Grundlagen der Geowissenschaften, Ökologie und Evolution

Aufbau der Erde und ihre Schichten

• Kruste (C.): Ozeanisch (ca. 10 km), Kontinental (30–40 km).
• Mohorovičić-Diskontinuität (D. Mohorovicic): Trennt Kruste und oberen Mantel.
• Mantel (M.): Oberer Mantel (bis 670 km), Unterer Mantel (fest/plastisch).
• Gutenberg-Diskontinuität (D. Gutenberg): Bei 2900 km, trennt Mantel und Kern.
• Äußerer Kern (N. externen): Flüssig (bis 5100 km).
• Innerer Kern (N. internen): Fest.
• Radius der Erde: 6378 km.

Kosmologie: Der Urknall (Big Bang)

Primitive Atome (Materie, Raum, Energie, konzentriert in einem Punkt) mit hoher Dichte und Temperatur führen zur Explosion (Big Bang).

Die Expansion des Universums wandelt Energie in Materie um, wodurch subatomare Teilchen und einzelne Atome entstehen. Die Materie kondensiert und bildet astronomische Strukturen (Sterne, Galaxien, Nebel, ...). Dabei entstehen verschiedene chemische Elemente.

Risikomanagement und Geodynamik

Definition des Risikos

Risiko: Die Wahrscheinlichkeit des Verlusts von Menschenleben, Eigentum oder Produktionskapazität, verursacht durch Naturereignisse oder menschliche Aktivitäten.

Risiken im Zusammenhang mit Geodynamik

Interne Dynamik

• Seismische und vulkanische Aktivitäten.
• Deformationen.

Externe Dynamik

• Erosionsprozesse im Zusammenhang mit der Schwerkraft.
• Prozesse im Zusammenhang mit geologischen Eigenschaften des Untergrunds.
• Schnee-, Periglazial- und Gletscherprozesse.
• Dynamik im Zusammenhang mit Flüssen (fluviatil) und Küstenprozessen.
• Prozesse, die von atmosphärischer Dynamik abgeleitet sind.

Strategien im Umgang mit Risiken

• Weitsicht (Foresight): Vertiefte Untersuchung von Risiken mithilfe von Statistiken und Wahrscheinlichkeiten des Auftretens eines Phänomens. Bewertung der Auswirkungen eines bestimmten Risikos und seiner sozialen Folgen.
• Vorhersage (Prediction): Das Wissen und die Ankündigung, bevor ein Phänomen geschieht, wann und wo es auftreten wird, sowie seine Entwicklung und Intensität.
• Prävention: Maßnahmen und Aktivitäten, die umgesetzt werden, um die schädlichen Einflüsse gefährlicher Erscheinungen zu vermeiden. Präventionsmaßnahmen basieren auf Prognosen und Vorhersagen.

Entstehung des Sonnensystems

Vor etwa 5 Milliarden Jahren wurden Materialien in einem Nebel durch die Schockwelle der Explosion eines nahen Sterns aufgewirbelt. Die Materie des Nebels kondensierte und begann, sich im Zentrum des künftigen Systems zu konzentrieren.

Die Gravitationskraft komprimierte und erhitzte den Kern, bis eine ausreichende Temperatur erreicht wurde, was zur Entzündung der Sonne führte. Die Materie, die um den jungen Stern wirbelte, bildete eine abgeflachte Scheibe.

Dichtere Materialien wurden näher am Zentrum platziert. Innerhalb der Scheibe erschienen in verschiedenen Umlaufbahnen um die Sonne Materieansammlungen, die miteinander kollidierten, sich zerstörten und dann wieder zu größeren Körpern zusammenfanden, die eine größere Anziehungskraft besaßen. Diese Körper, die Planetesimale, waren die Keimzellen für künftige Planeten.

• Innere Planeten: In der Nähe der Sonne, bestehend aus dichten, felsigen Materialien.
• Äußere Planeten: Weiter entfernt von der Sonne, bestehend aus leichten, gasförmigen Materialien.

Die Planeten kühlten ab und bildeten eine Atmosphäre durch die Freisetzung von Gasen.

Abfallwirtschaft

Phasen der Abfallbehandlung

1. Sammlung und Transport.
2. Behandlung:
   • Deponierung (Ablagerung auf Deponien).
   • Herstellung von Kompost (kontrollierte aerobe Zersetzung organischer Abfälle).
   • Thermische Behandlung (Verbrennung der organischen Anteile, Umwandlung in inerte Stoffe und Gase – oft energieintensiv).
   • Biologische Behandlung (mikrobiologische Prozesse, z. B. anaerobe Vergärung zur Biogasproduktion).
3. Entsorgung und Recycling.

Die 3 R der Nachhaltigkeit

• Reduzieren (Reduce): Konsumgewohnheiten und Verhaltensweisen annehmen, die helfen, die Abfallmenge zu verringern.
• Wiederverwenden (Reuse): Konsumabfälle mehrmals verwenden, ohne sie zu behandeln oder umzuwandeln, für dieselbe oder eine andere Funktion.
• Recyceln (Recycle): Nutzung von Abfällen als Rohstoff für ähnliche Produkte oder für die nachhaltige Entwicklung. Dies spart Rohstoffe, reduziert den Wasser- und Energieverbrauch und verringert folglich die Abfallerzeugung und Umweltverschmutzung.

Evolutionstheorien

• Lamarckismus (Lamarck):
  • Organismen entstehen durch Urzeugung.
  • Dynamik der komplexen Vervollkommnung.
  • Erworbene Veränderungen durch Gebrauch oder Nichtgebrauch werden vererbt und übertragen.
• Darwinismus (Darwin):
  • Veränderliche Welt: Organismen verändern sich, sterben aus, neue erscheinen (ständige und schrittweise Veränderungen).
  • Gemeinsamkeiten deuten auf einen gemeinsamen Vorfahren hin.
  • Mechanismus: Natürliche Selektion.
• Neo-Darwinismus (Darwinisten):
  • Mutationen entstehen zufällig.
  • Natürliche Auslese: Günstige Mutationen erhöhen ihre Frequenz (Anpassung).
  • Anpassung ist die Basis des evolutionären Wandels.
  • Speziation: Anhäufung von Unterschieden, die eine Population in neue Arten aufspaltet.

Wasseraufbereitung

• Trinkwasser: Behandlung, um Krankheitserreger und schädliche Stoffe zu entfernen und das Wasser für den menschlichen Konsum geeignet zu machen.
• Abwasserreinigung (Klärung): Behandlung kommunaler Abwässer in Kläranlagen, um sie zu reinigen, bevor sie aus den Städten abgeleitet werden.

Klimawandel und Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt (Greenhouse Effect) ist die Wirkung von Gasen wie CO₂, N₂O und FCKW, die verhindern, dass ein Teil der von der Erde reflektierten Sonnenstrahlung als Wärme in den Weltraum entweicht. Die Zunahme dieser Gase führt zu einer Erhöhung der durchschnittlichen Erdtemperatur und somit zu einer Veränderung des Klimas.