Erdaufbau, Gesteine & Böden: Grundlagen der Geologie

Interne Struktur der Erde

• Kontinentale Kruste
• Mohorovičić-Diskontinuität
• Oberer Mantel
• Übergangszone (Transition Zone)
• Unterer Mantel
• Äußerer Kern
• Innerer Kern

Zusammensetzung der Erdschichten

• Erdkern: Hauptsächlich Nickel und Eisen.
• Mesosphäre (Unterer Mantel): Hauptsächlich Silizium, Eisen und Magnesium.
• Erdkruste: Hauptsächlich Silizium und Magnesium.

Gesteinsarten

Magmatische Gesteine (Igneous Rocks)

Eigenschaften: Entstehen durch die Abkühlung und Erstarrung von geschmolzenem Gestein (Magma oder Lava). Sie können intrusiv (im Erdinneren erstarrt) oder extrusiv (an der Erdoberfläche erstarrt) sein.

Beispiele: Granit, Basalt, Bimsstein.

Sedimentgesteine (Sedimentary Rocks)

Entstehung: Bilden sich am Grund von Seen und Ozeanen durch Ablagerung und Verfestigung von Sedimenten.

Aussehen: Charakteristisch ist die Schichtung verschiedener Materialien.

Beispiele: Gips, Sandstein, Kalkstein.

Metamorphe Gesteine (Metamorphic Rocks)

Entstehung: Bilden sich aus magmatischen oder Sedimentgesteinen durch Umwandlung unter hohen Temperaturen, Drücken oder chemischen Prozessen.

Aussehen: Oft geschiefert oder gebändert, mit einer leichten Trennbarkeit entlang der Schieferung.

Beispiele: Schiefer, Marmor, Gneis.

Lithosphäre und Mineralien

Die Lithosphäre ist die äußerste feste Schicht der Erde, bestehend aus der Erdkruste und dem obersten Teil des Erdmantels. Sie umfasst alle Gesteine.

Mineralien sind natürliche, anorganische Feststoffe mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung und Kristallstruktur.

Bodenkunde: Definition und Eigenschaften

Was ist Boden?

Boden ist eine natürliche, dynamische Schicht der Erdoberfläche von unterschiedlicher Dicke, die die Entwicklung von Pflanzen und Tieren ermöglicht.

Er besteht aus einem Gemisch von Mineralien, organischem Material, Wasser und Luft. Seine Porosität ermöglicht das Eindringen von Luft und Wasser.

Zusammensetzung des Bodens

• Organische Fraktion: Besteht aus abgestorbenen Pflanzenresten (Blätter, Zweige) und Tierkadavern (Humusbildung).
• Mineralische Fraktion: Besteht aus zerfallenem Gestein und Mineralien.

Bodenbildungsprozesse

• Physikalische Prozesse: Verwitterung von Gestein zu Erde und Sand.
• Chemische Prozesse: Bildung von Tonmineralien (z.B. Ton).

Partikelgrößen im Boden

Böden bestehen aus Partikeln unterschiedlicher Größen, die ihre Textur bestimmen:

• Ton
• Schluff
• Sand
• Kies
• Steine

Bodenprofil und Horizonte

Ein Bodenprofil zeigt die vertikale Schichtung des Bodens in verschiedene Horizonte:

• A-Horizont (Oberboden): Hier akkumulieren organische Substanz und Humus. Er ist oft dunkel gefärbt und reich an Nährstoffen.
• B-Horizont (Unterboden): Mineralischer Horizont, der auch organische Substanz enthalten kann. Hier lagern sich oft Stoffe aus dem A-Horizont ab.
• C-Horizont (Untergrund): Besteht aus unverfestigtem Ausgangsmaterial (Geröll, verwittertes Gestein) aus dem Zerfall der Felsen.
• R-Horizont (Grundgestein): Die unterste Schicht, das unverwitterte Grundgestein, aus dem sich die darüberliegenden Horizonte entwickeln.

Bodenklassifikation nach Textur und Eigenschaften

• Felsige Böden: Besitzen oft keinen ausgeprägten A- oder B-Horizont. Sie sind hart, undurchlässig und haben ein trockenes Aussehen.
• Sandböden: Sind sehr porös und durchlässig, wodurch Wasser leicht hindurchfließen kann. Sie speichern Feuchtigkeit schlecht und sind oft trocken.
• Tonböden: Haben eine feine, weiche Textur. Im Gegensatz zu Sandböden halten sie Feuchtigkeit gut, sind aber weniger durchlässig.
• Organische Böden (Humusböden): Reich an organischer Substanz, sehr porös, weich, fruchtbar und speichern Feuchtigkeit hervorragend.

Mutterboden (Humus)

Der Mutterboden, auch Humus genannt, ist die oberste, fruchtbarste Schicht des Bodens. Er ist reich an organischer Substanz und optimal für landwirtschaftliche Nutzung.

Optimale Bodenbeschaffenheit für die Landwirtschaft

Die ideale Bodenbeschaffenheit für die Landwirtschaft ist eine ausgewogene Mischung, die sowohl Wasser speichern als auch gut belüftet sein kann.

• Lehm- und Tonböden: Halten Feuchtigkeit gut und begünstigen die Belüftung. Reine Tonböden können jedoch zu dicht sein und Wasser zu langsam abgeben, was für manche Kulturpflanzen ungeeignet ist, da das Wasser schnell absorbiert, aber schlecht drainiert wird.
• Sand- und Kiesböden: Bieten durch ihre hohe Porosität eine gute Belüftung, sodass die Wurzeln ausreichend Sauerstoff erhalten. Allerdings speichern sie Wasser schlecht und sind daher oft trocken und dürr.

Für eine optimale Fruchtbarkeit sind folgende chemische Elemente essenziell:

• Stickstoff (N)
• Phosphor (P)
• Kalium (K)

Bodenzerstörung und Umwelteinflüsse

Bodenerosion

Erosion ist ein natürlicher Prozess, bei dem Bodenmaterial durch externe Agenten wie Regen, Wind oder Eis abgetragen wird. Dies führt zum Verlust fruchtbarer Bodenschichten.

Menschliche Aktivitäten, die Erosion fördern:

• Abholzung (Protokollierung)
• Unkontrollierte Bewässerung
• Brandrodung von Wäldern
• Ungeplante oder falsche Anbaumethoden

Wüstenbildung (Desertifikation)

Wüstenbildung ist ein Prozess der Landdegradation in trockenen, halbtrockenen und subhumiden Gebieten, der durch verschiedene Faktoren, einschließlich Klimaschwankungen und menschliche Aktivitäten, verursacht wird. Dabei breitet sich Wüstensand, oft durch Wind, in ehemals fruchtbare Ackerländer aus und zerstört die Vegetation.

Bodenschutz und Kontamination

Bodenkontamination

Bodenkontamination (Verunreinigung) tritt auf, wenn jegliches Element oder jede Substanz die natürliche Zusammensetzung und Qualität des Bodens verändert und schädigt.

Umgang mit Pestiziden

Pestizide sind chemische Substanzen, die zur Schädlingsbekämpfung eingesetzt werden. Wenn sie nicht korrekt angewendet werden, können sie über lange Zeit im Boden verbleiben und die Umwelt schädigen. Es ist ratsam, biologisch abbaubare Pestizide zu verwenden, die sich leichter zersetzen.

Einsatz von Düngemitteln

Der übermäßige Einsatz von Düngemitteln kann zu einer Überdüngung (Eutrophierung) führen. Dies schädigt nicht nur den Boden, sondern kann auch Gewässer belasten, wenn Nährstoffe ausgewaschen werden.