Modul: Grundlagen der Geowissenschaften I
Werbung
Modul: Grundlagen der Geowissenschaften I B.Sc. Geowissenschaften 1 2 3 Aufwand: 300 h Lehrveranstaltungen: Endogene Prozesse Baumaterial der Erde Vorlesung Übung Qualifikationsziele Kreditpunkte: 10 Angebot: jährlich Dauer: 1 Semester Kontaktzeit 2 SWS / 30 h Selbststudium 90 h 120 h (VL + ÜB) Kreditpunkte 4 VL 6 VL + ÜB 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h Kompetenz über den Aufbau der Erde, die dort ab laufenden Prozesse, die Materialien und zu geologischen Skalen. Praktische Kompetenz zu Erkennen von Mineralen in natürlichen Gesteinen, sowie zu deren Genese anhand von ausgesuchten Handstücken Lehrinhalte - Was sind Geowissenschaften und welche Bedeutung haben sie für die Gesellschaft? - Einige konkrete Beispiele für den Einsatz von Geowissenschaftlern. - Erste Positionsbestimmung: Die Erde als Planet, mit kurzem Abriss zur Entwicklung des Universums (Galaxien, Sonnensystem, Sonne, andere Planeten, Mond, Impact-Ereignisse). - Grundzüge des inneren Aufbaus der Erde und der Methoden zu seiner Erkundung; Zustände und Bedingungen im Erdinneren. - Die Erde ist nicht statisch - Prinzip der Plattentektonik (Kinematik, Plattengrenzen). - Ein Blick auf menschliche und geologische Zeitskalen, und auf die Entwicklung des Lebens. - Einfache Phasenbeziehungen, Temperaturfeld und die Bildung von Schmelzen im Erdinneren. - Physikalische Eigenschaften von Silikatschmelzen, Schmelzsegregation und –aufstieg. - Vulkanismus (vulkanische Tätigkeit, vulkanische Produkte, Vulkangebäude). - Magmenkammern, Plutone und Gänge (Form und Dimensionen, thermische Geschichte, Prozesse in der Magmenkammer und ihr Abbild in der inneren Struktur). - Hydrothermalsysteme. - Kontaktmetamorphose, Metasomatose. - Metamorphe Gesteine als Zeugen großmaßstäblicher Verlagerung von Material in der Kruste, thermische Struktur von Kruste und Mantel. - Grundzüge der Verformung von Gesteinen (Elemente der Kontinuumsmechanik, Materialverhalten unter verschiedenen Randbedingungen, Deformationsmechanismen und mechanische Eigenschaften von Gesteinen). - Rheologische Schichtung der Lithosphäre. - Entwicklung von Klüften und Störungen im spröden Stockwerk, Rekonstruktion des Spannungsfelds. - Duktile Verformung homogener und heterogener Gesteinskörper und resultierende Strukturen. - Rekonstruktion der Verformungsgeschichte von Krustenteilen, Bezugssysteme und relative Zeitmarken (Diskordanzen, Überprägung...). - Methoden der Altersbestimmung (Biostratigraphie, Isotopen-Methoden) und ihre Einsatzbereiche. - Aufbau und tektonische Entwicklung der Kontinente und Ozeane mit abschließender Synopsis auf Basis der Plattentektonik. Die Aufbauebenen Element, Mineral, Gestein, Gesteinskörper; kristallchemische Systematik wichtiger gesteins- und erzbildender Minerale; Element-, Mineral- und Gesteinsverteilung (Sonnensystem, Meteorite, Erde) und das Prinzip der chemischen Fraktionierung; Magmatite: chemische und mineralogische Klassifikationsprinzipien; einfache Zustandsdiagramme für Mineral-Schmelz-Systeme; Bildung und Differentiation von basischen, intermediären und sauren Schmelzen; Metamorphite: Benennung; das Gleichgewichtsprinzip und einfache chemographische Darstellungen; Reaktionen; Systematik der Metamorphosetypen; P-T-Pfade und petrogenetische Netze; Sedimentgesteine: Import ca. 2 Doppelstunden aus der Exogenen Geologie und Verweis auf "Einführung in die Geowissenschaften II (Exogene Prozesse)" im folgenden SS. 4 5 6 7 Übung: Makroskopische Eigenschaften von Mineralen (Form, Härte, Spaltbarkeit, Farbe, Glanz) Die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale (typische Kennzeichen; chemische Formeln Kristallstrukturen sowie physikalischechemische Eigenschaften) Makroskopische Gesteinsbestimmung an insgesamt 60 magmatischen, sedimentären und metamorphen Gesteinen (Mineralogie, Gefüge, Nomenklatur) Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme keine Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Endogene Prozesse: Klausur Baumaterial der Erde: Klausur und mündliche Prüfung zur Übung Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Prof. B. Stöckhert; Prof.. S. Chakraborty Modul: Grundlagen der Geowissenschaften II B.Sc. Geowissenschaften Aufwand: 300 h Kreditpunkte: 10 Angebot: jährlich Dauer: 1 Semester Kontaktzeit 2 SWS / 30 h 3 SWS / 45 h Selbststudium 90 h 135 h (VL + ÜB) Kreditpunkte 4 VL 6 ÜB 1 Lehrveranstaltungen: Exogene Prozesse Geol. Karten und Profile 2 Qualifikationsziele Theorie zu Prozessen nahe der Erdoberfläche. Erkennen räumlicher und zeitlicher Abfolgen in Gesteinen. Praktische Kompetenz in der Interpretation geologischer Karten Lehrinhalte Einführung in die exogene Geologie Überblick über die Evolution der Erde Zyklen und Kreisläufe Sedimente und Sedimentgesteine Texturen und Strukturen Ablagerungsmilieus Geologische Zeit und Stratigraphie Verwitterung Böden und Massenbewegungen Grundwasser Flusssysteme Wüste und Windtätigkeit Glaziale und periglaziale Landschaften Ozeane und Küsten Klima und Klimaveränderung Evolution der Landschaften Rohstoffe Energie 3 Einführung in die topographische Karte: - Projektion, Netz und Gitter, Nordrichtungen - Koordinaten (Gauß-Krüger und UTM), Koordinatenrechnung - Kartentypen, Kartenwerke, Karteninhalte Geländevergleich - Geländedarstellung, Orientierung, Standortbestimmung, Kompassbenutzung, Vergleich mit GPS Einführung in die geologische Karte: - Kartentypen, Darstellungsprinzipien, Grundbegriffe der Material-, Zeit- und Lagerungsparameter - Profilentwurf, Lagerungsparameter, Datenermittlung aus der Karte - Beziehung Relief – Geologie, geologische Landschaftstypen - Profil- und Kartenkonstruktion aus Lagerungsdaten oder Streichlinienkarten (Strukturkarten) - Berechnung von Mächtigkeiten und Lagerungsdaten aus Karten- und Bohrungsdaten - Lesen und Interpretation geologischer Karten bei flacher und steiler Lagerung, Bruchtypen, Faltenbau und Diskordanzen 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Keine Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Exogene Prozesse: Klausur Geologische Karten und Profile: Klausur 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Prof. Dr. A. Immenhauser; Dr. T. Reinecke, Dr. M. Brix Modul: Mathematik B.Sc. Geowissenschaften 1 2 3 Aufwand: 300 h Lehrveranstaltungen: Mathematik I Vorlesung Kreditpunkte: 10 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte 5 (VL * ÜB) 3 SWS / 45 h 2 SWS / 30 h 75 h (VL + ÜB) Mathematik II 75 h (VL + ÜB) 5 (VL + ÜB) Vorlesung 3 SWS / 45 h Übung 2 SWS / 30 h Qualifikationsziele Verständnis und Erfahrung mit mathematischen Grundlagen, die für das wissenschaftliche Rechnen von Bedeutung sind. Lehrinhalte Vorlesung: Mengen, Abbildungen, Funktionen Reelle Zahlen Kombinatorik Rechnen mit Ungleichungen und Beträgen Folgen und Reihen Stetige und differenzierbare Funktionen (Mittelwertsätze, Exponential- und Logarithmusfunktionen) Stammfunktionen, bestimmte Integrale, numerische Integration und uneigentliche Integrale Komplexe Zahlen Differentialgleichungen (1.Ordnung; linear 2.Ordnung mit konstante Koeffizienten) Vektoren, Geraden und Ebenen Matrizen, Determinanten, lineare Gleichungssysteme und Abbildungen Isometrien, Eigenwerte und Eigenvektoren Partielle Ableitungen, Taylor-Formel, lokale Extrema Diskrete Wahrscheinlichkeitsräume, Zufallsvariablen und stetige Verteilungen Übung: Selbständige Bearbeitung von Problemen zum Vorlesungsstoff 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme keine Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen jeweils 1 Klausur 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Dr. N. Bissantz Modul: Chemie B.Sc. Geowissenschaften 1 2 3 Aufwand: 210 h Kreditpunkte: 7 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Lehrveranstaltungen: Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte Allgemeine Chemie für Geowissenschaftler 5 SWS / 75 h 75 h 5 VL + ÜB Vorlesung 3 SWS 45 h Übung 2 SWS 30 h Chemie für Geowissenschaftler 2 SWS / 30 h 2 Qualifikationsziele Verständnis über den atomaren Aufbau von Stoffen sowie über den Ablauf von chemischen Reaktionen. Beherrschen des stöchiometrischen Rechnens. Erlernen des Umgangs mit Geräten im chemischen Labor. Durchführung von Versuchen im Labor zur Stoffchemie. Lehrinhalte Atomtheorie: Atome, Moleküle, Ionen, Isotope; Elektron, Proton, Neutron; Atomsymbol, Ordnungszahl, Periodensystem Stöchiometrie: Atommasse, Molmasse; Atomgewicht, Molekulargewicht; Verbindungen, chemische Formeln; Reaktionsgleichungen, Stöchiometrie Energieumsatz chemischer Reaktionen: Energiemaße, Enthalpie, Entropie; Bindungsenergie, Bindungsenthalpie Typenchemische Reaktionen: wässrige Lösungen; Konzentrationen, Aktivitäten; Massenwirkungsgesetz; Lösungs- Fällungsreaktionen, Löslichkeitsprodukt; Säure- Basenreaktionen, Säure Basenstärke; Eigendissoziation des Wassers, pH-Wert; Redox-Reaktionen, Oxidationsstufe; Spannungsreihe, Standardpotential; Redox-Potential, EH-Wert Atomeigenschaften: Quantenzahlen, Orbitalbesetzung; Elektronenstruktur, Elemente; Einteilung Elemente, Periodensystem; Ionisierungsenergie, Elektroneaffinität Bindungsformen: Ionenbindung, Gitterenergie, Ionenradien; kovalente Bindung, Elektronegativität, Formalladung; metallische Bindung Elemente und natürliche Verbindungen: Hauptgruppen: Li/K, Mg/Sr, Al, C/Si, Pb, N/Sb, O/S, F/Cl, He/Ar; Nebengruppen: Mn, Fe, o, Ni, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, HgBeispiel Gase, Flüssigkeiten, Feststoffe, Minerale Gase: Druck, Partialdruck; ideale/reale Gase; überkritische/fluide Gase Bindungsformen: Ionenbindung, Gitterenergie, Ionenradien; kovalente Bindung, Elektronegativität, Formalladung; metallische ndung Flüssigkeiten und Feststoffe: intermolekulare Kräfte, Wasserstoffbrücken; Verdampfen, Kondensieren; Dampfdruck, Siedepunkt; Schmelzen, Erstarren; Phasendiagramme; kristalline Feststoffe; Gläser; Defektstrukturen; Kolloide Reaktionskinetik: Reaktionsgeschwindigkeit, Konzentrations- Temperaturabhängigkeit; Reaktionsordnungen; Aktivierungsenergien; bergangszustand; Katalyse Chemisches Gleichgewicht: reversible Reaktionen; Massenwirkungsgesetz; homogene/heterogene Gleichgewichte; eichgewichtsbeddingungen; Aktivität, Fugazität; Gleichgewichtskonstanten Reaktionen in wäßrigen Lösungen: Wasser als Lösungsmittel; starke/schwache Elektrolyte; Hydratation, Lösungsenthalpie; Dampfdruck, Gefrierpunkt, Siedepunkt; Säure- Basegleichgewichte in wässriger Lösung; Konzepte rhenius/Brönstedt/Lewis; Ein- mehrprotonige Säuren; Säureindikatoren; SäureBasetitration; pH-Werte Salzlösungen, arke/schwache Säuren/Basen; Pufferlösungen Lösungs- und Komplexgleichgewichte in wässriger Lösung: Fällungs- Lösungsreaktionen; Löslichkeitsprodukt; Komplexgleichgewichte; Komplexdissosziationskonstanten Redoxgleichgewichte in wässriger Lösung: Oxidationstärke, Nernst´sche Gleichgung; elektromotorische Kraft; elektrische itfähigkeit; Elektrodenpotential; Elektrolyse; Korrosion 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Der Stoff der jeweils vorangegangen Veranstaltungen wird vorausgesetzt. Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Grundzüge der Chemie: Klausur Chemie für Geowissenschaftler: Klausur Grundpraktikum Chemie: Bewertete Berichte zu jedem Versuch Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Prof. Dr. A. Devi (Allgemeine Chemie),, Dr. B. Marler und Dr. T. Fockenberg (Chemie für Geowissenschaftler) 6 7 Modul: Physik B.Sc. Geowissenschaften Aufwand: 450 h Kreditpunkte: 15 Angebot: jährlich Dauer: 3 Semester Kontaktzeit 4 SWS / 60 h 4 SWS / 60 h 60 h Selbststudium 90 h 90 h 90 h Kreditpunkte 5 VL + ÜB 5 VL + ÜB 5 1 Lehrveranstaltungen: Experimentalphysik I Experimentalphysik II Mechanik für Geowissenschaftler 2 Qualifikationsziele Verständnis physikalischer Vorgänge, Komplexe Vorgänge sollen anhand von Modellen erklärt werden. Zusammenhänge sollen mit mathematischen Methoden beschrieben werden. Anhand ausgewählter Versuche sollen die Studierenden diese Grundlagen praktisch anwenden und in Berichten dokumentieren. Lehrinhalte Vorlesung: Mechanik des Massenpunkts Mechanik starrer Körper Schwingungen und Wellen Wärmelehre Elektrizitätslehre elektrische Schwingkreise Optik: Strahlen und Wellen elementare Atomphysik (Schalenaufbau, Röntgenstrahlung, Welle-Teilchen-Dualismus) 3 Übung: Selbständige Bearbeitung von Problemen zum Vorlesungsstoff Mechanik - Spannungszustand; Anwendung der Mohr-Konstruktion; Rekonstruktion von Paläo-Spannungszuständen aus geologischen Strukturen. - Auswertung experimenteller Daten zu Festigkeit und Verformung von Gesteinen - Darstellung struktureller Verhältnisse in 3D-Zeichnungen und in stereographischen Diagrammen. - Konstruktion von Profilen aus Oberflächendaten; Prognosen zur Struktur des Untergrunds; Auswertung seismischer Profile. - Konzeption tektonischer Karten. 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Der Stoff der beiden Vorlesungen wird für das Praktikum vorausgesetzt. Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Experimentalphysik I: Klausur Experimentalphysik II: Klausur Praktikum Physik: Testierte Versuche sowie ein Kolloquium zu ausgewählten Versuchen am Ende des Praktikums 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Professoren der Physik (wechselt jährlich); Prof. J. Renner (Mechanik) Modul: Geländeübungen B.Sc. Geowissenschaften Aufwand: 300 h Kreditpunkte: 10 Angebot: jährlich Dauer: über das gesamte Studium Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte insgesamt 17 1 Lehrveranstaltungen: Es werden unterschiedliche Geländeveranstaltungen für Studierende der Bachelor-Studiengänge angeboten Folgende Geländeveranstaltungen sind Pflicht für B.Sc.-Studierende: -kleine Kartierung, 2 Qualifikationsziele Die Studierenden sollen die in Vorlesungen und Übungen erworbenen Kenntnisse im Gelände praktisch anwenden und somit die Funktionsweise des Systems Erde nachvollziehen können. Die erhobenen Werte und Schlussfolgerungen sollen schriftlich dokumentiert werden und zusammenfassend in Berichten dargestellt werden. Der Umgang mit Werkzeugen sowie Geräten zur Datenerfassung soll geübt werden. Lehrinhalte Benutzung von geologischen Karten im Gelände, Aufnahme von geologischen Profilen, Umgang mit Kompass, Makroskopische Gesteinbeschreibung im Gelände, Erstellung eigener geologischer Karten Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 3 4 5 6 7 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Keine Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Je nach Dauer und Umfang werden die Kreditpunkte vergeben Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Lehrende des Instituts für Geologie, Mineralogie und Geophysik Modul: Seminar B.Sc. Geowissenschaften Aufwand: 60 h Kreditpunkte: 2 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Kontaktzeit 1 SWS / 3 h 1 SWS / 15 h Selbststudium 27 h 15 h Kreditpunkte 1 1 1 Lehrveranstaltungen: Seminar I Seminar II 2 Qualifikationsziele Erstellung eines Posters sowie Präsentation eines Vortrags jeweils nach wissenschaftlichen Kriterien; Selbständiges Erarbeiten eines Themenbereiches; Literaturrecherche; Einordnung der verfügbaren Informationen, Diskussion mit Fachpublikum Lehrinhalte Gestaltung von Postern und Vorträgen (Power-Point), eigenständige Literaturrecherche, Vortragstechniken Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 3 4 5 6 7 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme keine Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Seminar I: Erstellung und Präsentation eines Posters auf wissenschaftlicher Basis Seminar II: ein 15-minütiger Vortrag mit Befragung; in der Regel zum Thema der Bachelor-Arbeit Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Alle Professoren und habilitierten Mitglieder des Instituts Modul: Petrologie B.Sc. Geowissenschaften 1 Aufwand: 360 h Lehrveranstaltungen: Geochemie und Mineralogie Vorlesung Übung Petrologie der metamorphen und magmatischen Gesteine Vorlesung Übung 2 3 4 5 6 7 Kreditpunkte: 12 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h Qualifikationsziele Einführung in die Entstehung (Prozesse der Gesteinsgenese) und Zusammensetzung magmatischer und metamorpher Gesteine, Interpretation von Gesteinen anhand physikalisch-chemischer Prinzipien. Lehrinhalte Überblick über die klassische Thermodynamik, reversible und irreversible Prozesse, der erste und zweite Hauptsatz der Thermodynamik, Konsequenzen des 2. Hauptsatzes: Gleichgewichtsbedingungen für unterschiedliche Wahl von Zustandsgrößen, Maxwellsche Beziehungen und deren Anwendung, Änderung der Temperatur bei Druckänderung unter adiabatischen Bedingungen (reversible und irreversible Prozesse); Berechnung von Phasengleichgewichten stöchiometrischer Minerale und anderer Substanzen; Phasenregel und Duhem'sches Theorem; Graphische Darstellung von Freie Energie-Zusammensetzungs Beziehungen, Standardzustand und Nichtidealität - nur eine kurze Einführung. Kinetik: Kurze Einführung in die chemische Reaktionskinetik, Diffusion, Ordnung in Mineralen, Entmischung, Phasenübergänge, Keimbildung und Kristallwachstum und ihre Bedeutung für verschiedene geologische Prozesse. Vorlesung: Magmatite: Einteilung nach Modus/Norm und chemischen Kriterien, geotektonische Umgebung der Schmelzbildung, primäre und differenzierte Magmen, kogenetische Magmenserien, geochemische und mineralogische Kriterien für die Rekonstruktion der Schmelzbildung und Differentiation von Magmen in Mantel und Kruste (Harker-Diagramme, kompatible/inkompatible Spurenelemente, Fraktionierungstrends in normierter Darstellung, Einschluss- und Reaktionsbeziehungen im Mikrogefüge), physikalisch-chemische Bedingungen für die Schmelzbildung im oberen Mantel, primäres Spektrum von Mantelschmelzen, Extraktion von Schmelzen, Differentiationsprozesse (fraktionierte Kristallisation, Kontamination, Magmenmischung), Magmatische Prozesse an mittelozeanischen Rücken, in ozeanischen Intraplattenbereichen, an Inselbögen und aktiven Kontinentalrändern sowie im kontinentalen Intraplattenbereich (Flutbasalte, K-reiche Vulkanite, Granitoide) Metamorphite: Einleitung und Definitionen; Impaktmetamorphose und endogene Metamorphose; Gliederung, Eigenschaften und steuernde Parameter der endogenen Metamorphosearten; Klassifikationsprinzipien metamorpher Gesteine: historische Entwicklung, Indexminerale und Barrow-Zonen, Tiefenstufen, Isograde i.w.S., das Faziesprinzip und Faziesserien, Feldgradienten und P-T-tPfade; phasenpetrologische Betrachtung: petrogenetische Netze, Eigenschaften petrologisch relevanter Reaktionen; chemographische Darstellungen; die wichtigsten Pauschalchemismen; Geothermometrie und Geobarometrie; das Wechselspiel "destruktiver" und "konstruktiver" Prozesse; ausgewählte Beispiele von Paragenese-Abfolgen in Metapeliten und Metabasiten bei der Regionalmetamorphose. Übung: Die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale der Magmatite und Metamorphite: Klassifikationsprizipien Chemische Zusammensetzung Strukturelle Aspekte; Physikalische Eigenschaften; Vorkommen in der Natur;Bildungsbedingungen Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Veranstaltungen der Module Grundlagen der Geowissenschaften I, Mathematik und Chemie Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Geochemie I: Klausur Petrologie der metam. u. magm. Gesteine: Klausur Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Dr. R. Dohmen, Dr. H.-P. Schertl Modul: Kristallographie B.Sc. Geowissenschaften 1 Aufwand: 360 h Lehrveranstaltungen: Kristallographie Vorlesung Übung Physikalisch-chemische Kristallographie Vorlesung Übung 2 3 4 5 6 7 Kreditpunkte: 12 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB Qualifikationsziele Einführung in kristallographischen Grundbegriffe: Symmetrielehre, Kristallchemie, Kristallphysik, Feststoffanalytik, phys.-chem. Kristallographie Lehrinhalte Die Veranstaltung führt in Theorie und Praxis der Symmetrielehre ein, erkärt darüber und über periodischen Eigenschaften der Elemente Aufbau und Eigenschaften von kristallinen Festkörpern. Weiterhin wird eine Einführung in die zerstörungsfreie Analyse des Aufbaus von kristallen vermittelt. Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Veranstaltungen der Module Grundlagen der Geowissenschaften I, Mathematik, Physik und Chemie Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Kristallographie: Klausur Physikalisch-chemische Kristallographie: Klausur Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Prof. H. Gies; Prof. J. Schreuer Modul: Geophysik B.Sc. Geowissenschaften B.A. Geowissenschaften 1 Aufwand: 360 h Lehrveranstaltungen: Einführung in die Geophysik Vorlesung Übung Explorationsgeophysik Vorlesung Übung Kreditpunkte: 12 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB 2 Qualifikationsziele 3 Lehrinhalte Vorlesung: Erde im Planetensystem Zeitliche Struktur der Erdentwicklung Radiometrische Datierung Erdbebengeographie, Makroseismik, erste Vorstellungen Herdparameter, Magnituden und Energie elastische Wellen Grundzüge der Reflexions- und Refraktionsseismik Geschwindigkeits-Tiefen-Profil Seismische Instrumente Das Schwerefeld der Erde Schwerepotential und Erdgestalt Schwereanomalien und ihre Interpretation Zusammenhang Dichte – Geschwindigkeit Übungen: Altersbestimmung von Gesteinen Bestimmung makroseismischer Parameter Energiefreisetzung durch Erdbeben Berechnung von Hypozentralentfernungen Bestimmung von Herdflächenlösungen Berechnungen von Wellengeschwindigkeiten Zeichnen eines Wadati-Diagramms und Bestimmung des vs/vp-Verhältnisses Berechnung von Laufzeitkurven Bestimmung von Wellengeschwindigkeiten und Schichtmächtigkeiten in der Refraktionsseismik Design eines seismischen Experiments Bestimmung von Reflektions- und Transmissionskoeffizienten Berechnung von Satellitenbahnen Bestimmung des Verlaufs der Bouguer-Anomalie Korrektur von Schwerewerten 4 5 6 7 Vorlesung: Zielobjekte der geophysikalischen Prospektion/Exploration Grundlagen der digitalen Datenaufzeichnung und -bearbeitung vom Seismogramm zum Untergrundmodell (Refraktionsseismik, Reflexionsseismik) spezielle seismische Verfahren (3D-Seismik, vertical seismic profiling) Potentialverfahren und ihre Grundlagen: Geoelektrik, Magnetik, Gravimetrie Bohrlochmessungen und Bohrlochstabilität Übungen: Erstellung und Bearbeitung von Beispieldatensätzen zum Teil mit Bezug auf das geophysikalische Geländepraktikum Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Veranstaltungen der Module Grundlagen der Geowissenschaften I, Mathematik und Physik Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Geophysik I: Klausur Geophyisk II: Klausur Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Prof. W. Friederich; Prof. J. Renner Modul: Angewandte Geologie B.Sc. Geowissenschaften 1 Lehrveranstaltungen: Hydrogeologie Vorlesung Übung Ingenieurgeologie Vorlesung Übung 2 3 Aufwand: 360 h Kreditpunkte: 12 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB Qualifikationsziele Beherrschung der ingenieurgeologischen Ansprache von Locker- und Festgesteinen und der Bestimmungsmethoden der mechanischen Eigenschaften von Gesteinen. Beherrschung hydrogeologischer Arbeitsweisen- und Methoden Lehrinhalte Vorlesung Allgemeines zur Hydrogeologie (Gliederung, Terminologie, Messgrößen) Auftreten unterirdischen Wassers (Bodenwasser, Grundwasser) Wasserbilanz (Dargebot, Nutzung, Gewinnung von Grundwasser) Grundwasserströmung Eigenschaften/Chemie wässriger Lösungen Hydrochemie unterirdischen Wassers Beobachtung, Probenahme, Analyse von Grundwasser Grundwasserschutz Übung Hydrogeologie - allgemein (Tischübung) Hydrogeologie - regional/Ruhrgebiet (Kartenübung) Wasserbilanz - Einzugsgebiet (Tischübung) Mineralisation wässriger Lösungen (Tischübung) Probenahme Grundwasser (Geländeübung) Analyse Trinkwasser (Laborübung) Grundwasserschutz (Geländeübung) Aufgaben und Methoden der Ingenieurgeologie, Zustandsform der Gesteine (Locker- und Festgestein): Korngrößenverteilung/Kluftkörpergrößen; Dichte; Wassergehalt (Konsistenz); Verwitterungsgrad; Kennwerte und deren Auswirkung auf mechanisches Verhalten, Verformbarkeit der Gesteine. Lockergestein (Porenwasserdruck, Konsolidation,), Festgestein (Elastizität, Plastizität, Maßstabseffekt) Festigkeit der Gesteine: Grundlagen, Bruchmechanismen, Lockergestein (Scherfestigkeit, Tragfähigkeit), Festgestein (Druck-, Zugfestigkeit, Trennflächeneinfluss). Übungen: Laborpraktikum zur Bestimmung boden- und felsmechanischer Kennwerte 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Veranstaltungen der Module Grundlagen der Geowissenschaften I und II, Physik und Chemie Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Hydrogeologie: Klausur Ingenieurgeologie: Klausur 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnoten mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Prof. S. Wohnlich; Prof. M. Alber Modul: Tektonik B.Sc. Geowissenschaften 1 Lehrveranstaltungen: Strukturgeologie Vorlesung Übung Tektonik Vorlesung Übung 2 3 Aufwand: 360 h Kreditpunkte: 12 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB Qualifikationsziele Grundzüge der globalen Tektonik, mechanisches Verhalten der Gesteine und strukturelle Entwicklung der Erdkruste bei Verformung in unterschiedlichen Zeit- und Raumskalen. Methoden der Analyse, Dokumentation und Interpretation tektonischer Strukturen und der Raumlage von Strukturelementen. Verfahren der Prognose des strukturellen Aufbaus im Untergrund. Lehrinhalte Vorlesung: - Überblick, Bedeutung der Tektonik innerhalb der Geowissenschaften, Begriffsbestimmungen und Motivation. - Das etablierte Konzept der Plattentektonik, kritisch beleuchtet, und die Struktur der Erdkruste. - Neotektonik, welche Prozesse sind in menschlichen Zeitskalen zu beobachten? (Informationen aus Seismologie, Geodäsie, Geomorphologie). - Raten tektonischer Prozesse. - Strukturgeologie, Konzepte zur Rekonstruktion von Verformungsprozessen in der geologischen Vergangenheit (Problem des Koordinatensystems, Verschiebung und strain, Indikatoren für Verschiebung, Verschiebungspfade und strain; Quantifizierung des strains). - Kräfte und Spannungen; Spannungstensor, Mohr´scher Kreis und Anwendung. - Materialverhalten unter Spannungen (Aufbau von Laborversuchen; elastisches, sprödes und duktil/plastisches Verhalten; Rolle der Randbedingungen Temperatur, Druck, strain-Rate). - Bruchfestigkeit und Reibung in der Oberkruste; Rolle des Porenfluiddrucks. - Entwicklung und Geometrie von Störungen in unterschiedlichen Stockwerken der Oberkruste; das Spannungsfeld und die drei Grundtypen von Störungen, Reaktivierung von Störungen. - Seismisches und aseismisches Verhalten an Störungen; Kleinstrukturen und Veränderungen der Gesteine in Störungen. - Elementare Verformungsmechanismen im tieferen Stockwerk der Erdkruste; Spröd-duktil und spröd-plastisch Übergang; Vorstellungen zur rheologischen Schichtung der Kruste. - Strukturentwicklung bei duktiler Verformung ursprünglich isotroper Gesteine (Schieferung, Streckung). - Strukturentwicklung bei duktiler Verformung inhomogener, lagig aufgebauter und anisotroper Gesteine - Progressive Verformung und Überlagerung von Verformungsakten; Rekonstruktion der tektonischen Entwicklung aus dem strukturellen Inventar. - Diskussion ausgewählter Strukturmuster im Krustenmaßstab und ihrer Entwicklung; Bezug zum plattentektonischen Rahmen. Übungen: - Behandlung von Raumdaten mit Hilfe der stereographischen Projektion; Konstruktion und Darstellung räumlicher Beziehungen. - Verschiebung und strain. Ermittlung von Verschiebungsbeträgen und finitem strain aus geologischen Strukturen. 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Veranstaltungen der Module Grundlagen der Geowissenschaften I und Physik Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Mechanik für Geowissenschaftler: Klausur Tektonik: Klausur 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Prof. C. Pascal; Prof. B. Stöckhert Modul: Sedimentologie/Paläontologie B.Sc. Geowissenschaften B.A. Geowissenschaften 1 Lehrveranstaltungen: Sedimentologie Vorlesung Übung Paläontologie Vorlesung Übung 2 3 Aufwand: 360 h Kreditpunkte: 12 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB 2 SWS / 30 h 2 SWS / 30 h 120 h (VL + ÜB) 6 VL + ÜB Qualifikationsziele Prozesse bei Transport und Ablagerung von ´Sedimenten, mit Bezug auf Topographie, Klima, Lebensraum, zeitliche Entwicklung. Interpretation räumlicher und zeitlicher Abfolgen. Entwicklung von Sedimenten zu Sedimentgesteinen und deren Eigenschaften. Interpretation von Merkmalen in Hinblick auf den Ablagerungsraum. Lehrinhalte Einführung in die Sedimentgeologie Methoden Sedimentgefüge Sedimentstrukturen Klassifikation der Sedimentgesteine (Konglomerate, Brekzien, Tonsteine, Sandsteine) Diagenese klastischer Sedimente Bildungsbereiche Kalksteine, Dolomite Evaporite, Cherts und kieselige Sedimente sedimentäre Phosphatgesteine sedimentäre Erze 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Veranstaltungen der Module Grundlagen der Geowissenschaften I, II Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Sedimentologie: Klausur Paläontologie: Klausur 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Prof. A. Immenhauser; Prof. J. Mutterlose Modul: Allgemeine Geologie B.Sc. Geowissenschaften 1 2 3 Aufwand: 120 h Kreditpunkte: 4 Angebot: jährlich Dauer: 1 Semester Lehrveranstaltungen: Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte Bodenkunde 2 SWS / 30 h 30 h 2 Erdgeschichte 2 SWS / 30 h 30 h 2 Qualifikationsziele In diesem Modul sollen die Studierenden zusätzliche Techniken und Fakten erlernen, die das bisher erworbenen Wissen in den Kontext der bisherigen Entwicklung der Erde stellen Lehrinhalte Mineralische und organische Bodenbestandteile Bodenorganismen und ihre Umsatzleistungen Bodenphysik und Wasserhaushalt Bodenchemie, Pufferprozesse, Redoxreaktionen Faktoren und Prozesse der Bodenentwicklung Typische Böden Mitteleuropas mit ihren Eigenschaften, Nutzungsmöglichkeiten Bodengefährdung, Bodenschutz, Bodensanierung Dokumente der erdgeschichtlichen Entwicklung Grundlagen der Stratigraphie (Lithostratigraphie, Biostratigraphie, Chronostratigraphie, Geochronologie, Zeitmessungen, seismische Stratigraphie, Sequenzstratigraphie, usw.) Grundlagen der Paläogeographie Entstehung der Erde und des Sonnensystems Entstehung der Erdkruste, der Hydrosphäre, Biosphäre und Atmosphäre Grundzüge der erdgeschichtlichen Entwicklung im Kontext plattentektonischer Großzyklen mit ausgesuchten Fallbeispielen Leitlinien der Entwicklung von Faunen und Floren Wichtige Lagerstättenbildungen im Laufe der erdgeschichtlichen Entwicklung Grundzüge der paläogeographischen Entwicklung unter Betonung von Mitteleuropa 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Veranstaltungen der Module Grundlagen der Geowissenschaften I und II sowie ausgesuchte Themenbereiche der im 2. Studienjahr gehalten Veranstaltungen Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Bodenkunde: Klausur Erdgeschichte: Klausur 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnoten mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Prof. B. Marschner; Jun.-Prof. O. Kwiecien Modul: Geowissenschaftliche Übungen B.Sc. Geowissenschaften 1 Aufwand: 150 h Kreditpunkte: 5 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Lehrveranstaltungen: Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte Auswerteverfahren/Fehlerrechnung 2 SWS / 30 h 30 h 2 4 SWS / 60 h 60 h 3 Polarisationsmikroskopie 2 3 Qualifikationsziele Den Studierenden wird eine Einführung in die geowissenschaftlichen Aufbereitungs- und Analyseverfahren gegeben, sie sollen am Ende des Kurses beurteilen können, welches Verfahren bei welcher Problemstellung angewendet werden kann. Besonderes Augenmerk wird auf die Polarisationsmikroskopie gelegt Lehrinhalte Kristalloptik, Aufbau des Polarisationsmikroskops, optische Eigenschaften gersteinsbildender Minerale, 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Veranstaltungen der Semester 1-4 Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Auswerteverfahren/Fehlerrechnung: Klausur Polarisationsmikroskopie: Klausur 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnoten mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende AuswertevefahrenProf. W. Friederich; Mikroskopie: Dr. R. Dohmen Modul: Praktika B.Sc. Geowissenschaften 1 2 3 Aufwand: 120 h Kreditpunkte: 4 Angebot: jährlich Dauer: 2 Semester Lehrveranstaltungen: Chemiepraktikum Kontaktzeit 2 SWS / 30 h Selbststudium 30 h Kreditpunkte 2 Bodenkunde 2 SWS / 30 h 30 h 2 Qualifikationsziele Den Studierenden sollen in diesem Modul einerseits das „Wissen“ über Verwitterungsprodukte vermittelt werden, die im Hauptfach nur sehr vereinzelt vermittelt wird. Weiterhin soll die Möglichkeit geboten werden, die im Gelände erhaltenen (GPS-)Daten mit modernen Methoden weiter zu verarbeiten. Lehrinhalte Chemiepraktikum: die Student/innen sollen - die Grundlagen der chemischen Laborarbeit erlernen (richtiger und sicherer Umgang mit Chemikalien, Handhabung wichtiger Arbeitsgeräte, Anwendung wichtiger Grundtechniken) , - den in der Vorlesung und in den begleitenden Übungen erarbeiteten Stoff in selbständig durchgeführten Experimenten anwenden und vertiefen. - erlernen, selbständig Entscheidungen über das richtige Vorgehen bei komplexen Analyseversuchen zu treffen, - das Erstellen von wissenschaftlichen Versuchsprotokollen erlernen. Physikpraktikum Themen: Abhängig von der jeweiligen Fachrichtung werden die Themengebiete "Mechanik", "Wärme", "Optik", "Elektrizitätslehre", "Atomphysik" und "Statistik" angeboten. Die möglichen Versuchsthemen werden im Praktikumsbereich durch Aushang bekannt gegeben. Lehrinhalte: Pflichtveranstaltung: Seminar (S1) "Bestimmung von Momentangeschwindigkeiten" und "Strahlenschutzunterweisung" 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Keine Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Chemiepraktikum: Berichte mit Klausur Physikpraktium: Berichte 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnoten mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Prof.,A. Devi; Mitaebeiter des Instituts für GMG; Dr. D. Meyer (Physik) Modul: Wahlpflichtmodul I B.Sc. Geowissenschaften 1 2 3 Aufwand: 330 h Kreditpunkte: 11 Angebot: jährlich Dauer: 1 Semester Lehrveranstaltungen: Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte Diverse Lehrveranstaltungen: je nach Studienschwerpunkt werden Empfehlungen gegeben (siehe Studienordnung) Richtet sich nach Veranstaltung Richtet sich nach Veranstaltung Richten sich nach Veranstaltung Qualifikationsziele Den Studierenden sollen, je nach Neigung, in diesen Modulen Fakten und Fertigkeiten vermittelt werden, die einerseits zum Übergang in das Berufsleben ermöglichen und andererseits auf die Arbeitsweisen in einer im Master-Bereich zu wählenden Vertiefungsrichtung vorbereiten. Die beiden Module beziehen sich auf das 5. bzw. 6. Semester. Lehrinhalte Richten sich nach den gewählten Veranstaltungen 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Richten sich nach Veranstaltung Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Richtet sich nach Veranstaltung 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich anteilig aus den beiden Teilnoten der Lehrveranstaltungen, wobei die Teilnote mit den Kreditpunkten gewichtet werden. Hauptamtliche Lehrende Alle Lehrenden des Instituts Modul: Bachelor-Arbeit B.Sc. Geowissenschaften 1 2 3 Aufwand: 300 h Kreditpunkte: 10 Angebot: jederzeit ab 5. Fachsemester Dauer: 40 Tage Lehrveranstaltungen: Kontaktzeit Selbststudium Kreditpunkte entfällt ca. 100 h ca. 200 h 10 Qualifikationsziele: Selbständige Lösung einer geowissenschaftlichen Problemstellung in Hinblick auf Fragestellung, Methodenauswahl, Planung eines Arbeitsablaufes, Erhebung von Daten, deren Auswertung und Interpretation. Die gesamte Arbeit soll schriftlich dokumentiert und präsentiert werden, Lehrinhalte 4 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Geowissenschaften B.Sc. 5 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Richten sich nach Thema Vergabe von Kreditpunkten, Prüfungen Abgabe der gedruckten Version der Bachelor-Arbeit 6 7 Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich aus dem Mittelwert beider Gutachten der Bachelor-Arbeit. Hauptamtliche Lehrende Alle Professoren und habilitierten Mitglieder des Instituts
