Geologie, Wissenschaft von der Entstehung und Entwicklung und Veränderung der Erde, von ihrem strukturellen Aufbau, der Herkunft und stoffl. Zusammensetzung ihrer Gesteinschichten (Petrologie) und ihrer Bewohner in erdgeschichtlicher Zeit (Paläontologie als Hilfswissenschaft der Geologie). Die Geologie analysiert und beschreibt die anhaltend formenden Prozesse der Erde und erforscht u. a. die Gründe und Wirkungen von Erdbeben und Vulkanismus. Im Rahmen der Geowissenschaften arbeitet die Geologie mit den anderen Geowissenschaftszweigen eng zusammen; zur Ozeanologie ergeben sich im Zusammenhang mit der geolog. Erforschung der Meeresböden starke Bezüge. Die Geologie gliedert sich in die Fachbereiche der historischen Geologie, der dynamischen Geologie mit endogener und exogener Dynamik, in regionale Geologie und die angewandte Geologie.
Entwicklungslinien der Geologie
Die moderne Geologie ging aus der anfangs rein beschreibenden Geognosie und Oryktognosie hervor. Der Begriff »Geologie« wurde Ende des 18. Jh. von dem schweiz. Geologen Jean André de Luc eingeführt. Bis dahin hatte man sich auf die bloße Sammlung, Ordnung, Benennung und Katalogisierung von Fossilien, Gesteinen und Mineralien beschränkt. Mit de Luc begann die Wandlung der Erdwissenschaft von der musealen Liebhaberei an interessanten Naturalien aus der Gesteinswelt zur modernen Forschung. Man begann Fragen nach den Entstehungsbedingungen und den Entwicklungen der Erde und ihrer Gesteine und den Ursachen für die beobachteten Veränderungen zu stellen und zu diskutieren.
Als Begründer der Geologie als Wissenschaft gilt James Hutton (1727–1797). Er beschäftigte sich mit geologischer Chronologie und entwickelte den Aktualismus demnach alle geolog. Erscheinungen durch lang anhaltende, fortlaufende Prozesse gebildet wurden und dass die durch sie verursachten Veränderungen auch heute noch beobachtbar sind. Damit trat er der damals vorherrschenden Theorie des Katastrophismus entgegen. Die Erklärung des Aktualitätsprinzips lieferten die umfangreichen Studien Karl Ernst Adolf von Hoffs. Sein fünfbändiges Werk »Geschichte der natürlichen Veränderungen der Erdoberfläche« erschien 1822–1841. Erst Charles Lyells Werk »Principles of geology«, 1830–1833 in drei Bänden erschienen, konnte dem Aktualismus zum Durchbruch verhelfen.
Ein weiterer Zeitgenosse J. A. de Luc‘s war der Mineraloge Abraham Gottlob Werner (1749–1817). Werner, Dozent und Professor für Mineralogie an der Bergakademie Freiberg (Sachsen) hielt erstmals viel beachtete Vorlesungen über »Geognosie« in welchen er ein geschlossenen geolog. Lehr- und Weltbild darstellte. Die Geognosie wurde damit zu einer der Vorläuferwissenschaften der Geologie. Werner vertrat u. a. die Ansicht, dass alle Gesteine als Sedimente eines Urozeans ausgefallen sind Neptunismus.
Werners Schüler Leopold von Buch vertrat im 19. Jh. eine gegensätzliche Ansicht und wandte sich der seinerzeit konkurrierenden These, der »plutonistischen Schule« zu, die die Entstehung der Gesteine allein magmatischen Prozessen zuschrieb. Generell war zu dieser Zeit die Frage nach der vulkanischen oder sedimentären Entstehung der Erstarrungsgesteine, besonders der Basalte und Granite, sehr strittig (s. -> Basaltstreit). Buch gilt als der Begründer der Stratigraphie. Aufbauend auf den Erkenntnissen William Smiths hat er auch an der Formulierung der Altersbestimmung durch Leitfossilien mitgewirkt.
Vor dem Hintergrund der anhaltenden Diskussionen um die Entstehung der Arten des Tier- und Pflanzenreichs stand auch in der Geologie die Frage zur Diskussion ob die Veränderungen der Erde auf einzelne, einschneidende Revolutionen im Sinne von Katastrophen zurückzuführen seien oder ob man sich diese Veränderungen als kontinuierliche Entwicklung (Evolution) vorzustellen hätte. Der frz. Naturforscher und anerkannte Paläontologe Georges Cuvier hatte sich eindeutig für die These der Revolutionen ausgesprochen. Erst durch das 1859 erschienene und Epoche machende Werk Charles Darwins »Über die Entstehung der Arten durch natürliche Zuchtwahl« erfolgte auch in der Geologie der Umschwung zum Evolutionsgedanken obwohl viele angesichts rezenter Erdbeben und Vulkanausbrüche lange an der Katastrophentheorie festhielten.
Zu Beginn des 20. Jh. trat an die Seite der biogenen Evolution der Kreislaufgedanke für die unbelebte Materie. Wissenschaftler wie Karl Erich Andrée, Hans Cloos und Hermann Schmidt haben diese Kreisläufe dargestellt (Abtragung, Verwitterung (Erosion) -> Transport -> Ablagerung, Sedimentation -> Verfestigung und Diagenese -> Senkung, Faltung, Metamorphose -> Hebung bzw. -> Gesteinsaufschmelzungsprozesse Anatexis -> Schmelzaufstieg (Magma) und anschließender -> Erstarrungsprozess).
Historische Geologie
Die historische Geologie beschäftigt sich mit der Erdgeschichte und mit den Verhältnissen und Prozessen die während der verschiedenen Erdzeitalter von Anbeginn vor ca. 4,5 Mrd. J. bis heute geherrscht haben bzw. abgelaufen sind. Enge Verbindungslinien bestehen zur Paläontologie der Lehre von den Lebewesen vergangener Erdzeitalter wie sie (Tiere und Pflanzen) in den Sedimentgesteinen als Fossilien vorgefunden werden. Bei der Untersuchung der Gesteinsformationen, Schichten und Sedimente ermittelt sie auch an Hand von versteinerten sog. Leitfossilien die relativen und absoluten Daten ihrer Entstehung und Aufeinanderfolge (Stratigraphie). Dabei werden Verfahren der Chronologie, der Altersbestimmung und der Datierung eingesetzt.
Die Paläogeographie versucht in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit den anderen Geowissenschaften die geografischen Gegebenheiten der Erde und ihre Veränderungen durch die verschiedenen Erdzeitalter hindurch zu bestimmen und erforscht die Prozesse der Bildung von Kontinenten, der Verteilung von Land und Wasser auf der Erde, der permanenten Kontinentaldrift und Plattentektonik etc. sowie deren Ursachen die zum wechselvollen Erscheinungsbild der Erde durch die Erdgeschichte beigetragen haben.
Dynamische Geologie
Die dynamische Geologie, auch allgemeine oder physikalische Geologie genannt, befasst sich 1. mit exogener Dynamik also mit geolog. Vorgängen auf der Erdoberfläche im Bereich der Lufthülle und den Wasserkreisläufen der Erde, deren Bewegungsantrieb hauptsächlich von der Sonneneinstrahlung, von außen (exogen), gespeist wird (Verwitterung, Bodenbildung, Erosion, Transport und besonders der Sedimentation; auch noch der Diagenese und 2. mit endogener Dynamik, den geolog. Prozessen deren Antrieb aus dem Erdinneren (endogen) erfolgt (Senkungen und Faltungen der Erdkruste, Metamorphose der Gesteine, der Gesteinsschmelze (Anatexis), der Tektonik, auch Plattentektonik, mit Vulkanologie, dem Vulkanismus, Plutonismus und den Gebirgsbildungsprozessen, der Orogenese.
Regionale Geologie
In der regionalen Geologie werden die geologischen Verhältnisse bestimmter geografischer Räume und Regionen dargestellt und kartiert. In Deutschland ist dies die Aufgabe der geologischen Landesämter und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Hannover (Leitmotiv der Bundesanstalt: »Verbesserung der Lebensbedingungen durch nachhaltige Nutzung der Geopotenziale«). Die Institutionen beraten Regierungen und Verwaltungen, die Wirtschaft und die Wissenschaft wenn im Vorfeld zu treffender Entscheidungen geologische Fragestellungen aufgeworfen werden und abzuklären sind.
Angewandte Geologie
Geologische Untersuchungen werden in verschienen Zusammenhängen angestellt und eine Reihe von Teilgebieten der angewandten Geologie ist mit speziellen Aufgaben befasst. Zu nennen ist hier besonders die Ingenieurgeologie oder Geotechnik die sich mit Bodenuntersuchungen im Hoch- und Tiefbau (Analysen des Baugrundes, Feststellung der Erdbebensicherheit), dem Bergbau, dem Wasserbau und der Wasserversorgung sowie bei der Vorbereitung von Einrichtungen zur Nutzung geothermischer Energie beschäftigt. Auch bei der Exploration von abbauwürdigen Bodenschätzen und Lagerstätten für Kohle, Erdöl, Erdgas und Erzen kommt der Erkundung und Untersuchung von Gesteinen, Böden und Erd- und Gesteinsschichten eine wichtige Rolle zu. Ergebnisse von Schürfungen und Bohrungen werden dabei chemisch, physikalisch und tektonisch analysiert.
Darüber hinaus sind Experten für »angewandte Geologie« im Zusammenhang mit dem Umwelt- und Katastrophenschutz (Vermeidung von Boden- und Gewässerverschmutzung, Sicherheit von Mülldeponien und Endlagerstätten, z. B. für radioaktiven Abfall, Untergrundabdichtungen, Hochwasserschutz, Schutz vor Erdrutschen etc.), dem Tunnelbau und der Vorhersage von Naturkatastrophen wie Erdbeben und Vulkanausbrüchen beschäftigt.
Literatur
- Wunderlich, Hans-Georg: Einführung in die Geologie - I Exogene Dynamik, B.I.-Hochschultaschenbücher Band 340, Mannheim 1968, ISBN 3-411-00340-5
- Wunderlich, Hans-Georg: Einführung in die Geologie - II Endogene Dynamik, B.I.-Hochschultaschenbücher Band 341/341a, Mannheim 1968