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VO GEOLOGIE 4. Aufbau der Erde, Endogene Dynamik

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<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

<strong>4.</strong> <strong>Aufbau</strong> <strong>der</strong> <strong>Erde</strong>, <strong>Endogene</strong> <strong>Dynamik</strong><br />

Definitionen Kap. IV.<br />

ENDOGEN: innenbürtig, von innen kommend. EXOGEN: außenbürtig, von aussen kommend<br />

PLATTENTEKTONIK (PLATE TECTONICS): Weltweite Bewegung <strong>der</strong> Platten (starre Körper) <strong>der</strong> Erdkruste.<br />

Ursache aller tektonischen Prozesse und vieler Erdbeben sind: Konvektionsströme im tieferen Erdmantel.<br />

SUBDUKTION: (subducere= hinunterführen) ozeanische Platte taucht unter leichtere kont. Platte unter<br />

KOLLISION: Kontinent gegen Kontinent (z.B. Indien-Asien-Himalaya)<br />

RIFTBILDUNG AM MEERESBODEN: (sea floor spreading)<br />

ERDBEBEN (EARTH QUAKES): Erschütterungen <strong>der</strong> Erdoberfläche: Tektonische Beben, Vulkanische Beben,<br />

Einsturzbeben, Induzierte Beben (man made)<br />

RICHTERSKALA: Intensität bezogen auf Amplitude, logarithmisch! Skala nach oben offen<br />

MERCALLI-SIEBERG-SKALA: 12 teilig, durch menschliche Beobachtungen bzw. an Schadensausmaß<br />

gestuft – auch Abhängig von Bauweise. Aktuelle Variante: EUROPÄISCHE MAKROSEISMISCHE SKALA (EMS)<br />

HYPOZENTRUM: Erdbebenherd, Ausgangspunkt eines Bebens in <strong>der</strong> Kruste<br />

EPIZENTRUM: Zentrum des Bebens an <strong>der</strong> Erdoberfläche<br />

GEOTHERMISCHE TIEFENSTUFE: Tiefenstufe, bei <strong>der</strong> Erdwärme um 1°C zunimmt (i.Mittel 33m). Abweichungen<br />

durch geol. Bau, Orogenese, therm. Leitfähigkeit, bes. Wärmequellen (Magma)<br />

SCHILDVULKANE: Wechsellagen Lava und Tuffe mit flachen Kegeln (Vesuv, Fudji).Häufigste Art.<br />

LAVAVULKANE: aus dünnflüssigen Ergüssen. Oft weite Deckenergüsse. (Island, früher: Indien)<br />

GASVULKANE: vulk. Tätigkeit vorwiegend durch Gasexplosionen<br />

MAGMATISCHES GESTEIN: durch Erstarren von Magma entstandene Gesteine. Unterscheidung nach Gefüge,<br />

Mineralverteilung, Chemismus und Auftreten.<br />

BASISCHES GESTEIN magmatisches (-> Magma) Gestein mit einem SiO2-Gehalt von 45-52%; das vorhandene<br />

SiO2 ist in silikatischen Mineralen gebunden und reicht nicht aus, um Quarzkristalle auszubilden.<br />

BASALT dunkles, basisches vulkanisches Gestein; bestimmte Basalte sind typisch für Ozenböden<br />

(--> ozeanische Kruste).<br />

FUMAROLEN: heiße, vulk. Gase, T=300-800°C, Enthalten H2S, Cl, HCl, HF, sehr aggressiv (auch gegen Gesteine!)<br />

SOLFATAREN: Wasserdampf, 100-300°C, mit H2S, HCl, CO2<br />

MOFETTEN: kühle CO2-Austritte, kaum Wasserdampf.<br />

SEDIMENTE: mechanisch (Wind, Wasser, Vulkane, Eis, Schwerkraft) abgesetzte o<strong>der</strong> chemisch ausgefällte<br />

Partikel in ± lockerer Lagerung<br />

TON (CLAY): klastisches Lockergestein, Korndurchmesser < 0.002 mm; Anreicherung von Tonmineralen<br />

SEDIMENTGESTEINE: Durch Diagenese verfestigte Sedimente<br />

MERGEL (MARL, MUDSTONE): Sedimentgesteine aus Kalk und Ton mit versch. Mischungsverhältnis<br />

KARBONAT: Salz <strong>der</strong> Kohlensäure; Kalzit (Kalkspat), Dolomit. Als Gestein : Kalk, Dolomit<br />

DIAGENESE: Umwandlung lockerer Sedimente durch Druck (< 4 kb), Temperatur (


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Entstehung <strong>der</strong> <strong>Erde</strong> und <strong>der</strong> Geologie<br />

Das Alter <strong>der</strong> <strong>Erde</strong> und des übrigen Sonnensystems beträgt etwa 4,55 Milliarden Jahre (+/- etwa 1 Prozent).<br />

Die ältesten Gesteine, die bisher auf <strong>der</strong> <strong>Erde</strong> gefunden wurden, sind ca. 3,8 bis 3,9 Milliarden Jahre alt.<br />

Einige dieser Gesteine sind Sedimente, die wie<strong>der</strong>um 4,1 bis 4,2 Milliarden Jahre alte Mineralien enthalten.<br />

Gesteine dieses Alters sind selten. Das älteste Gestein Österreichs ist <strong>der</strong> 1,38 Milliarden Jahre alte<br />

Dobragneis im Waldviertel (NÖ).<br />

Die ältesten Spuren von Leben (Bakterien und primitive Einzeller) gibt es seit ca. 3,5 Mrd. Jahren.<br />

In <strong>der</strong> Erdgeschichte haben sich viele Umwälzungen ergeben – das war aber selten schlagartig. Stellt man<br />

sich z.B. die Senkung eines Meeresbodens, den Abtrag eines Gebirges o<strong>der</strong> die Hebung <strong>der</strong> Alpen vor, so<br />

genügen Hebungsraten von 2 mm über 1 Mio Jahre für 2 km Hebung. Für die Entstehung des Atlantiks<br />

genügten 150 Mio Jahre bei Auseinan<strong>der</strong>driften von ca. 2 cm/Jahr von Europa gegenüber Amerika.<br />

Die Menschheit ist vergleichsweise gerade erst angekommen: Die ersten Hominiden „Vormenschen“ gab es<br />

vor ca. 4 Mio Jahren, <strong>der</strong> „homo sapiens“ tritt erst vor ca. 160.000 Jahren auf.<br />

Die Altersbestimmungen waren ursprünglich nur relativ (bei einer nicht deformierten Schichte liegt die<br />

jüngere obenauf). Die darin enthalten Fossilien erlauben Rückschlüsse auf die Randbedingungen („Fazies“).<br />

Absolute Altersbestimmungen erfolgen heute auf <strong>der</strong> Basis radiometrischer Zerfallsreihen.<br />

Die Geologie ist eine relativ junge Wissenschaft: Erste geologische Erkenntnisse hatten zwar schon die<br />

Menschen <strong>der</strong> Steinzeit (Aufsuchen geeigneter Steine für Speerspitzen) o<strong>der</strong> in <strong>der</strong> Bronze- bzw. Eisenzeit<br />

(Auffinden von Erzen).<br />

Eine systematische Wissenschaft wurde die Geologie aber erst am Beginn des 19. Jhdt: Der<br />

Vermessungstechniker und Kanalbauer W. Smith zeichnete die erste geologische Karte von England (er<br />

hatte beim Kanalbau die Systematik des Schichtenaufbaus entdeckt).<br />

Bei den Rückschlüssen gilt das „Aktualitätsprinzip“, d.h. dass die physikalischen und chemischen<br />

Grundsätze im Wesentlichen auch früher galten.<br />

Die Theorie <strong>der</strong> Kontinentalverschiebung (Wegener 1915) wurde erst in den 60-ern des 20. Jht. durch<br />

Tiefseevermessungen und –bohrungen bestätigt (s. Kap. Plattentektonik).<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 2


Geologische Zeittabelle<br />

<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 3


<strong>Aufbau</strong> <strong>der</strong> <strong>Erde</strong><br />

<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

<strong>Erde</strong> ist keine exakte Kugel, son<strong>der</strong>n ein Geoid: Radius am Äquator 6378 km, Pol 6357 km<br />

Höchste Erhebung: Mt. Everest (Tschomulungma ) 8848 m,<br />

tiefster Punkt: Marianengraben (Pazifik-Westseite) – 11034 m : = Differenz 19882 m.<br />

Dies sind aber nur 3,1 %o des Radius ! Tiefster Punkt am Festland: Totes Meer - 420 m<br />

Kruste: dünner als Eischale im Verhältnis zum Eidurchmesser!<br />

Alter mindestens 4,5 x10 9 a.<br />

Dichte: Gesamt ca. 5,5 g/cm³, Ni-Fe-Kern 10-13 g/cm³, Schale 2,2-3,2 g/cm³ (= t /m³),<br />

Granite: 2,4-2,8, Basalt 3,0-3,2<br />

An den Kontinenten ist die Kruste dicker (20-70 km), in den Ozeanen sehr dünn.<br />

n. USGS<br />

Aus: Press&Siever<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 4


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Eigenschaften <strong>der</strong> einzelnen „Zwiebelschalen“ <strong>der</strong> <strong>Erde</strong><br />

Der geothermische Gradient: ca. 30m/ °C i.M. – aber regional verschieden. Er wird ab 100 km Tiefe<br />

geringer.<br />

Die Erdkruste besteht aus magmatischen und tw. aus metamorphen Gesteinen, die Oberfläche ist aber<br />

großteils von Sedimenten bedeckt.<br />

Press & Siever<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 5


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Kreislauf <strong>der</strong> Gesteine räumlich im Profilschnitt<br />

Kreislauf <strong>der</strong> Gesteine (schematisch)<br />

Magmatische Gesteine entstehen entwe<strong>der</strong><br />

primär aus Mantelgesteinen, o<strong>der</strong> durch<br />

Wie<strong>der</strong>aufschmelzung abgesunkener Bereiche<br />

(diese können dann magmatischen,<br />

metamorphen o<strong>der</strong> sedimentären Ursprung<br />

haben)<br />

Gesteine entstehen und vergehen. Werden geschmolzen, erstarren, verwittern, werden<br />

transportiert und wie<strong>der</strong> abgelagert.<br />

(Press & Siever)<br />

M = Magmakammer, T = Tiefengestein, G = Ganggestein, E = Ergussgestein, S = Sedimentgestein<br />

(nach Henningsen)<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 6


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Magmatische Gesteine<br />

Gesteine aus Gesteinsschmelzen. Nach Ort <strong>der</strong> Platznahme werden unterschieden:<br />

Vulkanite (Erguss-G.)<br />

Plutonite (Tiefen-G)<br />

Ganggesteine<br />

Vom Chemismus (Kieselsäuregehalt) werden unterschieden<br />

- „SAURE“ (SiO2-Anteil >65 %): Dichte ca. 2,6-2,8 g/cm³, meist hell und enthalten freien Quarz; z.B.<br />

Granit (Tiefen-G) o<strong>der</strong> Quarzporphyr (Erguss-G). Erstarrungs-Temp. > 650 ° C - zähflüssig<br />

- „INTERMEDIÄRE“ (SiO2-Anteil 52-65 %): Dichte ca. 2,8 g/cm³, fallweise freier Quarz; z.B: Syenit<br />

- „BASISCHE“ (SiO2-Anteil < 52%). Dichte >3,0 g/cm ³; kein freier Quarz, z.B: Gabbro (T.-G.), Basalt<br />

(E.-G.). Erstarrungs-Temp. > 1000 ° C, dünnflüssiger als saure Magmen.<br />

Vulkanische Gesteine:<br />

Auswurfprodukte v. Vulkanen:<br />

Gesteinsschmelze, feste<br />

Auswürflinge, Asche,<br />

Gase (Wasserdampf,<br />

Schwefeldioxid SO2, Kohlendioxid<br />

CO2, Methan CH4, Stickstoff N2,<br />

Borsäure etc….<br />

bekannte Vulkane: 10.000 erloschene, 500 heute o<strong>der</strong> historisch aktive.<br />

Mt. St. Helens (1980, USA): 2,7 km³ Auswurf, 30 km 3 Aschen-Partikel : 2 Jahre bis zum Absatz –<br />

Tambora (1815 bei Java): 4,5 x Energie von Mt.St. Helens. 12.000 Tote 80.000 verhungert. Beeinflusste das<br />

Weltklima: „kleine Eiszeit“ (Gletschervorstoß bis 1850 in Alpen).<br />

Krakatau (1883) 18 km³ Material; Donner in 5000km zu hören, Asche auf 1 Mio km², Säule Eruption 40 km,<br />

verteilte sich über 70% <strong>der</strong> Atmosphäre, absorbierte 20% Sonne, Jahrestemp. auf 3 Jahre 0.5-0.8 °<br />

gesunken. Tsunami : 36.000 tote, Welle h=40 m.<br />

Vesuv (79 n.Ch): vernichtete Pompeij und Herculaneum durch Glutwolke. Beschreibung durch Plinius d.J.<br />

Auswurfprodukte:<br />

Gesteinsschmelze, feste<br />

Auswürflinge, Asche, Gase<br />

(Wasserdampf, Methan CH4,<br />

Schwefeldioxid SO2,<br />

Kohlendioxid CO2, Stickstoff<br />

N2, Borsäure etc….<br />

Spätfolgen:<br />

Fumarolen: vulkanische heiße Gase, 300-800° meist H2O, H2, CO, CH4, HF, H2S, Bor, Chloride<br />

Solfataren: 100-300°, Absatz elem. Schwefel, mit sinken<strong>der</strong> T steigt Anteil von H2S, Cl, CO2.<br />

Mofetten:


Basische Gesteine:<br />

<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Basaltsäulen (Island) Riegersburg (S-O-Steiermark) auf Basaltkuppe<br />

Basaltsäulen v. oben basischer Gang durchschlägt Aschen- u. Lavalagen<br />

(Island)<br />

Basalt, Diabas u. a. werden zur Herstellung von<br />

Steinwolle und hochwertigen Schottern und<br />

Splitten verwendet.<br />

Österreich 1993 : 15 Betriebe; die För<strong>der</strong>menge<br />

betrug 3,363.982 t Rohstein<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 8


Aschenregen (1963, Westmänner-Inseln, Island)<br />

<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Cal<strong>der</strong>a (Krater) <strong>der</strong> Vulkaninsel Santorin (Thera) in <strong>der</strong> Ägäis.<br />

Die Explosion 1500 v. Chr. zerstörte auch die Minoische Kultur auf Kreta durch einen Tsunami. Im<br />

Inneren entstand später ein neuer Vulkan (/Nea Kaimeni) <strong>der</strong> z.Zt. im Fumarolen-Stadium ist. Rechts:<br />

Kraterinnenseite mit einzelnen Lava- bzw. Tufflagen<br />

Landhebungen- und Senkungen durch vulkanische Tätigkeit (links: Pozzuoli b. Neapel – Indikator:<br />

Bohrmuscheln) rechts: Krafla in Island: Nivellements während Bauzeit geothermisches Kraftwerk<br />

Horizontalachse: Jahre, vertikal: Bodenbewegungen in Metern !))<br />

Vulkanische Gesteine können Poren enthalten (Gasblasenentwicklung - Bimsstein, Schlackenlava),<br />

erstarren meist rasch und haben dadurch kleinere Kristalle bzw. können auch „verglast“ sein.<br />

Vulkanische Aschen können zu Tuffen werden, welche sich verfestigen können.<br />

Die meisten aktiven Vulkane befinden sich im Bereich <strong>der</strong> Plattengrenzen (� Kap. Plattentektonik), insbes.<br />

Entlang des „ring of fire“ am Rand des Pazifischen Ozeans o<strong>der</strong> über sog. „hot spots“ (z.B. Hawaii,<br />

Yellowstone, Island sitzt auf einem hotspot an einer Plattengrenze).<br />

Vulkangesteine in Österreich: Südburgenland, Südost-Steiermark (Riegersburg, Pauliberg) meist basische<br />

Laven und Tuffe, aktiv noch bis vor ca. 2,5 Mio Jahren.<br />

In Südtirol: Bozner Quarzporphyr (untermeerische Glutwolke) – oft als Straßenpflaster<br />

Details Vulkanite: siehe Übungen<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 9


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 10


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Plutonische Gesteine (Tiefengesteine)<br />

Erstarrung im Untergrund (einige km Tiefe) � Druckbedingungen bis mehrere 1000 bar (kb), Gase und<br />

flüssige Lösungen bleiben weitgehend erhalten. Erstarrung meist langsam, dadurch Zeit für Kristallisation.<br />

Granite (Tiefengestein: Hauptgemengteil: Quarz, Feldspat, Glimmer) Basalt: Olivin, Feldspat, Hornblende….<br />

Helle Feldspäte, feinkörnig rotbraune Feldspäte, grobkörnig<br />

Rote Feldspäte, grobkörnig Pflastersteine: Granit (links ) Syenit (rechts)<br />

Roter Granit v. Assuan Basalt: Schäden durch „Sonnenbrenner“<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 11


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Erstarrungsgesteine in Österreich:<br />

Böhmische Masse in Ober- und Nie<strong>der</strong>österreich nördl. <strong>der</strong> Donau (Mühlviertel, Waldviertel)<br />

Zentralalpen (Hohe Tauern, Ötztaler Alpen)<br />

Nutzung: Baustein, Pflasterstein, Zuschlagstoff<br />

Details Erstarrungsgesteine � Übungsteil<br />

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *<br />

Metamorphe Gesteine (Metamorphite)<br />

Metamorphose (gr. Meta= an<strong>der</strong>s, umwandeln; morphos= Gestalt): Umwandlung von Gesteinen unter<br />

Temperatur- und Druckbedingungen +/- wässriger Lösungen OHNE Anatexis (Aufschmelzen).<br />

Ausgangsgesteine: Magmatite, Sedimentite o<strong>der</strong> Metamorphite.<br />

Merkmale:<br />

- Umbau des Ausgangsgesteins erfolgt im festen Zustand<br />

- Keine wesentliche Stoffän<strong>der</strong>ung ! <strong>der</strong> chemische Gesamtbestand bleibt gleich, Än<strong>der</strong>ung <strong>der</strong><br />

Kristallstrukturen und Gefüge<br />

- Neubildung von Mineralien bzw. Sammelkristallisation (Kornvergröberung)<br />

- Durch gerichteten Druck werden neue Minerale quer zur Hauptdruckrichtung eingeregelt<br />

(Kristallisations-Schieferung)<br />

- Durch Scherverformungen kann auch mechanische Schieferung entstehen<br />

Im Gegensatz dazu ist Diagenese (s.d.) eine reine Verfestigung von Lockermaterial durch Zementation <strong>der</strong><br />

Körner (Temp max. 200°C)<br />

Anatexis ist hingegen Aufschmelzen (Temp. >650 °C bei sauren Gesteinen, > 1000 bei basischen<br />

Die Intensität <strong>der</strong> Schieferung und damit v.a. <strong>der</strong> Festigkeits-Anisotropie hängt vom Anteil an blättrigen und<br />

stängeligen Mineralen und vom Grad <strong>der</strong> Metamorphose ab.<br />

Vorkommen Metamorphite in Österreich:<br />

Böhmische Masse, Zentralalpen, Nie<strong>der</strong>e Tauern,<br />

Wechselgebiet, N-Kärnten, Ötztaler Alpen,<br />

Silvretta<br />

Verwendung: Steinbrüche in Graniten, Basalten,<br />

(Baustein, Uferschutz, Pfasterstein,<br />

Zuschlagstoff); Gneise (Platten), Schiefer<br />

(Dachschiefer);<br />

Details Metamorphite � Übungen<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 12


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Phyllit Kalkschiefer<br />

Gneise im Feldaufschluss<br />

Plattengneis als Baustein<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 13


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Gneis im Dünnschliff (ca. 3 x 2 cm):<br />

Weiss und grau: Quarz und Feldspat,<br />

braun: Glimmer (Biotit)<br />

Geregelt, aber deutlich weniger als<br />

Glimmerschiefer, auch geringerer Glimmeranteil<br />

Glimmerschiefer im Dünnschliff (ca. 3 x 2 cm):<br />

Bräunl.: Glimmer (Biotit)<br />

Weiss und grau: Quarz und Feldspat<br />

Schwarz: Granat<br />

Straffe Regelung bewirkt dünnblättrige<br />

Abson<strong>der</strong>ung des Gesteins<br />

Kalkmarmor (metamorpher Kalk) Dünnschliff<br />

Kornvergröberung <strong>der</strong> Calcit-Kristalle, keine<br />

Regelung in Ermangelung blättriger o<strong>der</strong><br />

stängeliger Minerale<br />

Diagenetische und metamorphe Umwandlung<br />

Sediment Festgestein Metamorphit<br />

Erstarrungsgestein Orthogestein<br />

Granit Granitgneis (Orthogneis)<br />

Lockergestein Sedimentgestein Paragestein<br />

Quarzsand Quarzsandstein Quarzit<br />

Kalkschlamm Kalk Kalkmarmor<br />

Kalkton Mergel Kalkglimmerschiefer<br />

Ton Tonstein Phyllit, Glimmerschiefer<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 14


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Torf, Holz Kohle Graphit<br />

Sedimentgesteine<br />

Auch „Ablagerungsgesteine“. Durch Ablagerung o<strong>der</strong> chem. Ausfällung entstanden. – (an sich gehören<br />

Sedimente zur Exogenen Geoloogie, wird aber hier mit den wichtigsten gesteinen zusammen behandelt)<br />

Bei <strong>der</strong> Ablagerung entstehen vorerst locker gelagerte Sedimente.<br />

- Klastische Sedimente (Trümmersedimente): nach Gesteinszerlegung werden Gesteins- o<strong>der</strong><br />

Mineralkörner abgelagert.<br />

- Marine Sedimente: im Meer abgelagert<br />

- Limnische Sedimente: in Seen abgelagert. Durch geringe Fließgeschwindigkeit meist Schluff, Ton.<br />

- Fluviatile Sedimente: Flußablagerungen (meist Sand, Kies)<br />

- Äolische Sedimente: Windablagerungen (z.B. Löß)<br />

- Vulkanische Sedimente: Vulkanaschen, Tuffe. Verfestigt: � Tuffite<br />

- Chemische Sedimente: chemische Ausfällung aus gelösten Stoffen: z.B. Salz, Gips, Kalk<br />

- Organische Sedimente: Torf, Muschelschill, Korallenriff, Braunkohle<br />

Sedimente weisen oft eine „sedimentäre Schichtung“ auf, eine gewisse Regelung durch die Ablagerung.<br />

Diagenese (Verfestigung)<br />

Umwandlung lockerer Sedimente durch Druck (< 4 kb), Temperatur (


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Kies-Sandablagerung, z.T. schräg geschichtet Ton, Trockenrisse durch Trocknung<br />

Sand/Schottergrube: Setzungsmerkmale ! Korallenkalk („Adneter Tropf“)<br />

Gebankter Kalk (Dachsteingebiet)<br />

Baugrube im Flysch, Wien 13. „Roter Berg“<br />

Sehr geringe Überlagerung,<br />

braungraue Mergelkalklagen wechseln mit roten<br />

kalkreicheren mergeln .<br />

Stark oberflächennah aufgelockert, Kratzspuren <strong>der</strong><br />

Baggerzähne sichtbar.<br />

Kalk/Mergel-<br />

Wechsellagerung<br />

Braune<br />

Einschlüsse:<br />

Hornstein<br />

(amorphe<br />

Kieselsäure)<br />

Details Sedimentgesteine � Übungen<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 16


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Plattentektonik (Kontinentalverschiebung)<br />

Begrün<strong>der</strong>: Alfred Wegener 1915 als Theorie, Nachweis erst in den 1960-ern.<br />

Einpassung <strong>der</strong> Kontinentalschelf-Rän<strong>der</strong> Afrikas und S-Amerikas längs <strong>der</strong><br />

1000m-Tiefenkonturen.<br />

Die schwarzen Flächen stellen Überlappungen bzw. Lücken dar, die bei<br />

bestmöglicher Anpassung mit Computer verbleiben. Aber: nicht nur <strong>der</strong><br />

Umriss, auch benachbarte Gesteins- und Gebirgszüge etc.<br />

Seit den 1960-ern erfolgte <strong>der</strong> Nachweis durch Geophysik und Tiefsee-<br />

Bohrungen.<br />

Bewegungsraten in cm/a.<br />

Ozeanische Kruste älter als<br />

150 Mio a gerastert<br />

Minster & Jordan 1978<br />

Verteilung <strong>der</strong> Vulkane an<br />

Plattengrenzen<br />

„Pazifik:“ring of fire“<br />

rote Dreiecke: aktive<br />

Vulkane<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 17<br />

g.de


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Arten <strong>der</strong> Plattentektonik: Blatt- (Seitenverschiebung, Divergenz, Konvergenz (Kollision); USGS<br />

Detail Subduktion:<br />

schwerere ozeanische Kruste (D<br />

> 3,0) subduziert unter leichtere<br />

kontinentale Kruste (D 2,6-2,8).<br />

Dort Aufschmelzen und/o<strong>der</strong><br />

Erdbeben<br />

Tiefe Beben (T = 500-700 km):<br />

dort wären bereits<br />

Schmelztemperaturen, bei<br />

Subduktion bleiben die Gesteine<br />

noch lange kalt und damit<br />

spröde.<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 18


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Erdbeben (earthquake)<br />

Verschiedene Ursachen – 90 % sind tektonisch:<br />

1. Tektonische Beben:<br />

Spannungen in <strong>der</strong> Kruste, 0 – 70 km.<br />

- „Flachbeben“: Sprödbruch bei Spannungsabbau: plötzlich (am häufigsten).<br />

- Mittlere Beben 70-300 km Phasenumwandlung von Mineralen<br />

- Tiefbeben: -700 km (bei Subduktion)<br />

2. Vulkanische Beben<br />

3. Einsturzbeben z.B. Höhlen, Bergbau (kleinräumig)<br />

<strong>4.</strong> Induzierte Beben (man made earthquakes) ) Än<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> Spannungszustände: Stauseen, Öl-<br />

Wasserdruck,<br />

Begriffsdefinitionen . aus: zamg.ac.at (dort gute Zusammenstellung über Beben)<br />

Verschiedene Arten <strong>der</strong> Erdbebenwellen<br />

(vgl. Kap. Erkundung-geophysikalische<br />

Methoden – das Grundprinzip <strong>der</strong><br />

Wellenausbreitung ist dasselbe).<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 19


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Europäische Makroseismische Skala (mag= Magnitude nach Richter)<br />

Die makroseismische Skala (Früher: Mercalli-Sieberg) orientiert sich nach den Auswirkungen, ist daher auch<br />

von <strong>der</strong> Sensitivität bzw. bei stärkeren Beben von <strong>der</strong> Bauweise abhängig.<br />

Die nach oben offene, logarithmische Richterskala (Jede Stufe = 1 Zehnerpotenz !) ist auf Magnitude 6,5<br />

begrenzt (messtechnisch). Höhere Magnituden werden mit <strong>der</strong> Momenten-Magnituden-Skala (MW)<br />

bestimmt.<br />

Einfluss <strong>der</strong> lokalen geologischen<br />

Untergrundverhältnisse auf die Auswirkung von<br />

Erdbeben.<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 20


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

Beben in Österreich: Antrieb durch N-Schub <strong>der</strong> Südalpen (Grenzlinie: Periadriatische Linie), welche<br />

von Afrika angetrieben werden.<br />

Reutte<br />

2,3 mm/a<br />

Innsbruck - Hall Mur-Mürztal<br />

Villach<br />

Wiener Becken<br />

Bereiche in Österreich mit häufigeren Beben:<br />

Erschütterungen, die leichte Gebäudeschäden verursachen, finden fast jährlich statt. Die stärksten Erdbeben<br />

in Österreich näherten sich Magnitude 5, bei <strong>der</strong> schwere Gebäudeschäden und auch Todesopfer zu<br />

beklagen waren. Die letzten fanden 1927 in Schwadorf in Nie<strong>der</strong>österreich, 1930 in Namlos/Tirol, 1936 in<br />

Obdach in <strong>der</strong> Steiermark und 1972 in Seebenstein/Nie<strong>der</strong>österreich statt.<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 21


<strong>VO</strong> <strong>GEOLOGIE</strong><br />

OBE = operating based earthquake – Bemessungsgrundlage für bebensichere Bauweise VEÖ 2005<br />

Langsame, bruch- und bebenlose Krustenbewegungen heißen „epirogenetische Bewegungen“. Dies sind<br />

langsame gleichmäßige großräumige Hebungen bzw. Senkungen. In Österreich, bezogen auf einen<br />

angenommenen Nullpunkt in Horn, senkt sich die Osthälfte des Landes bis zu 1,4 mm, während West-<br />

Österreich bis zu 1,4 mm Hebungen / Jahr aufweist.<br />

Ruess & Höggerl 2002<br />

Kapitel 4 <strong>Endogene</strong> Prof. Ewald Tentschert Seite 22

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