Versteinerte Geschichte Mineralien und Fossilien
Werbung
Schulfernse Schulfernsehen Versteinerte Geschichte Mineralien und Fossilien Ein Film von Wolfgang Voelker Beitrag: Petra Reinold, Hermann Deger Inhalt Lesen im Buch der Natur – das war für die Spätantike und das Mittelalter eine Aufforderung, die materielle Welt und ihre Erscheinungen als Quelle der Gotteserkenntnis zu begreifen. Für die nahezu anderthalb Jahrtausende vorherrschende Lehrmeinung war alles sichtbar Geschaffene nur ein Zeichen für die eigentliche, unsichtbare Wirklichkeit der Welt. Das eigentliche Ziel des Lesens im Buch der Natur war nicht die endliche und nur zeichenhafte Schöpfung selbst, sondern die hinter ihr aufscheinende Wahrheit des Schöpfers. Naturphilosophie und Naturwissenschaft Die moderne Wissenschaft hat sich ein anderes Ziel gesteckt. Zwar liest sie auch im Buch der Natur, aber ohne spirituellen Überbau und ohne transzendentes Erkenntnisziel. Sie nutzt das Buch der Natur, um die Natur selbst zu begreifen, um ihren Aufbau, ihre Elemente, ihre Zusammenhänge und Gesetzmäßigkeiten zu begreifen. Steinerne Zeugen der Erdgeschichte Zu den besonders ergiebigen Kapiteln dieser zeitgemäßen Lektüre im Buch der Natur gehören die © Bayerischer Rundfunk Gesteine und Fossilien. Die dauerhaften Gesteine ermöglichen einen Blick in die Vergangenheit der Erdgeschichte, sie geben Aufschluss über die gewaltigen Kräfte, die unsere Welt geformt haben, und enthüllen die Prozesse ihrer allmählichen Entwicklung vom glühenden Gasball bis zu ihrer heutigen Gestalt. Fossilien stützen die Evolutionstheorie Fossilien sind die wertvollsten Zeugnisse der Geschichte des Lebens auf unserem Planeten. Die versteinerten Überreste längst ausgestorbener Pflanzen und Tiere dokumentieren die Phasen sowie den Formenreichtum der biologischen Entwicklung und liefern so entscheidende Belege für die Evolutionstheorie. Fakten 1. Gesteine und Fossilien - Die Bibliothek der Natur Gesteine liefern uns entscheidende Informationen über die Vergangenheit unserer Erde. Vieles was im Erdinneren im Verborgenen abläuft, können Wissenschaftler durch die Erforschung von 1 Schulfernsehen Gesteinen erklären. Dass Steine etwas über die Geschichte der Erde erzählen können, diese Erkenntnis ist noch gar nicht so alt. Erst vor etwa 250 Jahren fingen Wissenschaftler an, sich für Entstehung und Ursprung der Gesteine zu interessieren, die bis dahin nur als Baumaterial, Schmuckstein und mineralischer Rohstoff gedient hatten. Schulfernse 3. Natürliche und künstliche Diamanten Manche Mineralien sind aufgrund ihrer Seltenheit und Schönheit sehr begehrt und deshalb wertvoll. Wir bezeichnen sie dann als Edelsteine und Halbsteine. Ein Diamant ist das härteste natürliche Mineral, das auf der Erde vorkommt. Weil sie außerdem sehr selten und als geschliffene Schmucksteine besonders schön sind, sind Diamanten sehr teuer. 2. Gesteine und Mineralien Alle Gesteine der Erde lassen sich in drei Gruppen einteilen, deren Namen auf den Entstehungsprozess hindeuten. Erstarrungsgesteine entstehen aus dem Magma, einer heißen und flüssigen Gesteinsschmelze. Bei den hohen Temperaturen und dem Die Steinkohlenschichten, die an einigen Stellen Deutschlands auch zutage treten, sind aus Pflanzen eines Erdzeitalters, das man Karbon nennt, entstanden. Sie können als Brennmaterial abgebaut werden. Steinkohle enthält sehr viel Kohlenstoff aus zerfallenen Pflanzen, die unter dem Druck der darüber liegenden Schichten zu Stein geworden sind. Wird Kohlenstoff noch viel stärker gedrückt, wie das weit im Inneren der Erde der Fall ist, dann entstehen Diamanten. Die Bedingungen, unter denen in der Natur Diamanten entstehen, waren offensichtlich nur selten erfüllt, denn man findet sie nur an sehr wenigen Orten. Heute kann man künstliche Diamanten herstellen, die von den natürlichen kaum zu unterschieden sind. Sie werden vor allem. für die Industrie produziert. Diamantenstaub und sehr kleine Diamantensplitter werden in der Technik für die Beschichtung von Gesteinschneidern und Schleifscheiben verwendet. großen Druck im Erdinneren können Gesteine schmelzen. Steigt das Magma in kältere Schichten auf, erstarrt es. Manchmal tritt das flüssige Magma auch an der Erdoberfläche aus und kühlt dann dort ab. Bei einem Vulkanausbruch kann man dieses spektakuläre Ereignis beobachten. Gesteine sind vielen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Wasser kann in die Spalten und Poren eindringen und Stoffe herauslösen. Wenn das Wasser gefriert, dehnt es sich aus und kann das Gestein sprengen. Das so gelockerte Material wird vom Wind abgetragen oder von Wasser weggespült. An anderen Stellen sammeln sich die Partikel und lagern sich dann wieder ab. So folgt Schicht auf Schicht. Dabei entsteht ein Ablagerungsoder Sedimentgestein, z.B. Sandstein oder Kalkstein. Jede der Schichten hat zumindest kurz einmal die Erdoberfläche oder den Meeresgrund gebildet. Fossilien sind ausschließlich in Sedimentgesteinen zu finden. Denn hierfür müssen abgestorbene Lebewesen in das Sediment eingeschlossen werden. © Bayerischer Rundfunk 4. Mineralische Rohstoffe und Baumaterialien Die Bauherren aller Zeiten schätzten Steine wegen ihrer Festigkeit und vielseitigen Verwendbarkeit. Granit ist ein Ergussgestein, das in uralten, schon weit abgetragenen Gebirgsmassiven wie dem Bayerischen Wald häufig vorkommt. Im Steinbruch wird er mit Hilfe von Sprengladungen in großen Quadern aus dem Berg gebrochen. Er ist ein beliebtes Baumaterial. Schon die alten Kopfsteinpflasterstraßen wurden mit Granitsteinen belegt. F a r b i g e Steinarten lassen sich dekorativ am Bau einsetzen oder – fein zerkleinert, gemahlen und gesiebt – zu mine ra lisch en Farbpigmenten verarbeiten. Weil Diamanten auf 2 Schulfernse Schulfernsehen der Härteskala den obersten Platz einnehmen, lassen sich mit Werkzeugen, die mit Diamantstaub besetzt sind, alle anderen Steine, auch Granit, relativ leicht bearbeiten. Stichwort Granit Das Gestein Granit ist aus verschiedenen Mineralien zusammengesetzt ist, die noch als kleine Kristalle erkennbar sind. Hauptsächlich besteht Granit aus Feldspat und Quarz, häufig enthält er auch das Mineral Glimmer. Neben der Härte ist die Kristallform ein typisches Kennzeichen zur Unterscheidung von Mineralien. 5. Gewinnung und Bedeutung von Silicium Das nach dem Sauerstoff am häufigsten auf der Erde vorkommende Element ist Silicium. Sand zum Beispiel besteht zum überwiegenden Teil aus der chemischen Verbindung Siliciumdioxid. Silicium, das elementar aus besonders reinem Sandstein gewonnen wird, spielt eine herausragende Rolle bei der Entwicklung elektronischer Bauteile. Ein Siliciumkristall, der aus der glühendheißen Masse gezüchtet wird, dient als Grundlage ihrer Herstellung. Auf der Oberfläche von Siliciumkristallscheiben können elektronische Schaltungen aufgebracht werden, die so klein sind, dass tausende von Bauteilen auf eine winzige Fläche passen. Diese „Chips“ haben die massenhafte Verbreitung von Computern ermöglicht und stecken in den meis- © Bayerischer Rundfunk ten elektrischen bzw. elektronischen Geräten. Mineralien sind auch der Grundstoff für die Gewinnung von Metallen. Man nennt sie dann Erze. Die Vorkommen solcher metallhaltigen Erze werden seit Jahrtausenden vom Menschen genutzt. Um ihren Besitz sind viele Kriege geführt worden und ihre Erschließung war eine der Triebfedern der Eroberung fremder Kontinente. Mineralien sind heute ein wesentlicher Faktor im wirtschaftlichen und politischen Gefüge der Welt. 6. Kalkhaltige Mineralien in Lebewesen Mineralien spielen auch in Lebewesen eine große Rolle. Unsere Knochen bestehen zur Hälfte aus Mineralien, die ihm Härte verleihen. Kalkhaltige Mineralien bilden das Grundgerüst von Eier- oder Muschelschalen. Seeigel besitzen ein Innenskelett aus Kalk. Schneckenhäuser und der Schulp von Tintenfischen sind ebenfalls kalkhaltig. Den Kalkgehalt erkennt man mit dem Säuretest: Tropf man eine Säure auf kalkhaltiges Material sind Bläschen aus Kohlenstoffdioxid zu sehen. 7. Fossilien In den Steinbrüchen bei Solnhofen im Altmühltal werden immer wieder beeindruckende Versteinerungen gefunden. Vor. ca. 150 Mio. Jahren war dort ein Meer, auf dessen Grund hervorragende Bedingungen für das Entstehen von Fossilien herrschten. Mithilfe von Fossilien kann die Wissenschaft heute die Entwicklungsgeschichte des Lebens über sehr lange Zeit nachvollziehen. 3 Schulfernsehen Schulfernse Didaktische Hinweise Die Sendung ist für das Fach Natur und Technik am Gymnasium ab der 5. Jahrgangsstufe konzipiert. Lehrplanbezüge (Bayern) Natur und Technik 5. Jgst. 5.1 Schwerpunkt Naturwissenschaftliches Arbeiten 5.1.1 Themenbereiche und Konzepte: Arbeitsmethoden: Sammeln, Vergleichen, Ordnen und Bestimmen (Härte von Gestein, Säuretest für Kalk) 5.1.2 Boden und Gestein: Mineralien, Fossilien Stoffe und Materialien: Stoffeigenschaften (Härte von Gestein, Pigmente) 5.2 Schwerpunkt Biologie 5.2.2 Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung: Skelett (Mineralien in Knochen) 6. Jgst. 6.1 Schwerpunkt Biologie 6.1.1 Vögel: Fortpflanzung (Eier mit Kalkschale), Verwandtschaft der Wirbeltiere: zeitliche Abfolge des Auftretens wichtiger Gruppen (Bedeutung von Fossilien) Arbeitsblätter Overheadfolie 1: Mineralische Bau- und Rohstoffe Overheadfolie 2: Berichterstatter - Fossilien Suse Sausewind: Suse steht vor dem Rätsel, warum nach eine kalten Winter besonders viele Straßenschäden auftreten. Anleitungen für Experimente Härte von Gestein Frostsprengung Sedimentgestein und Fossilien Kreuzwortpuzzle Vorlage Lösung Links http://www.gymnasium-treuenbrietzen.de/index.php/2011-04-07-05-4924/fachbereiche/naturwissenschaften/biologie/praesentationen?download=30:fossilien-1 http://www.gymnasium-treuenbrietzen.de/index.php/2011-04-07-05-4924/fachbereiche/naturwissenschaften/biologie/praesentationen?download=31:fossilien-2 Bedeutung der Fossilien für die Evolutionstheorie (Zweiteilige Powerpoint-Präsentation des Fachbereichs Biologie am Gymnasium „Am Burgwall“ in Treuenbrietzen) © Bayerischer Rundfunk 4
