Geosphäre: Interne und externe geologische Prozesse

Die Geosphäre als dynamisches System

Die Geosphäre ist ein aktives System, das Energie von der Sonne sowie interne Energie aus dem Erdinneren bezieht und an die Umgebung abgibt. Es befindet sich in einem dynamischen Gleichgewicht, da geologische Prozesse (Hebung und Denudation) ständig stattfinden.

Interne und externe Prozesse

• Externe geologische Prozesse: Werden durch Sonnenenergie und Schwerkraft angetrieben.
• Interne geologische Prozesse: Entstehen durch die Wärme im Erdinneren und manifestieren sich oft in der Erdkruste.

Die Theorie der Plattentektonik

Die Plattentektonik erklärt die internen Prozesse umfassend. Die Lithosphäre ist in Platten unterteilt, die sich durch Mantelkonvektionsströme bewegen.

Plattengrenzen

• Konstruktive Grenzen (Divergierend): Platten entfernen sich voneinander; es entstehen mittelozeanische Rücken und Rifts.
• Transformstörungen (Konservativ): Platten gleiten seitlich aneinander vorbei, ohne Lithosphäre zu zerstören oder zu erzeugen.
• Destruktive Grenzen (Konvergent): Hier findet Subduktion statt, bei der ozeanische Lithosphäre unter kontinentale Kruste abtaucht.

Externe Prozesse und Denudation

Die Denudation umfasst alle Prozesse der Zerstörung des Reliefs, insbesondere Verwitterung, Erosion und Transport.

Arten der Verwitterung

• Physikalische Verwitterung: Fragmentierung ohne chemische Veränderung (z. B. Dekompression, Gelifraktion, Thermoklastie, Haloklastie).
• Chemische Verwitterung: Zersetzung durch Wasser, Sauerstoff und Kohlendioxid (z. B. Lösung, Karbonisierung, Hydrolyse, Oxidation, Hydratation).

Dynamische Systeme und Modellierung

Erosion ist der Verschleiß von Materialien während des Transports. Die Modellierung der Erdoberfläche erfolgt durch verschiedene Massenbewegungen:

• Fließen: Schlammströme bei wassergesättigten Tonböden.
• Erdrutsche: Gleitbewegungen durch erhöhte Infiltration.
• Kriechen: Langsame Schwerkraftbewegung durch Ausdehnung und Schrumpfung.
• Solifluktion: Kombination aus Fließen und Kriechen.
• Steinschlag: Einzelne Materialstürze.

Gesteinsbildung und geochemische Zyklen

• Magmatische Prozesse: Erstarrung von Magma (vulkanisch an der Oberfläche, plutonisch in der Tiefe).
• Sedimentäre Prozesse: Ablagerung von Material, das durch Verwitterung und Erosion entstanden ist.
• Metamorphe Prozesse: Umwandlung bestehender Gesteine durch Druck und Temperatur ohne Schmelzen (bei Anatexis kann jedoch Magma entstehen).

Risiken durch geologische Prozesse

Vulkanische Gefahren

Vulkanismus tritt meist an Plattengrenzen auf. Gefahren umfassen pyroklastische Ströme, Lavaströme, giftige Gase, Lahare (Schlammlawinen) und Tsunamis.

Erdbeben

Erdbeben sind seismische Wellen, die durch tektonische oder vulkanische Prozesse entstehen. Sie verursachen Gebäudeschäden, Brände und Infrastrukturzerstörungen.

Weitere Risiken

• Salzdiapirismus: Aufsteigende Salzstöcke verursachen Instabilität im Untergrund.
• Gravitative Risiken: Erdrutsche und Lawinen.
• Bodenbewegungen: Subsidenz (langsam) und Einsturz (schnell).
• Expansive Böden: Ton- oder gipshaltige Böden, die bei Wasseraufnahme ihr Volumen vergrößern und Schäden an Bauwerken verursachen.