Tatort Plattengrenze 2015 - Themen · PDF fileFossile Überreste von Flora & Fauna...

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  • Tatort Plattengrenze 2015 - Themen

    5. NovemberTrailerEinfhrungEntstehung der Erde

    12. November *Geologische ZeitrumePlattentektonikPlatten und Plattengrenzen

    19. Novemberkonstruktive Plattengrenzendestruktive Plattengrenzenkonservative Plattengrenzen

    26. NovemberPlattenrundgangTatort: Nepal 2015Tatort: Izmir 1999

    3. DezemberAlles ber ErdbebenMagnitudeIntensitten

    10. DezemberBerhmte FlleSan FranciscoTohoku

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    * im Bernoullianum Hrsaal 223

    + Nachtrag

  • von 4.5 Ga bis heute

  • Entstehung ...

    supernova ~ 4.5 Ga

    big bang ~13.7 Ga

    500

    Precambrian

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    3500

    4000

    4500 Hadean

    Archean

    Proterozoic

    Phanerozoic

    ... des Universums

    ... der Erde

    1 a 1 Jahr1 Ma 106 Jahre1 Ga 109 Jahre

    1 a ~ 3107 s30 Megasekunden

    Geologische Zeitrume

    1. Atmosphre

    heutige3. Atmosphre

  • Hadaikum ~4.5 bis ~4.0 Ga

    "Leben erscheint"Phanerozoikum500

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    3500

    4000

    4500 Hadaikum

    Archaikum

    Proterozoikum

    Prk

    ambr

    ium

    "vor dem Leben"

    (phaners)= sichtbar (zon)= Lebewesen (prteros)= vorherig

  • Hadaikum: lteste Gesteine - lteste Mineralien

    Mondgestein (4.47 Ga)

    Acasta Gneiss (4.03 Ga) NW Territories, Canada

    Zirkon in Sandkorn, West Australien (4.35 Ga)

    Alter des Minerals(=Alter magmatisches Ereignis)

    Alter des Sedimentgesteins

    Alter der Deformation

    ltestes

    jngstes

    Aufpassen bei Altersangaben:

    en.wikipedia.org/wiki/Oldest_dated_rocks

  • Entwicklung der Atmosphre

    4.58 Ga - Uratmosphre (Akkretion):

    4.5 Ga - 1. Atmosphre (Entgasung Vulkanismus):

    Entfernung durch Aufheizung, Sonnenwind, geringe Anziehung

    de.wikipedia.org/wiki/Entwicklung_der_Erdatmosphre

    Wasserstoff H2Helium HeMethan CH4

    Ammoniak NH3Edelgase

    Wasserstoff H2Kohlenmonoxid COHelium HeMethan CH4Ammoniak NH3

    Wasserdampf H2O (80%)Kohlendioxid CO2 (10%)Schwefelwasserstoff H2S (5-7%)Stickstoff N2

    3.4 Ga - 2. Atmosphre (Lsung von C in Ozeanen):

    Stickstoff N2 Sauerstoffstoff O2 (80%)Ozon O3

    Stickstoff N2 Kohlendioxid CO2 Wasserdampf

    ab 3.5 Ga - 3. Atmosphre (Photosyntese):

    542 Ma0.5 Ga

  • Archaikum: Entwicklung von Stromatolithen

    Frheste Lebensform ~3.5 Ga: Cyanobacteria

  • Sauerstoffgehalt in der Erdatmosphre

    Ga

    Proterozoikum

    Kontinentalbildung100%

    0%

    % S

    auer

    stof

    f in

    der

    Atm

    osph

    re

    Phanero-zoikum

    frheste Mehrzeller

    542 Ma0.5 Ga

    frheste Photosynthese ?frheste Eukaryoten ?

    Archaikum

  • Banded Iron Formation (BIF) - Bndererz

    Banded iron formation, Karijini National Park, Western Australia, Wiki

    Hornstein

    Hmatit

    Iron Range, Michigan

  • Phanerozoikum500

    1000

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    4000

    4500 Hadaikum

    Archaikum

    Proterozoikum

    Prk

    ambr

    ium

    Phanerozoikum

    Gabonionten Gabonionten(2008 entdeckt)"Leben erscheint"jetzt: 2.1 Ga !

    Ediacara Fauna(1958 entdeckt)"Leben erscheint"neu: 580 - 600 Ma

    Phanerozoikum:"Leben erscheint"ursprnglich 542 Ma

    ... wird sukkzesive lter

  • Frhes Phanerozoikum (Palozoikum)

    Trilobiten, Nautiliden

    Riesenlibelle (Meganeura)

    (Flgel Spannweite bis zu 1m)

    Phanerozoikum500

    1000

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    3000

    3500

    4000

    4500 Hadaikum

    Archaikum

    Proterozoikum

    Prk

    ambr

    ium

    www.steinkern.de

  • Spt - Proterozoikum: Ediacara FaunaDickinsonia

    Rekonstruktion: Opabinia

    Phanerozoikum500

    1000

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    2000

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    3000

    3500

    4000

    4500 Hadaikum

    Archaikum

    Proterozoikum

    Prk

    ambr

    ium

    1933 in Australien entdeckt1958 richtig interpretiert

  • Proterozoikum 2.1 Ga: Gabonionta

    2008 in Gabun entdeckt

    Phanerozoikum500

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    3500

    4000

    4500 Hadaikum

    Archaikum

    Proterozoikum

    Prk

    ambr

    ium

    Proterozoikum

  • 1 Jahr entspricht 4.5 Ga

    Mitte Mrz: ltestes Gestein - ltestes LebenAnfang Mai: Einzeller, Leben im WasserEnde Juli: erste VielzellerEnde Nov.: Landpflanzen, -tiereMitte Dez.: Dinosauriere31.12. abend: Menschen-hnliche Wesen31.12. 23:59:45Rmisches Reich (dauert 5 s ...)31.12. 23:59:57Kolumbus entdeckt Amerika31.12. 23:59:59 James Hutton - moderne Geologie

    (1 s entspricht 150 a)

    Palozoikum

    Phanerozoikum500

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    3500

    4000

    4500

    Kainozoikum

    Mesozoikum

    Hadaikum

    Archaikum

    Proterozoikum

    Dezember

    November

    Oktober

    September

    August

    Juli

    Juni

    Mai

    April

    Mrz

    Februar

    Januar

    Prk

    ambr

    ium

    on

    542 Ma

    65.5 Ma

    251 Ma

    ra (Zeitalter)

    Zeitraffer

  • Erdwissenschaften vor der Plattentektonik

  • Unser Sonnensystem

    Claudius Ptolemus~100 - 175

    geozentrisches Weltbild

    Tycho Brahe1546 - 1601

    Nicolaus Copernicus1473 - 1543

    "So lenkt die Sonne, gleichsam auf kniglichem Thron sitzend, in der Tat die sie umkreisende Familie der Gestirne. Auch wird die Erde keineswegs der Dienste des Mondes beraubt [].Indessen empfngt die Erde von der Sonne und wird mit jhrlicher Frucht gesegnet."DeRevolutionibus Orbium Coelestium

    heliozentrisches Weltbild

  • Kopernikus: Kreisbahnen - ungenaue BahnberechnungKepler: Elliptische Bahnen - genaue BahnberechnungGallilei: Beobachtungen - durch Kepler erklrbar

    die Kopernikanische Wende

    Johannes Kepler1571 - 1630

    Gallileo Gallilei1564 - 1642

    Tycho Brahe1546 - 1601

    DeRevolutionibus Orbium Coelestium

    Nicolaus Copernicus1473 - 1543

    Tycho Brahe (noch Geozentriker): dennoch genaue Bahnberechnung

  • Anfnge der geologischen Wissenschaften

    Baron Georges Lopold Chrtien Frdric Dagobert

    Cuvier (1769-1832)

    Katastrophen- (Kataklysmen-) theorie: Oberflchenformationen sind durch Katastrophen (z.B. Sintflut) entstanden

  • Entdeckung des Ablagerungsprozesses

    Nikolaus Steno(1638-1686)

    "von unten nach oben" = "von alt nach jung"Superpositionsprinzip: unten (= Liegendes) ist lteroben (= Hangendes) ist jnger

    Plate XI.

    FFigure 20 shows the hills and valleys produced there by the breaking of the upper sandy strata.

    Figure 21 shows a portion of the lower strata in the new beds destroyed, while the upper strata remain unbroken.

    Figure 22 shows new strata, made by the sea, in the valleys.

    Figure 23 shows the mountains and valleys caused by the break- ing of the upper strata.

    Figure 24 shows the huge cavities eaten out by the force of fires or waters while the upper strata remained unbroken.

    Figure 25 shows the vertical section of Tuscany at the time when the rocky strata were still whole and parallel to the horizon.

    "De solido intra solidum" (1669)

  • erste Altersabschtzungen

    William Thomson, 1st Baron Kelvin of Largs

    (1824 - 1907)

    Annahmen: Temperaturzunahme mit Tiefe: 1F / 50 feet (20C / km) (aus Messung)Anfangstemperatur: 7000 F (3900C) (geschmolzenes Gestein)eingesetzt in Fourier-Gleichung: Erdalter 100 Ma

    Jean Baptiste Joseph Fourier (1768 - 1830)

  • Aktualismus - (engl. uniformitarianism)

    "Theory of the Earth" (1785)"... we find no vestige of a beginning, no prospect of an end..."

    Jedburgh UnconformityJames Hutton(1726 - 1797)

  • Aktualismus - (engl. uniformitarianism)

    "The Principles of Geology" (1830)"... the present is the key to the past..." Charles Lyell

    (1797 - 1875)Physikalische, chemische, biologische Gesetzmssigkeiten, die heute gltig sind, waren auch in der Vergangenheit gltig

  • Geosynklinal - Theorie

    James Dwight Dana(1813 - 1895)

    James Hall(1811 - 1898)

    Phasen der Gebirgsbildung:1. Bildung eines Troges -

    Ablagerung von Sedimenten2. Zusammenschub - Faltung3. Hebung und Erosion

    "It [the geosynclinal theory] constitutes a greatprobably one of the greatestunifying principles in geologic science."(Knopf, A., 1948)

  • das zhe Leben der Geosynklinale

    internet2009

    Aber...."The trouble with geosynclines is like the Trouble with Harry [A. Hitchcock 1955]; they are dead."(Dietz, R.S., 1965)

    "It [the geosynclinal theory] constitutes a greatprobably one of the greatestunifying principles in geologic science."(Knopf, A., 1948)

    1955

  • Problem mit der horizontalen Verkrzung

    Albert Heim(1849 - 1937)

    Geologie der Hochalpen zwischen Reuss und Rhein.(Albert Heim, 1891)

    Glarner Hauptberschiebung als Doppelfalte

  • Abstecher Geophysik

  • Uran - Blei Datierung Alter der Erde

    Otto Hahn (1879 - 1968)

    Alter (Ga)

    MethodeMaterial

    1930 1.5 - 3 Uran BleiGestein Otto Hahn

    1953 4.55 Blei-IsotopenMeteorit Clair Patterson

    Clair Patterson(1922 - 1995)

    Radioaktiven Zerfall von Uran

    Pb/U Isotopenverhltnisse

  • Seismologie Schalenbau der Erde

    Inge Lehmann(1888 - 1993)

    Beno Gutenberg(1889 - 1960)

    Mantel

    usserer K