Entstehung der Erde und Grundlagen der Geologie

1. Die Entstehung der Erde: Die Nebular-Hypothese

Die am meisten akzeptierte Theorie zur Entstehung der Erde ist die Nebular-Hypothese. Sie besagt, dass das Sonnensystem aus einer rotierenden nebulösen Wolke aus Gas und Staub entstand, die infolge der Explosion eines Sterns (Supernova) kollabierte.

2. Die primitive Atmosphäre und ihre Entwicklung

Die ursprüngliche Atmosphäre entstand durch Gase, die von Vulkanen freigesetzt wurden (Methan, CO2, Wasserstoff). Zu Beginn des Archaikums waren die Meere reich an organischen Stoffen, welche die heterotrophen Prokaryoten ernährten. Als diese Stoffe knapp wurden, entstanden autotrophe photosynthetische Organismen wie die Cyanobakterien. Ihre Tätigkeit führte dazu, dass die Atmosphäre an CO2 verarmte und mit Sauerstoff angereichert wurde.

3. Stromatolithen und ihre Bedeutung

Stromatolithen sind biogene Sedimentgesteine, die Fossilien von Cyanobakterien enthalten. Diese Organismen betrieben Photosynthese, entzogen der Umgebung CO2 und wandelten es in Sauerstoff um, was die Zusammensetzung der Atmosphäre grundlegend veränderte.

4. Die geologische Zeitrechnung

Die geologische Zeit umfasst den Zeitraum von der Entstehung der Erde bis zur Gegenwart. Sie wird aufgrund des hohen Alters der Erde in Millionen von Jahren gemessen. Die geologische Zeitspanne beträgt etwa 4500 Millionen Jahre.

5. Geologische Grundprinzipien

• Aktualismus (Aktualitätsprinzip): Besagt, dass die natürlichen Prozesse, die in der Vergangenheit wirkten, dieselben sind, die auch in der Gegenwart ablaufen.
• Faunensukzession: Fossilien dienen als Werkzeug, um Gesteinsschichten zu charakterisieren, zu unterteilen und über verschiedene Gebiete hinweg zu korrelieren.
• Überlagerungsprinzip (Superposition): In einer ungestörten Schichtenfolge ist eine Schicht jünger als die darunterliegende und älter als die darüberliegende Schicht.

6. Relative und absolute Datierung

Die absolute Datierung besteht darin, Ereignissen ein exaktes Alter zuzuweisen. Die relative Datierung hingegen ordnet Gesteine, Fossilien und Ereignisse in eine zeitliche Reihenfolge ein, ohne ein exaktes Alter in Jahren anzugeben.

8. Fossilien und Leitfossilien

Fossilien sind die Überreste oder Spuren von Lebewesen aus der geologischen Vergangenheit. Leitfossilien sind Arten, die nur für einen kurzen Zeitraum existierten, in dieser Zeit jedoch weite Gebiete kolonisierten.

9. Der Prozess der Versteinerung

Die Entstehung eines Fossils umfasst folgende Schritte:

1. Tod und Akkumulation des Leichnams
2. Zersetzung der Weichteile
3. Einbettung (Begräbnis) und Diagenese
4. Erosion und Exhumierung

11. Klassifizierung wichtiger Fossilien

Bestimmte Fossilien lassen sich spezifischen Erdzeitaltern zuordnen:

• Trilobiten: Paläozoikum (Erdaltertum)
• Ammoniten: Mesozoikum (Erdmittelalter)
• Belemniten: Mesozoikum (Erdmittelalter)
• Graptolithen: Paläozoikum (Erdaltertum)