Wichtige Konzepte: Energie, Geowissenschaften und Digitaltechnik

Wichtige Konzepte der Geowissenschaften und Technik

1. Energiequellen und Umwelt

Fossile Brennstoffe

Fossile Brennstoffe sind Materialien, die durch die Verbrennung von Stoffen entstehen, welche sich in alten Zeiten aus existierenden Pflanzen und anderen Lebewesen gebildet haben. Kohle, Öl und Erdgas sind Beispiele für diese Produkte.

Kernenergie (Fission und Fusion)

Kernenergie wird durch das Aufbrechen von Atomkernen (Kernspaltung/Fission) oder das Zusammenführen von Atomkernen (Kernfusion/Fusion) gewonnen. Die dabei erzeugte Wärme wird zur Stromerzeugung genutzt.

• Kernspaltung (Fission): Das Aufbrechen eines Kerns, wodurch kleinere Kerne entstehen.
• Kernfusion (Fusion): Das Zusammenführen kleiner Kerne, wodurch ein größerer Kern entsteht.

Nicht-konsumtiver Wasserverbrauch

Dieser beschreibt den Wasserverbrauch, der nicht direkt in den Strom selbst eingeht, sondern für andere Zwecke genutzt wird, z. B. bei der Wasserkraftgewinnung, zur Verbesserung der Wasserqualität, für Aquakultur oder zur Erholung.

Biodiversität

Biodiversität bezeichnet die große Vielfalt des Lebens auf der Erde. Dies umfasst die Vielfalt von Ökosystemen sowie die genetischen Unterschiede innerhalb einzelner Arten.

Globaler Klimawandel

Der globale Klimawandel beschreibt Veränderungen des Klimas auf der Erde. Solche Veränderungen betreffen verschiedene Klimaelemente (Temperatur, Niederschlag, Bewölkung) und können auf natürliche Ursachen sowie auf das Handeln der Menschen zurückzuführen sein.

2. Georisiken und Seismologie

Epizentrum

Das Epizentrum ist der Punkt auf der Erdoberfläche, der sich direkt über dem Erdbebenherd befindet. Hier ist die Intensität des Erdbebens am größten, was zu umfangreichen Schäden führen kann.

Erdbebenwellen (Raum- und Oberflächenwellen)

Erdbeben erzeugen verschiedene Wellentypen:

• P-Wellen (Primärwellen): Sie sind die ersten auf dem Seismographen aufgezeichneten Raumwellen und breiten sich longitudinal (in Längsrichtung) aus.
• S-Wellen (Sekundärwellen): Sie folgen den P-Wellen, sind langsamer und vibrieren transversal (senkrecht zur Ausbreitungsrichtung).
• Oberflächenwellen:
  • R-Wellen (Rayleigh-Wellen): Bewegen sich auf und ab an der Oberfläche, ähnlich wie Meereswellen.
  • L-Wellen (Love-Wellen): Sie zeigen eine S-ähnliche Bewegung, jedoch nur in der horizontalen Ebene (wie eine Schlange).

Starke Regenfälle im Mittelmeerraum

Diese starken Regenfälle treten oft im Spätsommer auf und sind hauptsächlich auf hohe Wassertemperaturen und warme Luftmassen an der Oberfläche zurückzuführen. Wenn eine kalte Luftmasse die oberen Schichten der Atmosphäre erreicht, kommt es zu einer Umkehrung der Massen (warme Massen steigen auf, kalte sinken ab), was heftige Niederschläge produziert.

Komponenten des Erdbebenrisikos

Das Risiko eines Erdbebens setzt sich aus drei Hauptkomponenten zusammen:

• Gefährdung (Hazard): Die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmtes Risiko in einem Gebiet eintritt.
• Exposition (Exposure): Die Menge an Menschen, Gütern oder Werten, die dem Risiko ausgesetzt sind.
• Anfälligkeit (Vulnerabilität): Der tatsächliche Betrag des Schadens oder Wertverlusts, der durch das Risiko verursacht wird.

3. Technologie und Datenverarbeitung

Global Positioning System (GPS)

Das Global Positioning System (GPS) findet Anwendung in der Positionierung, Navigation und Überwachung. Da Mobiltelefone heute GPS integriert haben, ist die Nutzung jederzeit einfacher geworden.

Historischer Hinweis: Bis zum Jahr 2000 fügte das US-Verteidigungsministerium absichtlich Fehler in die Positionsbestimmung ein (Selective Availability), um die genaue Lokalisierung von militärischen Einrichtungen durch zivile Nutzer zu verhindern.

Binärsystem und Digitalfotografie

Das Binärsystem kodiert analoge Signale in eine numerische Sequenz, um sie einfacher speichern und manipulieren zu können.

Die digitale Bildgebung bietet im Vergleich zur konventionellen Fotografie eine Reihe von Vorteilen:

• Es ist kein Film notwendig; Hunderte von Fotos können auf einer Speicherkarte gespeichert werden.
• Niedrigere Kosten pro Bild.
• Bilder können sofort betrachtet werden, ohne auf die Entwicklung warten zu müssen.
• Einfache und verlustfreie Übertragung über das Internet.