichten nach den Resten von Lebewesen zu bestimmen. Falls sie vorhanden waren, wurde ihre Spur durch starken Druck und hohe Temperatur vernichtet. Nach eingehender Untersuchung der Sedimentgesteine auf ihren Fossilinhalt konnte die Geologie eine Formationstabelle aufstellen.

Die Geologie zeigt die Kräfte auf, die unablässig aufbauend und zerstörend am Werke sind, und vermittelt uns dadurch eine Vorstellung von der ständig im Fluß befindlichen Entwicklung, der auch das Bild der Erde unterworfen ist.

GEOLOGIE DER ERDE

Die Erde ist in ihrer Gesamtheit für den Menschen die Voraussetzung seines Lebens. Mit der Erde befassen sich viele Naturwissenschaften, die man unter dem Begriff "Geowissenschaften" zusammenfaßt. Die Geologie, die in erster Linie zu denen gehört, heißt wörtlich übersetzt "Lehre von der Erde". Das gilt aber nicht für die Erdkruste oder Erdrinde, deren Gestaltung freilich durch Kräfte und Vorgänge in tieferen Zonen gesteuert wird.

Von den übrigen Geowissenschaften unterscheidet sich die Geologie vor allem durch die Fragestellung. Die Geologie ist (in diesem Sinne) die Lehre von den Eigenschaften und Lagerung der Gesteine sowie den in vielen Gesteinen enthaltenen Resten organischen Lebens, den Fosillen. Das Ziel der geologischen Forschung besteht darin, die Entwickhing der Erde und des Lebens auf ihr zu erkennen. Alle Gesteine als das Baumaterial der Erdkruste sind für den Geologen Urkunden, sozusagen Archivunterlagen aus vergangenen Zeiten. Er wertet sie aus wie der Historiker Schrift­stücke und Folianten, um sich ein Bild über die kausalen und funktionalen Zusammenhänge zwischen • den einzelnen Erscheinungen zu machen die Verhältnisse der Vergangenheit in Raum und Zeit zu rekonstruieren.

In neuester Zeit tritt zu der Analyse der historischen Entwicklung immer die Frage nach den Beziehungen zwischen den baulichen und den stofflichen Entwicklung. Diese Klärung der Raum-(Bau)-Stoff-Zeh-Beziehungen ist notwendich für das Schaffen der mineralischen Rohstoffbasis der Volkswirtschaft. Damit wird diese Seite der Analyse zur theoretischen Voraussetzung für die ökonomische Nutzung der Schätze der Erde durch den Menschen und bildet die materielle Basis des gesellschaftlichen Reproduktionsprozesses der Rohstoffversorgung.

AUFBAU DER ERDE

Die Auswertung von Erdbebenwellen hat ergeben, dass die Erde in erster Näherung aus ein­zelnen Schallen aufgebaut ist. Sie werden durch Diskontinuitäten oder Grenzflächen voneinander getrennt. Die Hauptschalen der Erde sind die Erdkruste, der Erdmantel und der Erdkern.

DIE ERDKRUSTE

Der Aufbau der Erdkruste ist durch die Untersuchung von Nahbeben und sprengseimischen Arbeiten gut bekannt. Die Kruste ist durch tiefreichende Brüche in einzelne Schollen gegliedert und sehr kompliziert aufgebaut. In ihr existieren mehrere Grenzschichten, von denen die Conrad-Diskontimütät in Mitteleuropa in etwa 12 bis 14 km Tiefe liegt. Die Tiefenlage dieser Unstetigkeitsfläche ist regional sehr unterschiedlich.

Die untere Begrenzung der Kruste wird von der Mohorovicic-Diskontinuität gebildet. Unter den Kontinenten liegt sie tiefer als unter den Ozeanen, und zwar in 20 bis 50 km gegenüber 8 bis 15 km.

DER ERDMANTEL

Im Erdmantel können wir vier Bereiche unterscheiden. Der obere Erdmantel reicht bis etwa 400 km Tiefe. Das Gesteinsmaterial ist in dieser Tiefe nicht mehr ganz fest, sondern gewissermaßen etwas aufgeweicht, also fließfähiger geworden. Auf dieser Zone erhöhter Fließfähigkeit könnten die darüberliegenden, etwa 100 km dicken Schichten und der oberste Erdmantel von ihrer Festigkeit her eine Einheit.

DER ERDKERN

Der Erdkern ist deutlich in einen äußeren und einen inneren Erdkern zweitgeteilt. Auf Grund der seismologischen Daten dürfte der äußere Erdkern die einzige Zone in der Erde sein, die tatsächlich einen quasiflüssigen Zustand aufweist. Der innere Erdkern reicht von 5120 km bis zum Erdmittelpunkt.

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