Ein Planet voller Überraschungen / Our Surprising - Beck-Shop

Ein Planet voller Überraschungen / Our Surprising Planet
Neue Einblicke in das System Erde / New Insights into System Earth
Bearbeitet von
Reinhard F. J. Hüttl
1. Auflage 2011. Buch. xvi, 320 S. Hardcover
ISBN 978 3 8274 2470 9
Format (B x L): 19,3 x 26 cm
Weitere Fachgebiete > Geologie, Geographie, Klima, Umwelt > Geologie > Geologie:
Allgemeines
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Inhalt
Kapitel 01
Das komplexe System Erde . . . . . . . . . . . .
Eine blau-weiße Kugel mit beweglicher Oberfläche . . . .
Erdbeben: Signale der Plattentektonik . . . . . . . . . .
Klima im System Erde: Rohstoffe und die Folgen . . . . .
Fossile Brennstoffe: in naher Zukunft noch unverzichtbar .
Die Zukunft ist regenerativ . . . . . . . . . . . . . . . .
Zukunftsaufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Der Blick aus dem All in das System Erde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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18
26
28
32
36
38
Kapitel 02
Gewicht auf einer rotierenden Ellipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
„Gravity is Climate“: Klimaforschung mit Satelliten . . . . . . . . . . . . . . . .
Die Meerestopographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
GPS zur Messung der Tektonik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
GPS-Atmosphärensondierung: von der Wettervorhersage bis zur Klimaforschung
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Kapitel 03
Wie die moderne Tektonik Wegener vom Kopf auf die Füße stellt . . . . . . .
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Georeaktor Sedimentbecken . . . . . . . . . . .
Ozean oder nicht? Die Ausdünnung der Lithosphäre . . .
Einblick mit Bits: die Modellierung von Beckenstrukturen .
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Vulkane und Erdbeben: Normalität im System Erde . . . . . . . . . . . . . . . .
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118
Kontinente als Wärmedecke und Mantel-Plumes
Plattenränder im Brennpunkt . . . . . . . . . .
Klima und Tektonik: der Baustil der Anden . . .
Eine leise Revolution in der klassischen Theorie
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Kapitel 04
Kapitel 05
Wenn Vulkane erwachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Erdbeben: Naturgefahr und Informationsquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kapitel 06
Ein Tsunami-Frühwarnsystem für den Indischen Ozean . . . . . . . . . . . . . 121
Die Ursache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schneller reagieren: ein neues Warnsystem bei Tsunami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Die Komponenten des GITEWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
122
122
124
Content
Chapter 01
The Complex System Earth . . . . . . . . . . . . . .
A blue and white sphere with a moving surface . . . . . . . .
Earthquakes: signals of plate tectonics . . . . . . . . . . . .
Climate in System Earth: raw materials and the consequences
Fossil fuels, still indispensable in the near future . . . . . . .
The future is renewable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Future tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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The View into System Earth from Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chapter 02
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Sedimentary Basins as Georeactors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
73
75
77
87
Weight on a rotating ellipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
“Gravity is Climate”: climate research using satellites. . . . . . . . . .
Marine topography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
GPS for measuring tectonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
GPS atmosphere sounding: from weather prediction to climate research
Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chapter 03
How Modern Tectonics Set Wegener Right . . .
Continents as an insulating blanket and mantle plumes . .
Plate margins in focus . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Climate and tectonics: the architectural style of the Andes .
A quiet revolution in classic theory . . . . . . . . . . . . .
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Chapter 04
Ocean or not? Thinning of the lithosphere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Insight with bits: modelling of basin structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chapter 05
Volcanoes and Earthquakes: Normality in System Earth . . . . . . . . . . . . .
When volcanoes awaken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Earthquakes: natural hazard and source of information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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101
119
Chapter 06
A Tsunami Early Warning System for the Indian Ocean . . . . . . . . . . . . . . 121
The cause . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Faster response: a new warning system for tsunami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Components of the GITEWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
123
125
127
XII
Inhalt
Die Entscheidungsfindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Capacity building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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136
Kapitel 07
Das Magnetfeld der Erde – unsichtbarer Schutz und Fernerkundungssignal . . 141
Ein variabler Schutzschirm mit vielen Facetten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Signale aus dem Erdkern und wandernde Pole: Information über unseren Planeten . . . . . . . .
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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144
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Kapitel 08
Die Erde im Labor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Bis die Kruste bricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Das tiefe Erdinnere im Labor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
158
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Kapitel 09
Wissenschaftliches Bohren: ein Teleskop in die Tiefe . . . . . . . . . . . . . . . 181
Bohren in die Kontinente: die ersten Ansätze . . . . . . . . . .
Die Kontinentale Tiefbohrung der Bundesrepublik Deutschland
ICDP: Bohren an Land . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
InnovaRig – eine moderne Bohranlage für die Wissenschaft . .
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Kapitel 10
Die Haut der Erde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Die Georessource Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Georessource Boden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Erkundung der Erdoberfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Isotopengeochemische „Fingerabdrücke“ in Erdoberflächenprozessen
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Kapitel 11
Der Klimawandel im System Erde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Strahlende Sonne, schräge Bahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Warvierte Seeablagerungen: ein hochgenaues natürliches Klima- und Umweltarchiv
der Kontinente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Baumjahrringe als Archiv von Kohlenstoff- und Wasserkreislauf. . . . . . . . . . .
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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250
252
256
260
264
270
Kapitel 12
Geo-Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Der Kohlenstoffkreislauf und die Lagerstätten . . . . . .
Kohlenwasserstoffe und Beckenmodellierung . . . . . . .
Brennendes Eis: Methanhydrate . . . . . . . . . . . . .
Shale Gas: eine unkonventionelle fossile Energieressource
Kohlendioxid zurück in die Erde. . . . . . . . . . . . . .
Energie aus der Tiefe: Geothermie . . . . . . . . . . . .
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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XIII
Content
Decision-making . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Capacity building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
133
137
137
Chapter 07
The Earth’s Magnetic Field – Invisible Protection
and Remote Sensing Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Variable protective screen with many facets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Signals from the Earth’s core and wandering poles provide information about our planet . . . . .
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
145
145
155
Chapter 08
The Earth in the Laboratory . . .
Earthquake rupture in the laboratory . . .
The Earth’s deep interior in the laboratory
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . .
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159
163
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Chapter 09
Scientific Drilling: a Telescopic View of the Deep . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Drilling into the continents: the initial approaches . . . . . . . . . . . . .
The Continental Deep Drilling Program of the Federal Republic of Germany
ICDP: drilling on land . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
InnovaRig – a modern drilling rig for scientific research. . . . . . . . . . .
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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187
195
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Chapter 10
The Skin of the Earth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Water as a geo-resource . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Soil as a geo-resource . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exploring the Earth’s surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Geochemical isotope “fingerprints” in the Earth’s surface processes
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Chapter 11
Climate Changes in System Earth. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Radiant sun, oblique orbit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Varved lake deposits: a high-precision natural climate and environmental archive
of the continents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Annual growth rings of trees as an archive of the carbon and water cycle. . . . .
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Chapter 12
Geo-Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
The carbon cycle and underground reservoirs . . .
Hydrocarbons and basin modelling . . . . . . . . .
Burning ice: methane hydrates . . . . . . . . . . .
Shale gas: an unconventional fossil energy resource
Returning carbon dioxide into the Earth. . . . . . .
Energy from the deep: geothermal energy . . . . .
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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XIV
Inhalt
Kapitel 13
Leben in der tiefen Biosphäre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Leben tief im Gestein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hochdruck im Eis und andere Extreme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
280
288
290
Kapitel 14
Das Bild der Welt: Wissenschaft und Kunst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Geophysik als Kunst . . . . . . . . . . . . .
Die „nützliche Kunst“ . . . . . . . . . . . . .
Das Gemeinsame in Kunst und Wissenschaft .
Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
XV
Content
Chapter 13
Life in the Deep Biosphere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Life deep in rocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
High pressure in ice and other extremes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
281
289
289
Chapter 14
The Image of the World: Science and Art . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Geophysics as art . . . . . . . . . . . .
“Useful art”. . . . . . . . . . . . . . . .
The common elements in art and science
Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305