Naturschutz | 1

Naturschutz Ausbildung

Thema:

Geologie

7.1.4 Geologie | 2010

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GeologieGeologie1. Definition von Geologie 2. Exogene Prozesse3. Endogene Prozesse4. Plattentektonik5. Erdgeschichte – Abriss6. Gesteinsarten7. Variscische Gebirgsbildung8. Entstehung der Alpen9. Bayern

7.1.4 Geologie - Gliederung | 2010

Gliederung

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Definition- Geologie: „Lehre von der Entstehung, Beschaffenheit und Entwicklung der Erde und des Lebens“

• Die Geologie beschäftigt sich mit der Entstehung der Erde.

• Ausgangspunkt ist der schalenförmige Aufbau in Erdkruste, Mantel und Kern.

• Erforscht werden Landschaftsformen an der Oberfläche und im Erdinnern und die dafür verantwortlichen Prozesse.

7.1.4 Geologie - Definition Geologie | 2010

Definition

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• Sie formen die Oberfläche durch Aktivität von Wasser, Eis, Wind und Klima.

• Am Anfang steht die Gesteinsverwitterung, angestoßen durch Niederschlag, Temperaturschwankungen, und chemische Reaktionen.

• Teilprozesse sind Abtragung (Erosion), Transport und Ablagerung. Sie bilden Sedimente und Landschaftsformen (z.B. Täler, Schutthalden, Moränen).

7.1.4 Geologie - Exogene Prozesse | 2010

Exogene Prozesse („ von außen“)

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• Sie finden vorwiegend im Erdinneren statt, wie z.B.:

• Plutonismus, d.h. Bildung, Bewegung und Erstarren von Gesteinsschmelzen oder Magma (in 5-20 km Tiefe)

• Vulkanismus, d.h. Bewegung und Erstarren von Gesteinsschmelzen oder Lava an der Erdoberfläche

• Wichtige Begriffe: Plutonite, Vulkanite, Vulkanausbrüche

7.1.4 Geologie - Endogene Prozesse | 2010

Endogene Prozesse ( „von innen“)

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Beispiele für endogene Prozesse

7.1.4 Geologie - Endogene Prozesse | 2010

Endogene Prozesse

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• Die Erdkruste gliedert sich in sieben bewegliche Platten.

• Sie grenzen an ozeanischen Rücken und tektonischen Bruchzonen aneinander.

Plattentektonik

7.1.4 Geologie - Plattentektonik | 2010

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Folgende Prozesse treten auf:

• Aufdringen von Lava • Kontinentverschiebung• Abtauchen von Kontinentplatten (Subduktion) • Einengung und Auftürmen von Krustenmaterial• Aufschmelzen und Entstehung neuer Magma

Folgende Formen entstehen:

• Vulkane und Erdbeben (z.B. Kalifornien, Andenvulkane)• Gebirge (z.B. Anden, Himalaya, Alpen) • Neue Inseln (z.B. Hawaii, Island)

Plattentektonik

7.1.4 Geologie - Plattentektonik | 2010

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Ozeanische und Kontinentale Platten können:

Kollision kontinentaler Platten Ozeanische Platte schiebt sich

unter kontinentale Platte

Ozeanische Platten driften

auseinander (2 bis 15 cm pro Jahr)

Auseinanderdriften

und Gräben bilden(Divergenz)

Aneinander vorbeigleiten,

Erdbeben verursachend(Transform-Störung)

Zusammenstoßen

und abtauchen (Konvergenz)

Plattentektonik - Bewegungsarten

7.1.4 Geologie - Plattentektonik | 2010

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• Vor ca. einer Milliarde Jahren waren fast alle Landmassen der Erde im riesigen Urkontinent „Rodinia“verbunden.

• Dieser brach vor 750 Millionen Jahren auseinander. Ursache waren Bewegungen und Vorgänge der Plattentektonik.

Plattentektonik - Urkontinente

7.1.4 Geologie - Plattentektonik | 2010

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Historisch gesehen beginnt Geologie vor ca. 4,5 Mrd. Jahren mit der Bildung von fester Erdkruste.

Seit ca. 3,8 Mrd. Jahren sind Bakterien nachweisbar.

Archaikum (Erdfrühzeit)

Erdgeschichte

7.1.4 Geologie - Erdgeschichte | 2010

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Im Erdaltertum hat sich der Sauerstoffgehalt durch erste Pflanzen auf 2% erhöht und eine schützende Ozonschicht entstand.Der erste Landgang von Meereslebewesen wurde möglich.

Erdaltertum

Erdgeschichte

7.1.4 Geologie - Erdgeschichte | 2010

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Jura und Kreide

• Seit ca. 210 Mio. Jahren lebten Dinosaurier auf der Erde.• Im subtropischen Klima wuchsen bis

zu 50m hohe Wälder aus Farnen und Schachtelhalmen.

• Vor ca. 65 Mio. Jahren starben die Saurier und viele andere Tier- und Pflanzenarten plötzlich aus.

• Ursache war vermutlich ein gewaltiger Meteoriten-Einschlag.

Erdgeschichte

7.1.4 Geologie - Erdgeschichte | 2010

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• Seit 65 Mio. Jahren konnten sich die Säugetiere entwickeln und stark verbreiten.

• Das Klima schwankte stark zwischen Tropen-Wüsten- und Mittelmeerklima.

• Die Palmengrenze reichte bis nach Grönland.

• Im Alpenvorland entstanden in tropischen Sümpfen die Pechkohlen zwischen Peißenberg und Miesbach.

Tertiär (Erdneuzeit)

Erdgeschichte

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• Vor ca. 14,5 Mio. Jahren schlug über der Schwäbisch-Fränkischen Alb ein Meteorit ein.

• Der Ries-Krater um Nördlingen entstand.

Tertiär

Erdgeschichte

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• Ab ca. 2 Mio. Jahren führte eine weltweite Abkühlung zu großflächiger Vereisung (z.B. in Nordamerika, Eurasien, Antarktika).

• Kaltzeiten (Gletschervorstoß) wechselten mehrfach mit Warmzeiten (Gletscherrückzug).

• Höhlenbär, Wollnashorn, Elch und Mammut waren typisch.

• Die Entwicklung des Menschen prägte diese Zeit: Abspaltung Affe- Mensch (Homo Erectus)

• Das Eiszeitalter/Pleistozän endete ca. vor 10.000 Jahren.

Pleistozän (Eiszeiten)

Erdgeschichte

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• Zwischen 50.000 und 10.000 Jahren fand die letzte Eiszeit (Würm- Eiszeit) statt.

• Massenhaft starben alle Arten von Großsäugern mit mehr als 1000kg Gewicht aus.

• Betroffen waren auch 80% aller Tierarten mit 100 bis 1000kg Körpergewicht.

• Verschont davon blieben die nichtvereisten Kontinente (z.B. Afrika, südliches Asien).

Pleistozäne

Würm-Eiszeit

Erdgeschichte

7.1.4 Geologie - Erdgeschichte | 2010

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• Seit 10.000 Jahren schreiben wir die jüngste Epoche der Erdneuzeit, das Holozän.

• Der heutige Mensch, seine Kulturstufen und Lebensformen entwickeln sich ebenso wie viele neue Arten von Säugetieren.

Quartär - Holozän

5 Ma - 2 Ma - 200 ta – 10 ta -

Erdgeschichte

7.1.4 Geologie - Erdgeschichte | 2010

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• Gneis

• Schiefer

• Granit

• Basalt

• Marmor

• Kalkstein

• Gips

• Steinsalz

Gesteinsarten

7.1.4 Geologie - Gesteinsarten | 2010

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Metamorphite (Umwandlungsgesteine) Gneis, Schiefer, Marmor, Quarzit

Metamorphe Gesteine entstehen aus älteren Gesteinen beliebigen Typs durch Metamorphose, das heißt durch Umwandlung unter hohem Druck, hoher Temperatur und gegebenenfalls durch chemischen Stoffaustausch im festen Zustand. Weiträumige Metamorphose von Gesteinen findet meist in großer Tiefe statt, lokale Transformationen können aber auch nahe der Erdoberfläche auftreten, zum Beispiel an Stellen, wo sich hohe Spannungen aufgebaut haben.

Gesteinsarten - Einteilung der Gesteine

7.1.4 Geologie - Gesteinsarten | 2010

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Magmatite ( Erstarrungsgesteine ) Plutonite ( Tiefengesteine )

Granit, Diorit Vulkanite ( Ergussgesteine )

Basalt, Tuff

Plutonite, oder Tiefengesteine, sind Gesteine, die in großer Tiefe durch die Kristallisation von Magmen entstehen. Sie bilden sich bei hohen Temperaturen und hohen Drücken. Plutonite kühlen in den unterirdischen Kammern, sogenannten Plutonen, wesentlich langsamer ab, als an die Erdoberfläche dringendes Magma (Lava), woraus wiederum Vulkanite entstehen.

7.1.4 Geologie - Gesteinsarten | 2010

Gesteinsarten - Einteilung der Gesteine

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Sedimentite ( Ablagerungsgesteine )

Mechanische Sedimentgesteine• unverfestigt

Kies, Sand, Ton, Moränen, Löss• verfestigt

Konglomerat, Sandstein, Löss Chemische Sedimentgesteine

• unverfestigtKalkschlamm, Kalktuff

• verfestigtKalkstein, Travertin

• fest abgelagertKalksinter, Steinsalz, Gips, Kalisalze

Biologische SedimentgesteineTorf, Kohle, Erdöl, Bernstein, Asphalt, Korallenkalk, Schwammkalk

Gesteinsarten

7.1.4 Geologie - Gesteinsarten | 2010

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Unsere Mittelgebirge - Variscische Gebirgsbildung

Höhe ca. 400m – 1456m üNN

Variscische Gebirgsbildung

7.1.4 Geologie - Variscische Gebirgsbildung | 2010

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Als Grundgebirge bezeichnet man in Bayern Gesteine des ehemaligen „Variscischen Gebirges“. Entstanden ist es im Devon, aus den Erdkrustenfragmenten Avalonia und Armorica, Resten von Rodinia und den damaligen Kontinenten Baltica und Laurentia.

Vor 400 - 280 Mio. Jahren (im Erdaltertum = Paläozoikum)Kollision von Kontinenten und –teilen

Diese kollidierten und schoben ein gewaltiges Faltengebirge auf.

Variscische Gebirgsbildung

7.1.4 Geologie - Variscische Gebirgsbildung | 2010

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Erdaltertum (545 – 251 Mio Jahre)Hebung zum Faltengebirge (= endogene Kräfte)Bruchtektonik (Beginn Pfahlbildung)gleichzeitig Erosion (= exogene Kräfte)Berge bis zu 8000 m Höhe entstehenErdmittelalter (251 – 65 Mio Jahre): Erosion zum Gebirgsrumpf unter tropisch/subtropischem Klima.

Der Großkontinent Pangäa fügt sich zusammen und das Land beginnt abzusinken, das Faltengebirge wird eingeebnet

Variscische Gebirgsbildung

7.1.4 Geologie - Variscische Gebirgsbildung | 2010

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Das neugebildete variscische Gebirge wird abgetragen und eingeebnet. Teile der Landmasse senken sich ab, die Tethys beginnt diese Senke (Gebiete des heutigen Süd-&Mitteleuropa und der Ostalpen) zu überfluten.Die Kontinente Baltica und Laurentia kollidierten. Der warme Tethys Ozean dringt nach NW vor.

Vor 300 Mio. Jahren (im Perm)Der Tethys Ozean entsteht

Während der Eiszeiten trocknete das Tethys-Meer (verbunden mit dem Pazifik) völlig aus. Später wurde es vom Atlantik geflutet ( Meerenge von Gibraltar).

Variscische Gebirgsbildung

7.1.4 Geologie - Variscische Gebirgsbildung | 2010

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Das Klima ist warm, es erscheinen Reptilien und Muscheln.Das Zeitalter der Saurier beginnt. Die ersten Säugetiere tauchen auf. Schachtelhalme und Farne entwickeln sich.Zeitweise ist die Verdunstung größer als die Niederschläge, durch Austrocknung entstehen bedeutende Salzlagerstätten.

Die Auffaltung der Alpen beginnt.

Vor 250 - 211 Mio. Jahren(im Trias) Pangäa zerbricht

Variscische Gebirgsbildung

7.1.4 Geologie - Variscische Gebirgsbildung | 2010

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Die Saurier sterben aus Die Auffaltung der Alpen erreicht ihren Höhepunkt

Vor 65 Mio. Jahren (Erdneuzeit)Bruchschollengebirge entstehen

Hebung und Bruchtektonik durch Auswirkungen der Alpenbildung: Horste, Gräben, Bruchlinien gleichzeitig Erosion und Akkumulation durch Flüsse und Gletscher

Unsere Mittelgebirge bilden sich:Bayerischer Wald, Fichtelgebirge,Rhön, Spessart, Harz, Hunsrück,Eifel und Schwarzwald

Variscische Gebirgsbildung

7.1.4 Geologie - Variscische Gebirgsbildung | 2010

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schrieb der römische Historiker Titus Livius.

Weisshorn, Dent Blanche, Matterhorn und Monte-Rosa Massiv

Entstehung der Alpen

7.1.4 Geologie - Entstehung der Alpen | 2010

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Vor ca. 250 Mio. Jahren begann im Bereich des heutigenMittelmeeres, im sog. Tethys-Meer, die Ablagerung mächtiger

Sedimente.

In diesem subtropischen Meer wurden viele Gesteineunserer Nördlichen Kalkalpen gebildet, z.B.:

• Korallen- und Riffkalke im Flachwasser• Dolomite in Lagunen• Ton- und Mergelsteine in tieferen

Meeresbereichen• Sandsteine z.B. im Bereich von Flussdeltas

Entstehung der Alpen

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Vor ca. 90 Mio. Jahren driftete dann die Afrikanische Platte (ca. 2-6cm/Jahr) in Richtung Eurasische Platte.

Raumeinengung und Abtauchen der spezifisch schwereren Afrika-Platte (Granit, Gneis) unter die Eurasische Platte führten zur ersten Gebirgsbildung (z.T. untermeerisch).

Tethys-Meer

Nun wurden die marinen Sedimente vom Meeresboden abgeschürft und als alpine Decken bis zu 200km nach Norden transportiert.

Entstehung der Alpen

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Erst ab 65 Mio. Jahren wurden die aufgetürmten Meeressedimente zu Gesteinspaketen gestapelt, z.T. vermischt und gefaltet.

Entlang von Verwerfungszonen wurden Gesteinsserien getrennt, nicht zusammengehörige Gesteine kamen auch nebeneinander zu liegen. So entstanden tektonische Einheiten, die unsere Alpen heute in verschiedene Gebirgsgruppen gliedern:

Mehrere Hebungsphasen führten zum Falten- und Deckengebirge.

Im Pleistozän formten die Gletscher, im Holozän die Schmelzwässer sowie die neu entstandenen Flüsse (z.B. Ur-Inn, Ur-Loisach) die Alpen zum Hochgebirge.

Entstehung der Alpen

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Die Alpen wachsen um 0,5 bis 1mm pro Jahr. Um die selbe Höhe tragen Verwitterung und Erosion die Alpen jährlich wieder ab.

Zum Vergleich:Die Fingernägel des Menschen wachsen 2 bis 6 cm im Jahr.

Entstehung der Alpen

7.1.4 Geologie - Entstehung der Alpen | 2010

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Die heutige Struktur der Alpen und des Alpenvorlandes ist durch endogene Prozesse (Faltung, Einengung, Hebung) und exogene Prozesse (Erosion, Verwitterung, Gletscherschliff) entstanden.

Entstehung der Alpen

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Die heutigen Geländeformen und Seen des Alpenvorlandes sind bei Gletschervorstößen in den pleistozänen Eiszeiten entstanden, die weit ins Vorland reichten.Gletscherausdehnun

g

Entstehung der Alpen

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Glaziale Schürftätigkeit der Vorlandgletscher (z.B. Inn-Gletscher) bedingte eine massive Verformung der Oberfläche. Nach Abschmelzen entstanden Zungenbeckenseen (z.B. Starnberger See, Chiemsee).

Moore (Filze, Moose) entstanden nach Rückzug der Gletscher in verlandeten Schmelzwasserseen. Unter Luftabschluss entstand Torf.

Entstehung der Alpen

7.1.4 Geologie - Entstehung der Alpen | 2010

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Aus verlandeten Seen entstehen Moore

Niedermoore werden von Grundwasser oder Bächen und Flüssen gespeist.

Hochmoore haben keine Verbindung zu Gewässern. Das Wasser stammt ausschließlich vom Niederschlag

Entstehung der Alpen

7.1.4 Geologie - Entstehung der Alpen | 2010

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Wichtige Gesteine sind Plutonite wie z.B.

Granite.Ebenso häufig sind Umwandlungsgesteine

oder Metamorphite wie

Gneise, Schiefer und Marmor.

Vorkommen:• Zentral- und

Westalpen • Oberpfälzer Wald• und Bayerischer Wald

Bayern

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Die Nördlichen Kalkalpen werden überwiegend von Kalksedimenten gebildet, die in Form von Decken vorliegen:

z.B. Inntal Decke, Lechtal Decke, Allgäu Decke

Bayern

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• Wettersteinkalk, Dachsteinkalk, alpiner Muschelkalk (Flachwasserkalke)

• Partnachschichten und Hauptdolomit (Lagunenbildungen) • Sandreiche Raibler Schichten • Mächtige Riffe aus Korallen- und Schwammkalken wie z.B.

Wendelstein, Zugspitze, Hoher Göll, Kampenwand oder Plankenstein.

Wichtige alpine Gesteine der Kalkalpen

Bayern

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Man kann Bayern in vier tektonisch-geologische Einheiten unterteilen.

•Alpen•Molassebecken•Böhmische Masse•Fränkisches ..Schichtstufenland

Bayern

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• Der Aufbau unserer Berge zeigt Decken- und Faltenstrukturen.

• Vorlandmolasse, Faltenmolasse, Flysch (Rutschsedimente im Ozean) und Kalkalpine Decken sind geologisch-tektonische Einheiten.

• Wettersteinkalk, Hauptdolomit, Dachsteinkalk, alpiner Muschelkalk, Partnachschichten, Riffkalke und Raiblerschichten sind alpine Gesteine.

Südbayern, Alpen: Geologischer Nord-Süd-Schnitt

Bayern

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Völlig andere Gesteine sind typisch und oft wesentlich älter:• Trias: Muschelkalk, Gips, Keuperschichten• Jura und Kreidezeit: Juragesteine und Kreide z.B. Präkambrium: Gneise, Glimmerschiefer,

Diabas,Wunsiedler Marmor = Metamorphite

z. B. Präkambrium: Basalt, Granite und Diorite = Magmatite

• Weiter südlich die bunt gemischten Auswurfmassen des Ries Kraters

Nordbayern: Geologischer West- Ost-Schnitt

Bayern

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Das Gebiet zwischen Watzmann und Bodensee gegliedert sich in:• Ungefaltete Vorlandmolasse (Alpenvorland)• Subalpine Faltenmolasse (Alpenvorland)• Helvetikum - Flysch (Bergland)• Kalkalpin (Hochgebirge, Kalkalpen)

Alpen, Alpenvorland: Gliederung von Nord nach Süd

Bayern

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• Subalpine Faltenmolasse (Alpenvorland)• Helvetikum (Übergang zum

Vorland)• Flysch (Bergland)• Kalkalpin (Hochgebirge, Kalkalpen)

Alpen und Alpenvorland von Nord nach Süd

Zugspitze:Wettersteinkalk auf Hauptdolomit

Vorgebirge:Rutschgefährdete Flyschschichten

Bayern

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Karstlandschaften Karstgebiete entstehen in löslichen Gesteinen (z.B. Gips, Kalkstein). Die Lösung geschieht durch aggressive Kohlensäure. Diese entsteht aus der Verbindung von Kohlendioxid aus der Luft, und

Wasser.

Die Gesteinsoberflächen werden durch ablaufendes Regen- und Schmelzwasser angelöst, zerfurcht und

abgetragen.

In Rinnen = Karren versickert oder fließt Wasser in den Untergrund.

Es entstehen Gänge und Hohlräume. Sie erweitern sich zu Höhlen mit unterirdischen Wassersystemen.

Folge: Es gibt kaum mehr Oberflächenabfluss (Flüsse, Bäche)

Bayern

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Danke für die Aufmerksamkeit

7.1.4 Geologie | 2010

Naturschutz | 547.1.4 Geologie | 2010

Präsentation: Geologie © 2010 Bergwacht Bayern

Konzept, Inhalt: Arbeitskreis Naturschutz der Bergwacht-Region Hochland

Ausarbeitung: Klaus Bachmann (BW Wolfratshausen) Georg Schober (BW Krün)

Layout: Georg Schober jun.

1. Auflage: 2010