Allgemeine Geologie
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John Grotzinger / Thomas H. Jordan / Frank Press / Raymond Siever Press/Siever Allgemeine Geologie 5. Auflage Aus dem Amerikanischen übersetzt von Volker Schweizer Inhaltsverzeichnis Teil 1 Moderne Theorien und Methoden der Geologie Kapitel 1 System Erde. 3 Die wissenschaftliche Arbeitsmethode . 4 Die Form der Erde und der Erdoberfläche 5 Die Gesteinsabfolge . . . 7 Der Schalenbau der Erde Die Dichte der Erde .. Erdmantel und Erdkern Erdkruste . Innerer Kern. . . . . . Chemische Zusammensetzung der Erdschalen 8 9 10 Die Erde als System interagierender Komponenten System Klima . . . . . . System Plattentektonik . . . . System Geodynamo. . . . . . 13 Erdgeschichte im Überblick. Entstehung der Erde und der globalen Geosysteme Entwicklung des Lebens . 18 18 11 11 12 15 16 17 19 Kapitel 2 Plattentektonik - die alles erklärende Theorie. 23 Die Entdeckung der Plattentektonik Kontinenta Id rift. . . . . . . . . Seafloor-Spreading . . . . . . . Die große Synthese: 1963-1969 Das Mosaik der Platten . . . . . Divergierende Plattengrenzen . . Konvergierende Plattengrenzen . Transformstörungen . . . . . . . Kombinationen von Plattengrenzen 24 24 Geschwindigkeit und Geschichte der Plattenbewegungen Das magnetische Streifenmuster des Meeresbodens . . . . . Tiefseebohrungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bestimmung der Plattenbewegungen durch geodätische Verfahren 25 26 27 32 34 35 35 35 38 39 40 XII Inhaltsverzeichnis Die große Rekonstruktion. . . . . . Isochronen des Meeresbodens . . . . Rekonstruktion der Plattenbewegungen Das Auseinanderbrechen von Pangaea Die Entstehung von Pangaea . . . . . Konsequenzen der Rekonstruktion . . . . . . . 41 41 42 43 43 46 Mantelkonvektion: der Antriebmechanismus der Plattentektonik Wo entstehen diese Antriebskräfte? . . . . . . . Wie tief tauchen die Platten in den Erdmantel ab? . . . . . . . . . . . Form der aufsteigenden Konvektionsströmungen . . . . . . . . . . . 46 46 47 48 Die Theorie der Plattentektonik und die wissenschaftliche Arbeitsmethode . 50 Teil 2 Grundlegende Prozesse Kapitel 3 Die Baustoffe der Erde: Minerale und Gesteine 53 Was sind Minerale? . 54 Der atomare Bau der Materie. Der Bau der Atome . . . . . . Ordnungszahl und Atommasse 55 55 Chemische Reaktionen 56 Chemische Bindung. Ionenbindung . . . . Kovalente Bindung .. Metallische Bindung .. Van-der-Waals-Bindung . 57 57 57 57 58 Der atomare Aufbau der Minerale. Kristalle und Kristallbildung . . . . Wann kristallisieren Minerale? .. 58 58 60 Die gesteinsbildenden Minerale. Silicate .. Carbonate. Oxide. Sulfide .. Sulfate .. 61 62 Physikalische Eigenschaften der Minerale. Härte . . . . Spaltbarkeit. Bruch. Glanz. Farbe. 56 64 65 65 65 66 66 68 70 70 70 XIII Inhaltsverzeichnis Spezifisches Gewicht und Dichte Kristallform . . . . . 71 72 Was sind Gesteine? . . . . . . 73 Magmatische Gesteine . . . . 75 75 76 Intrusivgesteine und Effusivgesteine. Häufige Minerale . . . . . . . . . . Sedimentgesteine. . . . . . . . . Vom Sediment zum Sedimentgestein Schichtung . . . . . . . Häufige Minerale . . . . . . . . . . Metamorphe Gesteine. . . . . . . Regional- und Kontaktmetamorphose . Häufige Minerale . . . . . . . . . . . Der Kreislauf der Gesteine: Wechselwirkungen der Systeme Plattentektonik und Klima . Minerale bilden wertvolle Ressourcen Erzminerale . . . . . . . . Ganglagerstätten . . . . . Imprägnationslagerstätten Magmatische Lagerstätten Sedimentäre Lagerstätten. 76 76 76 77 78 78 79 79 80 81 82 82 84 85 Kapitel 4 Magmatische Gesteine: Gesteine aus Schmelzen . 89 Wodurch unterscheiden sich magmatische Gesteine? . 90 90 93 Gefüge . Chemische und mineralogische Zusammensetzung Wie entstehen Magmen? . . . Wie schmelzen Gesteine? . . . . Die Bildung von Magmakammern Wo entstehen Magmen? 97 98 99 . . . 100 Magmatische Differenziation . 100 101 Fraktionierte Kristallisation - Labor- und Geländebeobachtungen Granit und Basalt: Magmatische Differenziation. Formen magmatischer Intrusionen. 101 104 104 Plutone . Lager und Gänge . Hydrothermale Gänge. . . . . . . . . 106 107 Magmatismus und Plattentektonik . 108 Spreading-Zentren als magmatische Geosysteme . Subduktionszonen als magmatische Geosysteme . Manteldiapire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 112 114 XIV Inhaltsverzeichnis KapitelS Sedimente und Sedimentgesteine 117 Sedimentgesteine und der Kreislauf der Gesteine. . . . . . . . Verwitterung und Erosion liefern die Ausgangsstoffe der Sedimente: Gesteinsbruchstücke und gelöstes Material. . . . Sedimenttransport und Ablagerung. . . . . . . . . . . . . . . Ozeane und Binnenseen, die großen Mischbecken . . . . . . . . 119 121 123 Sedimentbecken: die Akkumulationsräume der Sedimente. Sedimentbecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Riftstrukturen und thermisch bedingte Subsidenzbecken Vorlandbecken . . . . . . . . . 124 124 124 126 Sedimentationsräume. . . . . Terrestrische Ablagerungsräume Küsten- und Flachwasserbereich Ablagerungsräume des offenen Ozeans. Klastische kontra chemische und chemisch-biogene Sedimentationsräume Fazies - das Nebeneinander unterschiedlicher Sedimentbildungsräume . 126 126 128 128 128 129 Sedimentstrukturen . Schrägschichtung . . . Gradierte Schichtung. Rippelmarken. . . . . Bioturbationsstrukturen . Sedimentationszyklen . . 130 130 130 131 131 132 Versenkung und Diagenese: vom Sediment zum Sedimentgestein Versenkung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagenese: Temperatur, Druck und chemische Prozesse führen vomlockersediment zum Festgestein . . . . . . . . . . . . . 133 133 Klassifikation der siliciklastischen Sedimente und Sedimentgesteine Klassifikation entsprechend der Korngröße . . . . . . . . . . . . . . . . Grobkörnige siliciklastische Sedimente und Sedimentgesteine: Kiesfraktion und Konglomerate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mittelkörnige siliciklastische Sedimente und Sedimentgesteine: Sand und Sandsteine. Feinkörnige siliciklastische Sedimente und Sedimentgesteine: Silt und Siltstein; Ton, Tonstein und Schieferton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 134 Klassifikation der chemischen und chemisch-biogenen Sedimente und Sedimentgesteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chemisch-biogene Sedimente: Carbonatsedimente und Carbonatgesteine. Chemische Sedimente: Steinsalz, Gips und andere chemische Sedimente. Weitere chemische und chemisch-biogene Sedimente. . . . . . . . . . . 118 133 136 136 138 139 140 143 144 Kapitel 6 Metamorphe Gesteine . . . . . . . . 149 Metamorphose und das System Erde. 150 Ursachen der Metamorphose. Die Rolle der Temperatur . . . . . . . . 150 150 xv Inhaltsverzeichnis Die Rolle des Drucks . . . . Die Rolle der fluiden Phasen. 152 153 Arten der Metamorphose . 153 153 154 155 155 Regionalmetamorphose . . . Kontaktmetamorphose . . . Hydrothermal-Metamorphose . Weitere Formen der Metamorphose. Metamorphe Gefüge. . . . . . . . Foliation . Klassifikation und Nomenklatur der metamorphen Gesteine. Metamorphite mit Foliation . . . . . Metamorphite mit isotropem Gefüge . . . . . . . . Grobkörnige Kristallgefüge . Regionalmetamorphose und Metamorphosegrad Mineral-Isograden. . . . . . . . . . . . . . . . . . Metamorphosegrad und Zusammensetzung des Ausgangsgesteins Metamorphe Fazies. . . . . . . . . . Metamorphose und Plattentektonik . Druck-Temperatur-Pfade (p-T-Pfade) . Konvergenz ozeanischer und kontinentaler Platten Konvergenz kontinentaler Platten . . . . . . . . . Exhumierung: Bindeglied zwischen den Systemen Plattentektonik und Klima. 157 157 157 159 160 161 161 163 164 164 165 165 167 168 169 Kapitel 7 Störungen, Falten und andere Zeugen der Gesteinsdeformation . 173 Kartierung geologischer Strukturen 174 174 175 176 Messung von Streichen und Fallen Geologische Karten. . . . . . . . . Geologische Schnitte . . . . . . . . Wie werden Gesteine deformiert? Deformation durch Plattentektonik . Sprödes und duktiles Verhalten der Gesteine im Labor. Sprödes und duktiles Verhalten der Gesteine unter natürlichen Bedingungen Wichtige Deformationsstru kturen Störungen . Falten . Dome und Becken. Klüfte . Deformationsgefüge. 177 177 177 178 178 178 179 183 184 184 Extensions- oder Dehnungstektonik . Kompressions- oder Einengungstektonik Scherungstektonik . . . . . . . . . . . 186 186 187 188 Die Rekonstruktion des geologischen Werdegangs 189 Deformation von Kontinenten. XVI Inhaltsverzeichnis Teil 3 Der Faktor Zeit Kapitel 8 . 193 Rekonstruktion der Erdgeschichte aus der stratigraphischen Abfolge Grundlagen der Stratigraphie . . . . . . . . Fossilien als Zeitmarken . Diskordanzen: Lücken in der Schichtenfolge . Verbandsverhältnisse . 194 196 197 198 199 Geologische Zeitskala . . . . . . . . . Die Einheiten der geologischen Zeitskala Massenaussterben in der Erdgeschichte 202 202 203 Absolute Altersbestimmung mit radioaktiven Uhren Die Entdeckung der Radioaktivität . Radioaktive Atome: Uhren im Gestein . Radiometrische Datierungsmethoden . 203 203 206 207 Geologische Zeitskala: absolute Altersdaten . 210 Zeitmessung im System Erde. Sequenzstratigraphie . Chemostratigraphie . Magnetostratigraphie . Zeitmessung im System Klima. 211 212 213 213 213 Zeitmessung im System Erde Kapitel 9 Die Entwicklung der terrestrischen Planeten 217 Die Entstehung des Sonnensystems Die Nebular-Hypothese . . . Die Entstehung der Sonne . . . . . Die Entstehung der Planeten . . . . Kleinere Körper des Sonnensystems 218 218 219 220 220 Erde im Umbruch: die Entstehung eines aus Schalen aufgebauten Planeten . Die Erde heizt sich auf und schmilzt . . . . . Differenziation von Kern, Mantel und Kruste. Entstehung der Ozeane und der Atmosphäre 221 221 222 223 Die Vielfalt der Planeten. . . . . . . . . . 224 Alter und Relief der Planetenoberflächen . Der Mann im Mond: eine Zeitskala für Planeten Merkur: der alte Planet . . . . Venus: der vulkanische Planet. Mars: der Rote Planet. . . . . Erde: der belebte Planet . . . . 229 229 230 232 234 236 Die Erforschung des übrigen Sonnensystems und des Weltraums Weitere Sonnensysteme . 237 238 Inhaltsverzeichnis XVII Kapitel 10 Die Entwicklung der Kontinente 241 Der tektonische Bau Nordamerikas . Der stabile Kern der Kontinente . . . . Die Appalachen . . . . . . . . . . . . Atlantische Küstenebene und Kontinentalschelf . Die nordamerikanischen Kordilleren . 242 242 243 244 245 Tektonische Provinzen der Erde. Tektonische Provinzen. Deformationsalter . . . . . . . Ein großes Puzzle . . . . . . . . 248 248 249 250 Das Wachstum der Kontinente Magmatismus. . . . . . . . . . Akkretion . 250 250 251 Modifizierung der Kontinente. Orogenese: Modifizierung durch Plattenkollision . Epirogenese: Modifizierung durch Vertikal bewegungen 254 254 261 Die Entstehung der Kratone. . . . . . . 263 Die tieferen Stockwerke der Kontinente Die Kiele der Kratone . . . . . . Die Zusammensetzung der Kiele. Das Alter der Kiele . . . . . . . 265 265 266 266 Kapitel 11 Geobiologie . . . . . . . . 269 Die Biosphäre als System . Ökosysteme. . . . . . . . . Ausgangsmaterial: der Stoff, aus dem das Leben besteht Prozesse und Produkte: Wachstum und Leben. Biogeochemische Kreisläufe. . . . . . . . . . 270 270 272 273 275 Mikroorganismen: die Chemiker der Natur. Häufigkeit und Diversität der Mikroorganismen Extremophile: Mikroorganismen, die in Grenzbereichen leben. Interaktionen zwischen Mikroorganismen und Mineralen Mikrobenmatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 276 277 279 282 Geobiologische Ereignisse in der Erdgeschichte. . Die Entstehung des Lebens und die ältesten Fossilien. Entstehung des atmosphärischen Sauerstoffs . . . . . Die Kambrische Radiation des Lebens. . . . . . . . . Das Erlöschen des Lebens: der Niedergang der Dinosaurier. Eine globale Erwärmung führt zur Radiation der Säugetiere 283 283 287 288 291 294 Astrobiologie: die Suche nach außerirdischem leben . Bewohnbare Bereiche in der Umgebung von Sternen Bewohnbare Umwelt auf dem Mars . . . . . . . . . . . . 296 296 297 XVIII Teil 4 Endogene Inhaltsverzeichnis syste Kapitel 12 Vulkanismus 301 Vulkane als Geosysteme . Vulkanische Fördersysteme . Vulkane als chemische Fabriken. 302 302 303 Laven und andere vulkanogene Ablagerungen. Lavatypen . Gefüge . Pyroklastische Ablagerungen . . 303 303 306 306 Vulkantypen und Morphologie Zentraleruptionen . . . . . . . . Spalteneruptionen . . . . . . . 308 308 312 Wechselwirkungen des Geosystems Vulkanismus und Hydrosphäre . . . . . Vulkanismus und Atmosphäre . 314 315 316 Die weltweite Verteilung der Vulkane. Basaltförderung an Spreading-Zentren . Hydrothermale Erscheinungen an Spreading-Zentren Vulkanismus an Subduktionszonen . . . . . . . . . Intraplattenvulkanismus: die Manteldiapir-Hypothese . 316 317 317 318 319 Vulkanismus und menschliches Dasein . . Vulkanische Risiken. . . . . . . . . . . . . . Verringerung der Risiken gefährlicher Vulkane. Rohstoffe aus Vulkanen . 321 322 324 326 Kapitel 13 Erdbeben 331 Was sind Erdbeben? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die Scherbruch-Hypothese und das Auftreten von Erdbeben. Krustenbewegungen bei Erdbeben Vorbeben und Nachbeben. . 332 333 334 335 Erforschung von Erdbeben Seismographen . . . . . . . Seismische Wellen . . . . . Lokalisierung des Epizentrums Bestimmung der Erdbebenstärke Rekonstruktion der Herdvorgänge aus seismischen Daten. GPS-Messungen und "stille" Erdbeben . . . . 336 336 337 337 340 343 344 Die globale Verteilung der Erdbeben . . . . Das Gesamtbild: Erdbeben und Plattentektonik Regionale Störungssysteme . . . . . . . . . . 345 345 347 XIX Inhaltsverzeichnis Die zerstörende Wirkung der Erdbeben. Ursachen von Erdbebenschäden . . . . . Verminderung von Erdbebengefahren . . . 348 350 351 Können Erdbeben vorhergesagt werden? . Langfristige Vorhersagen . Kurzfristige Vorhersagen . Mittelfristige Vorhersagen. 358 358 358 359 Kapitel 14 Die Erforschung des . 363 Die Erforschung des Erdinneren mit seismischen Wellen Wellenarten . 364 364 Die Ausbreitung seismischer Wellen in der Erde. Angewandte Seismik . . . . . . . . . . . . . . . 365 367 Zusammensetzung und Aufbau des Erdinneren Erdkruste . Erdmantel . Grenze Kern/Mantel Erdkern . 371 371 373 374 375 Temperatur im Erdinneren Wärmetransport aus dem Erdinneren Temperaturverteilung im Erdinneren. 375 376 Ein räumliches Bild des Erdmantels Seismische Tomographie . Das Schwerefeld der Erde. . . . . . . Schweremessung . . . . . . . . . . . 379 379 381 381 Das Magnetfeld der Erde und der Geodynamo . Dipolfeld . Die Komplexität des Magnetfelds Paläomagnetismus . . . . Magnetfeld und Biosphäre. . . . 382 383 384 387 390 377 Teil 5 Exogene Geosysteme Kapitel 15 System Klima. 393 Komponenten des Systems Klima Atmosphäre. Hydrosphäre Kryosphäre . Lithosphäre. Biosphäre .. 394 394 396 397 397 398 xx Inhaltsverzeichnis Treibhauseffekt . . . . . . . . . Ein Planet ohne Treibhausgase . . Die Treibhausatmosphäre der Erde Ausgleich des Systems durch Rückkopplungen Klimamodelle und ihre Grenzen . 398 399 400 400 402 Klimaschwankungen Eiszeiten . Ältere Eiszeiten . . . . . . . . . Kurzperiodische Klimaschwankungen . Regionale Klimaschwankungen . 403 403 406 408 408 Der Kohlenstoffkreislauf . Geochemische Zyklen und ihre Funktion Der Kohlenstoffhaushalt. . Anthropogen verursachte Störungen des Kohlenstoffkreislaufs 409 409 414 415 Die Erwärmung im 20. Jahrhundert - menschliche Fingerabdrücke im globalen Klimawandel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 Kapitel 16 Verwitterung, Erosion und Massenbewegungen . 421 Verwitterung, Erosion, Massenbewegungen und der Kreislauf der Gesteine. 422 Geologische Faktoren der Verwitterung Eigenschaften des Ausgangsgesteins Klima: l'Jiederschlag und Temperatur Auswirkung der Bodenbedeckung . Der Faktor Zeit . . . . . . . . . . . 422 422 422 423 424 Chemische Verwitterung . . . . . Die Rolle des Wassers: Feldspat und andere Silicate. Kohlendioxid, Verwitterung und Klimasystem . . . . Andere Silicate verwittern zu anderen Tonmineralen. Chemische Stabilität: ein Regulativ der Verwitterungsgeschwindigkeit . Die Rolle des Sauerstoffs bei der Verwitterung: die chemische Verwitterung der Eisensilicate . Hydratation: die Anlagerung von Wassermolekülen . Lösungsverwitterung: die rasche Verwitterung von Carbonat- und Salzgesteinen . . Weitere Formen der chemischen Verwitterung 424 424 425 428 428 Physikalische Verwitterung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Welche Faktoren bestimmen die mechanische Zerstörung der Gesteine? Physikalische Verwitterung und Erosion. . . 431 431 434 Der Boden: Rückstand der Verwitterung . Böden als Geosysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Paläoböden: Rückschlüsse auf das Klima der Vergangenheit 434 435 440 Massenbewegungen . . . . . Eigenschaft des Hangmaterials Wassergehalt . . . . . . . . . 441 442 443 429 430 430 431 Inhaltsverzeichnis XXI Neigung und Stabilität der Hänge . . . . . . . Auslösende Faktoren von Massenbewegungen 443 445 Klassifikation von Massenbewegungen . . Massenbewegungen in Festgesteinen . . . . . Massenbewegungen in unkonsolidiertem Gesteinsmaterial Massenbewegungen im marinen Bereich 446 447 448 453 Entstehung von Massenbewegungen . . . . . . . . . . Natürliche Ursachen von Rutschungen . Rutschungen durch menschliche Eingriffe in die Landschaft. 454 454 455 Kapitel 17 Der Kreislauf des Wassers und das Grundwasser. 459 Stoffflüsse und Speicher Wie viel Wasser gibt es? . . . . . . . . . Der Kreislauf des Wassers. . . . . . . . . Wie viel Wasser können wir verbrauchen? . 460 460 460 462 Hydrologie und Klima . . . . . . . . . . Luftfeuchtigkeit, Niederschlag und Landschaft: die Verbindung der Systeme Klima und Plattentektonik . . . . Trockenzeiten. . . . . . . . . . 462 462 464 Die Hydrologie des Abflusses. 465 Grundwasser. . . . . . . . . . Wie fließt Wasser durch Boden und Gestein? Porosität und Permeabilität . Grundwasserspiegel und Grundwasseroberfläche . Grundwasserleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . Gleichgewicht zwischen Grundwasserneubildung und Grundwasserabfluss Die Geschwindigkeit der Grundwasserbewegung .. 467 467 468 469 471 473 474 Wasservorräte in wichtigen Grundwasserleitern . 476 Erosion durch Grundwasser. . . 478 Wasserqualität. . . . . . . . . . Verunreinigung der Wasservorräte . Ist das Wasser trinkbar? . . . . 481 481 483 Wasser in der tiefen Erdkruste . Thermalwasser . . . . . . . . . . Mikroorganismen in tiefen Grundwasserleitern 484 484 487 Kapitel 18 Flüsse: der Transport zum Ozean 489 Flusstäler, Fließrinnen und Talauen . Flusstäler. . . . . . . . . . . . Grundrissformen der Flussläufe. Die Talaue . 490 491 491 493 XXII Inhaltsverzeichnis Flussnetze. . . . . . . . . . . . . . . Entwässerungsnetze . Entwässerungsnetze und Erdgeschichte. 494 496 497 Wie fließendes Wasser festes Gestein erodiert Abrasion . Chemische und physikalische Verwitterung . . . . Unterschneiden durch Strömungen . . . . . . . . 498 499 499 500 Wie Flusswasser fließt und Sediment transportiert Erosion und Sedimenttransport . Ablagerung von Sediment aus Suspension. . . . . . Schichtungsformen im Flussbett: Rippeln und Dünen 501 502 503 504 Deltas: Die Mündungen der Flüsse Deltasedimentation . . . . . . . . . . . . . Das Wachstum eines Deltas. . . . . . . . . Einflüsse von Wellen, Gezeiten und Tektonik. 506 506 507 509 Flüsse als Geosysteme Abfluss . Hochwasser. . . . . . . . . . . . . . . . . Das Längsprofil eines Flusses und sein Gefälle Seen . 509 512 513 514 518 Kapitel 19 Wind und Wüsten. 521 Wind als Luftströmung Turbulenz . Atmosphärische Zirkulationssysteme 522 522 522 Wind als Transportmittel Windstärke . . . . . . . . . . . Korngröße . Äolisch transportiertes Material. 523 523 524 524 Die geologische Wirkung des Windes. Korrasion . Deflation . 527 527 527 Wind als Sedimentbildner . Entstehung von Sanddünen . Entstehung und Wanderung von Sanddünen . Dünenformen . . . . . . . . Staubablagerungen und Löss 529 529 529 532 532 Wüstengebiete . . . . . . . Wo findet man Wüsten? .. Verwitterung in Wüstengebieten . Sedimentation und Sedimente in der Wüste. Landschaftsformen der Wüsten . . . . . . . 533 533 535 537 538 Inhaltsverzeichnis XXIII Kapitel 20 Das Meer . 543 Unterschiede im geologischen Bau der Ozeane und Kontinente. 544 Prozesse der Küstenbildung. . . . . . . . . . . . . . . . Wellenbewegung: der Schlüssel zur Dynamik der Küstenlinie Die Brandungszone . Wellenrefraktion Die Gezeiten . . 544 545 547 549 549 Küstenformen . Flachküsten. . . Abtragung und Sedimentation im Küstenbereich. 552 552 555 Meeresspiegelschwankungen als Maß der globalen Erwärmung 558 Kontinentalränder . . . . . . . . . . . . . . . . Kontinentalschelf . Kontinentalhang und Kontinentalfuß: Trübeströme. Submarine Canyons . . . . . 559 560 560 562 Die Tiefsee. . . . . . . . . . . . . . . . . Erkundung des Ozeanbodens . Kartierung des Meeresbodens mit Satelliten. Profile durch zwei Ozeane. . . . . . Der Boden der Tiefsee. . . . . . . . . 562 563 565 565 568 Sedimentation im offenen Ozean . . Sedimentation auf den Schelfgebieten Sedimentation auf dem Kontinentalhang Sedimentation in der Tiefsee . . . . . . 569 569 571 571 Kapitel 21 Gletscher: die Tätigkeit des Eises. 575 Das Material Eis . Talgletscher . Inlandeismassen . . . . . 576 577 577 Wie Gletscher entstehen Erste Voraussetzung: niedrige Temperaturen und ausreichende Schneemengen . . Akkumulation: Schnee wird zu Eis Ablation: wo das Eis abschmilzt . . . . . . . . . Gletscherhaushalt: Akkumulation minus Ablation 578 578 579 580 580 Wie sich Gletscher bewegen . . . . . . Die Mechanismen der Gletscherbewegung Eisbewegung bei Talgletschern . Eisbewegung in der Antarktis . . . 582 582 584 585 Glazigene Landschaftsformen . Glazialerosion und Erosionsformen Glazigene Sedimentation und Ablagerungsformen . Permafrost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586 586 588 593 XXIV Eiszeiten und das System Klima . . . . . Die Weichsel-(Würm-)Kaltzeit . . . . . . . . Kaltzeiten und Meeresspiegelschwankungen Die pleistozänen Vereisungsperioden: Hinweise von Kontinenten und Ozeanen Milankovitch-Zyklen. . . Ältere Vereisungsphasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhaltsverzeichnis 595 595 596 596 597 601 Kapitel 22 Landschaftsentwicklung - Wechselwirkungen zwischen Tektonik und Klima 605 Oberflächenformen, Höhenlage und Relief. . . . . . . . . . . . 606 Geländeformen, geschaffen durch Erosion und Sedimentation . Berge und Hügel . . . . . . . . . . . . . Hochplateaus. . . . . . . . . . . . . . . Tektonisch bedingte Höhenzüge und Täler. Flusstäler. . . . . . . . . . . . Tektonisch angelegte Täler . . . . . . . . Tektonisch bedingte Steilränder . . . . . . 609 610 610 610 613 615 615 Interagierende Geosysteme beeinflussen die Oberflächenformen Rückkopplung zwischen Hebung und Erosion Rückkopplung zwischen Klima und Relief . . 617 617 620 Modelle der Landschaftsentwicklung. . . Die Davis'sche Zyklentheorie der Denudation Gleichzeitigkeit von Hebung und Abtragung. Quantitative Bestimmung von Hebung und Abtragung. Landschaften als dynamisches Gleichgewicht. . . . . 621 621 622 623 623 Teil 6 Geowissenschaften und Gesellschaft Kapitel 23 Mensch und Umwelt . 627 Die Zivilisation als globales Geosystem. Energiequellen . . . . . . . . . . Entstehung der Energiewirtschaft . . . . Energieverbrauch weltweit . . . . . . . Kohlenstofffluss und Energieerzeugung . 628 628 Fossile Ressourcen und Reserven .. Die Entstehung von Erdöl und Erdgas . . Die weltweite Verteilung der Erdölreserven Erdölförderung und Verbrauch. Das Ende der Erölvorräte Erdöl und Umwelt. Erdgas . 629 632 632 633 634 636 637 637 638 640 Inhaltsverzeichnis xxv Kohle . Teersande und Ölschiefer. . . . . . . . 640 643 Alternativen zu fossilen Kernenergie. . . . . . . Sonnenenergie . . . . . Hydroelektrische Energie Windkraft Geothermische Energie . 643 644 645 647 648 648 Brennstoffen . . . . . Globale Umweltveränderungen . Saurer Regen . Abbau der Ozonschicht . . . . . . Globale Erwärmung. . . . . . . . 649 650 651 652 Willkommen im "Anthropozän" - eine neue Epoche der geologischen Zeitskala 656 Management des Systems Erde. . . . Energiepolitik . . . . . . . . . . . . . . Modifizierung des Kohlenstoffkreislaufs. Nachhaltige Entwicklung . . . . . . . . 657 657 658 659 Anhang Glossar . . . 662 Literaturverzeichnis . 700 Sachwortverzeich nis 710
