- Erdwissenschaft
-
Die Geowissenschaften (von griechisch Γεω geo zu gē „Erde“; Erdwissenschaften) umfassen die Wissenschaften, die sich mit der Erde beschäftigen und gehören damit zu den Naturwissenschaften. Den Geowissenschaften werden vor allem folgende Hauptfächer zugeordnet:
- Geodäsie und Geoinformatik
- Geographie (Geografie) und Kartografie
- Geophysik, Glaziologie und Meteorologie
- Geologie, Paläontologie, Mineralogie und Petrografie
- Hydrologie und Ozeanografie.
Überwiegend werden den Geowissenschaften zugeordnet:
- Bodenkunde oder Pedologie (auch zur Biologie gehörig),
- Fernerkundung und Photogrammetrie (oft als Teil der Geodäsie betrachtet),
- Geotechnik und Bodenmechanik (siehe auch Bauwesen),
- Limnologie (siehe Hydrologie bzw. Biologie),
- Kristallografie (siehe auch Mineralogie und Festkörperphysik),
- Umweltbeobachtung (siehe auch Meteorologie, Emissions- und Umweltschutz).
Die Geowissenschaften verwenden die Kenntnisse und Methoden der Basiswissenschaften Physik, Mathematik, Chemie und Biologie.
Inhaltsverzeichnis
Interdisziplinär, umweltrelevant und wirtschaftsbezogen
Da die Geowissenschaften sehr interdisziplinär und fächerübergreifend arbeiten, gibt es viele spezielle Disziplinen, die eine hohe Umweltrelevanz besitzen, wie die Angewandte Geologie im weiteren Sinne, die Ingenieurgeologie, Hydrogeologie und Hydrologie, Geochemie (etwa als mikrobielle Geochemie), Geoökologie und Geostatistik, sowie Geothermie, Meteorologie und Klimatologie.
Die Geowissenschaften haben eine tragende Rolle für die Rohstoff- und Energieversorgung unserer Welt. Die Suche (Exploration) nach Ressourcen wie Trinkwasser, Kohlenwasserstoffen (Erdöl, Erdgas, Kohle), Metallen und Nichtmetallen (Steine und Erden), nach Massenrohstoffen wie Kies, Bausand, Ziegelton, Kalk, Zement etc., aber auch nach Kernenergierohstoffen (Uran) und Erdwärme werden durch Geowissenschafter projektiert und realisiert. Die Gewinnung dieser Rohstoffe fällt jedoch eher in den Bereich der Ingenieurwissenschaften, besonders des Bergbaus.
Die angewandten Geowissenschaften wiederum sind bei vielen Bauvorhaben wichtig (Gründung von Bauwerken, Erdbau, Grundbau, Fels- und Tunnelbau). Auch die Raumplanung und der Umweltschutz bis hin zur Abfallwirtschaft (Deponien) benötigen geowissenschaftliche Kenntnisse, die in Geoinformationssystemen gesammelt und verarbeitet werden. Mit Methoden der Geotechnik werden Befestigungs- und Überwachungsaufgaben durchgeführt, mit Geotextilien Böschungen oder Deponien stabilisiert.
Die Abgrenzung bzw. die Definition des Begriffs „Geowissenschaften” ist nicht eindeutig, wofür das Fach Geographie ein Beispiel ist. Die oben angeführten „harten” Themen sind auch Bestandteil der „Physiogeographie”. Andererseits gibt es die Untergruppe der „Humangeographie” mit zahlreichen Bezügen zu zwar raumbezogenen, nicht aber per se „erd”-bezogenen Themen, wie bei der Wirtschafts- und der Sozialgeographie. Doch auch dieser vermeintliche Widerspruch verliert mit zunehmenden Eingriffen des Menschen in das System der Geosphäre an Bedeutung.
Die einzelnen Wissenszweige
- Astrogeodäsie
- Die Astrogeodäsie ist ein Fachgebiet zwischen Astrometrie und Geodäsie, das Kenntnisse, Mittel und Methoden der Astronomie für Vermessungsaufgaben einsetzt (siehe auch Geodäsie).
- Bodenkunde
- Die Bodenkunde (Pedologie) ist jene Wissenschaft, die sich mit der Entstehung, der Entwicklung, den Bestandteilen und einer Klassifizierung von Böden befasst. Böden entstehen durch physikalische und chemische Verwitterung aus festem Gestein.
- Fernerkundung
- Interdisziplinäres Instrument zur Datenbeschaffung durch Luftbildaufnahmen und Fernerkundungssatelliten für fast alle der hier aufgeführten Bereiche.
- Photogrammetrie
- bedeutet die Rekonstruktion der dreidimensionalen Form von Gegenständen (hier insbesondere die Erd- oder Geländeoberfläche) aus Abbildungen (z. B. der perspektivischen Abbildung einer Fotografie).
- Geochemie
- Die Geochemie befasst sich mit dem stofflichen Aufbau und der Verteilung von Elementen und Isotopen in der Erde, auf anderen Planeten und im Weltraum (Kosmochemie). Außerdem erforscht sie die Gesetzmäßigkeiten von Stofftransport und Materiekreisläufen in Mineralen und Gesteinen und der gesamten Erde.
- Geodäsie
- Die Geodäsie oder Vermessungskunde befasst sich mit der Bestimmung der Gestalt und des Schwerefeldes der Erde, ihrer Abbildung in Karten und Plänen sowie der Vermessung und Beschreibung des Geländes und der Gegenstände bzw. Sachverhalte an der Erdoberfläche. Teilbereiche der Geodäsie sind die Erdmessung, die Landesvermessung, die Kartografie, die Fotogrammetrie, die Grundstücks- und Katastervermessung sowie die Bau- und Ingenieurvermessung.
- Geographie
- Die Geographie erfasst, beschreibt und erklärt die Geosphäre in integrativer Form, sowie deren Wechselwirkung mit dem Menschen. Sie erforscht die Beziehung zwischen Mensch und Umwelt im Erdraum. Die beiden großen Teilgebiete der Geographie sind die Physiogeographie und die Humangeographie.
- Geoinformatik
- Die Geoinformatik setzt sich mit dem Wesen und der Funktion der Geoinformation, mit ihrer Bereitstellung in Form von Geodaten und mit den darauf aufbauenden Anwendungen auseinander. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse münden in die Technologie der Geo-Informationssysteme (GIS). Allen Anwendungen der Geoinformatik gemeinsam ist der Raumbezug.
- Geologie
- Die Geologie untersucht den Aufbau des Planeten Erde, vor allem die Gesteine in der Erdkruste. Das wichtigste Prinzip der Geologie ist der Aktualismus. Anfang der 1960er erlebte die Wissenschaft einen sprunghaften Fortschritt durch die allgemeine Akzeptanz der Theorie der Plattentektonik. Schwesterwissenschaften der Geologie sind die Paläontologie und die historische Geologie. Siehe auch: Geschichte der Geologie
- Geophysik
- Die Geophysik ist ein Zweig sowohl der Geowissenschaften als auch der Physik und verwendet physikalische Prinzipien zur Erforschung der Erde. Teilgebiete der Geophysik sind Seismik, Seismologie, Gravimetrie, Geoelektrik, Geothermik, Isotopengeophysik, Geomagnetik und Bohrlochgeophysik. Die Geophysik untersucht auch die Eigenschaften des erdnahen Raums und den Konnex mit der Meteorologie. Meist werden Hydrologie und Ozeanografie zu ihr gezählt; gemeinsam mit ihnen und der Geodäsie bildet sie die internat.Union der IUGG.
- Geomorphologie
- Die Geomorphologie oder Landformenkunde ist ein Teilgebiet der Geologie und Geografie. Sie untersucht die heute auf der Erdoberfläche vorkommenden Landschaftsformen. Das schließt deren Klassifikation, Beschreibung, Eigenheiten, Ursprünge, Entwicklung und den Zusammenhang zu den unterlagernden geologischen Strukturen und ihrer Erosion ein.
- Geotechnik
- ist ein Oberbegriff für die Disziplinen im Bauingenieurwesen, welche sich mit der Gründung von Bauwerken im Untergrund befassen.
- Geothermie
- Die Geothermie versucht die innere Wärme des Erdkörpers für die Energiegewinnung nutzbar zu machen.
- Hydrologie
- Die Hydrologie ist die Wissenschaft vom Wasser, von seinen Eigenschaften und seinen Erscheinungsformen auf und unter der Landoberfläche.
- Ingenieurgeologie
- Die Ingenieur- oder Baugeologie ist der angewandte Zweig der Geologie, der den Untergrund im Sinne des Bauingenieurwesens untersucht. Sie befasst sich z.B. mit der Standfestigkeit der Gründung von Bauwerken, auch mit der Erdbebensicherheit. Bei der Beseitigung und Vermeidung von Umweltschäden (Mülldeponien, Endlager) spielt sie ebenfalls eine Rolle.
- Kartografie
- Die Kartografie ist die Wissenschaft, Kunst und Technik der Erstellung von Karten zur planen Darstellung der Erdoberfläche mit all ihren Aspekten der Topografie, Tektonik, Bio- und Geologie, der Territorial- und Infrastruktur, der Siedlungs-, Sozial- und Wirtschaftsgeografie, der Politik und Geschichte. Sie stützt sich auf Primärdaten insbesondere der Geodäsie und Fernerkundung.
- Kristallografie
- Die Kristallografie ist eine Materialwissenschaft und beschäftigt sich mit den physikalischen Eigenschaften von Kristallen.
- Limnologie
- Die Limnologie ist die Wissenschaft von den Binnengewässern als Ökosystemen, deren Struktur, Stoff- und Energiehaushalt sie erforscht.
- Meteorologie
- Die Meteorologie (Wetterkunde) ist die Wissenschaft von den atmosphärischen Erscheinungen.
- Mineralogie
- Die Mineralogie beschäftigt sich mit der Zusammensetzung und Klassifikation der Minerale, ihrem Vorkommen und ihrer technischen und wirtschaftlichen Verwendung.
- Ozeanografie
- Die Ozeanographie untersucht Stoff- und Energiekreisläufe in den Weltmeeren. In der Planktologie findet sich ein Bindeglied zu den Biowissenschaften.
- Paläoklimatologie
- Die Paläoklimatologie versucht anhand verschiedener Daten aus Klimaarchiven die unterschiedlichen klimatischen Verhältnisse in der Vergangenheit zu klären und daraus wiederum Rückschlüsse auf die klimatische Zukunft der Erde zu ziehen.
- Paläontologie
- Die Paläontologie ist die Wissenschaft des vergangenen Lebens, die sich mit den fossilen Zeugnissen vorzeitlicher Pflanzen (Paläobotanik) und Tiere (Paläozoologie) beschäftigt. Neben überlieferten Körperfossilien wie etwa Schalen, Zähne oder Knochen zählen Spurenfossilien wie Fraß- und Weidespuren, Grabgänge sowie einzelne Teile von Lebewesen (Meist sind bei Pflanzen nur Blätter, Stämme oder Wurzeln überliefert), versteinerter Kot (Koprolithen) und chemisch veränderte Überreste zu den Fossilien.
- Petrologie und Petrografie
- zwei Disziplinen, die feste Gesteine zum Untersuchungsgegenstand haben. Die Petrografie nimmt dabei eine mehr beschreibende Rolle ein. Die Petrologie wird aufgrund der Unterschiede bei der Entstehung von Gesteinen in drei Untergebiete eingeteilt: Petrologie magmatischer, metamorpher und sedimentärer Gesteine.
- Petrophysik
- Die Petrophysik befasst sich mit der Bestimmung von phykalischen Eigenschaften von Gesteinsproben. Sie hat besondere Bedeutung erlangt bei der Bewertung von Speichergesteinen für Erdöl und Erdgas.
- Stratigraphie
- Sie ist ein Zweig der Geologie und versucht, Gesteine hinsichtlich ihres Entstehungsalters chronologisch in der geologischen Zeitskala einzuordnen. Je nachdem auf welche Merkmale eines Gesteins sich die Stratigraphie stützt unterscheidet man: Fossil- oder Biostratigraphie, Lithostratigraphie, Magnetostratigraphie und Sequenzstratigraphie.
- Tektonik
- Die Tektonik ist einerseits die Lehre vom gegenwärtigen Bau der Erdkruste z.B. „die Tektonik der Alpen”, andererseits von den Bewegungen und Kräften, die für den gegenwärtigen Zustand verantwortlich sind (siehe Erdkrustenbewegung und Plattentektonik).
- Vulkanologie
- Der Gegenstand der Vulkanologie sind die vulkanischen Phänomene der Erde.
- Wirtschaftsgeologie
- Die Wirtschaftsgeologie oder Lagerstättengeologie benutzt bei der Suche nach ökonomisch wertvollen Rohstoffen (Exploration) neben klassischen geologischen Techniken, wie Kartierung und Probennahme im Gelände, auch Methoden der Geochemie, Geophysik und Fernerkundung. Zur Klärung der Genese von Lagerstätten sind besonders die Vorstellungen über den Fluss von unterirdischen, mineralisierenden Lösungen (Fluide) wichtig. Die Lagerstättenlehre nutzt bei der Aufsuchung und Ausbeutung von Erzlagerstätten v.a. Erkenntnisse der Tektonik und Strukturgeologie. Bei der Suche nach fossilen Brennstoffen, sowie nach nichtmetallischen Rohstoffen, benötigt man auch Kenntnisse der Paläontologie (besonders Mikrofossilien) und Sedimentologie.
Siehe auch: Liste geowissenschaftlicher Themen
Studiengänge
Deutschland
In den letzten Jahren sind an vielen deutschen Universitäten die Studiengänge Geologie, Geophysik und Mineralogie zum Studiengang "Geowissenschaften" fusioniert. Die Studiengänge Meteorologie, Geographie, Hydrologie, Geoökologie, Geotechnik, Geodäsie, Kartographie und Geoinformatik konnten hingegen meist ihre Eigenständigkeit erhalten. Geowissenschaftliche Studiengänge können in Deutschland an nahezu allen Universitäten studiert werden.
Österreich
In Österreich können Geowissenschaften an folgenden Universitäten studiert werden:
* Geologie * Geographie * Geoinformatik
* Geo- und Atmosphärenwissenschaften (Bachelor) / Erdwissenschaften (Master) * Geographie und Wirtschaftskunde
- TU Graz & Karl-Franzens-Universität Graz im Rahmen von NAWI Graz [3], [4]
* Erdwissenschaften * Geographie (nur an der KFU Graz) * Geomatics Engineering (Bachelor) / Geomatics Science (Master) (nur an der TU Graz) * Geo-Spatial Technologies (Master)
* Angewandte Geowissenschaften * Natural Ressources
* Erdwissenschaften * Geographie * Geographie und Wirtschaftskunde * Meteorologie * Paläobiologie (Master) * Raumforschung und Raumordnung (Master)
* Landschaftsplanung und Landschaftsarchitektur * Umwelt- und Bioresourcenmanagement (Master) * Wasserwirtschaft und Umwelt (Master) * Mountain Risk Engineering (Master) * Natural Resources Management and Ecological Engineering (Master)
Bekannte Geowissenschafter
- Georgius Agricola
- Walter Christaller
- Stephen Jay Gould
- Arthur Holmes
- Carl Friedrich Gauß
- Alexander von Humboldt
- James Hutton
- Charles Lyell
- Georg von Neumayer
- William Smith
- Nicolaus Steno alias Nils Stensen
- Alfred Wegener
- Abraham Gottlob Werner
- Carl Troll
Weitere Literatur
- Hans Murawski, Wilhelm Meyer: Geologisches Wörterbuch. Heidelberg: Spektrum, 2004. ISBN 978-3-8274-1445-8
- Adolf Watznauer (1978): Wörterbuch Geowissenschaften (englisch-deutsch), Verlag Harri Deutsch, Thun und Frankfurt am Main, ISBN 3-87144-139-2.
Siehe auch
Portal: Geowissenschaften – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Geowissenschaften
- Geologische Bundesanstalt (Österreich)
- Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (Deutschland)
Weblinks
- GEO-LEO - Virtuelle Fachbibliothek Geowissenschaften, Geographie, Bergbau, Thematische Karten
- Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler e.V.
- Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR Hannover)
- Forum rund um die Geowissenschaften
- Planet Erde ein Portal des Bundesministerium für Bildung und Forschung zum Thema Geowissenschaften
Wikimedia Foundation.
