Was ist Geologie?

Geologie ist eine äusserst faszinierende Naturwissenschaft, welche sich mit grundlegenden Fragen der Entwicklung der Erde und den damit verbundenen Faktoren und Prozessen auseinander setzt. Geologie ist eine hochaktuelle und interdisziplinäre Naturwissenschaft, die Erkenntnissen und Methoden anderer Naturwissenschaften, insbesondere der Chemie, Physik und Biologie sowie der Mathematik nutzt um unsere Erde zu erforschen. Die Geologie befasst sich mit verschiedenen Zeitskalen, die von der Bildung der Erde über das Entstehen des Lebens bis zum Auftauchen des Menschen und zur Gegenwart reichen. Die Geologie beschäftigt sich aber auch mit der Erde in der Zukunft, da die Kenntnisse der wichtigen geologischen Prozesse auch Vorhersagen über kommenden Entwicklungen erlauben.

Die Geologie befasst sich mit wichtigen Fragen wie etwa:

• Wie entstand die Erde und was war und ist ihre Entwicklung mit der Zeit? Wie werden der Aufbau und die Dynamik der Erde durch äussere und innere Prozesse kontinuierlich verändert? Was sind deren Einflüsse auf unseren Lebensraum auf der Erdkruste?
   
• Was sind die Stoffkreisläufe unserer Erde und wie werden sie durch Interaktionen zwischen Geosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre und Biosphäre kontrolliert? Wie hat dich das Klima im Laufe der Erdgeschichte verändert? Was ist der Einfluss von uns Menschen auf diese Kreisläufe und wohin führt uns das?
   
• Welche Ressourcen (Wasser, Energieträger, Metalle, Nichtmetalle) stellen uns geologische Prozesse zur Verfügung, wo finden wir die Ressourcen, wie sichern wir Ihre Gewinnung und wie nutzen wir sie nachhaltig und umweltbewusst?
   

Geologie spielt eine wesentliche und zukunftsweisende Rolle in Fragestellung der Energienutzung von nicht erneuerbaren Energien (Erdöl, Erdgas, Nuklearenergie) und der immer wichtiger werdenden Anwendung von erneuerbaren Energien (Wasserkraft, Geothermie). Die damit verbundenen Konsequenzen bezüglich Klimawandels und die Problematik der sichern Lagerung von radioaktiven Abfällen gehören in den Themenbereich der Geologie.

Was sind die Zeiträume geologischer Prozesse, wie erkennen und erfassen wir sie? Wie wirken sie sich auf uns aus? Hierbei müssen äusserst langlebige Prozesse die über Jahrmillionen andauern (Plattentektonik, Gebirgsbildung) erkannt und mit für die hoch entwickelte und global vernetze Zivilbevölkerung einschneidenden Kurzzeitereignissen verknüpft werden. Naturgefahren, wie etwa Bergstürze, Hangrutschungen, Murgänge aber auch Erdbeben, Tsunamis und Vulkanausbrüche bilden hier zentrale Themenbereiche die Geologen erforschen.

Was verrät uns ein Gestein?

Der Geologe kartiert im Gelände die genaue Position von Felsschichten und Lockergesteinen. Anschliessend beschäftigt er sich mit der Frage, weshalb nun diese Schichten so und nicht anders an dieser Stelle vorkommen. Dazu misst er die geometrische Lage der Schichten, erstellt geologische Profile und bringt die Schichten in Korrelation zueinander. Bohrungen und seismische Profile helfen weiter für die Prognose zum Verlauf der Schichten. Aus dem Gesamtbild all dieser Untersuchungen entstehen schlussendlich Modelle wie die Gesteinsschichten im Untergrund verlaufen. Für den Tunnelbau sind diese Informationen unerlässlich. Trotzdem gibt es keine Garantie: In der Geologie ist es ähnlich wie mit den Wetterprognosen, sie kann nie hundertprozentig vorausgesagt werden. Grundsätzlich gilt: Je detaillierter die Untersuchungen vorgenommen werden können, umso grösser ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Prognosen bestätigen.

Vom Mikrometerbereich zum Kilometerbereich!

Weitere Auskünfte liefert dem Geologen die mineralogische Zusammensetzung. Sie zeigt, welchen Bedingungen die Gesteine während der Alpenfaltung ausgesetzt waren. Bei Temperaturen von 200°C bilden sich nicht die gleichen Kristalle wie bei 800°C. Andererseits spielt die Tiefe eine Rolle, in welche das Gestein während einer Gebirgsbildung versenkt wurde. Dazu studieren Geologen die Gesteine unter dem Mikroskop oder mit der Mikrosonde. Andererseits bringen chemische Analysen weitere Hinweise an den Tag.

Während dem Studium erkunden die Geologen Gebiete mit geologischen Karten, Hammer und Lupe. So erhalten sie Einsicht in die grossräumigen Phänomene. Gutes Beobachten und präzises Beschreiben ist hier gefragt. Andererseits lernen angehende Geologen mit analytischen Methoden zusätzliche Kenntnisse aus Handstücken zu erlangen.

Modelle – Mittel zur Erkenntnis!

Der moderne Geologe arbeitet heute mit unzähligen technischen Methoden. Im Gelände wird ein Phänomen beobachtet. Anschliessend stellt sich die Frage: Warum ist dies so? Oder wie verändert sich ein Gestein, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern? Dies ist die aktuelle Frage bei der Lagerung von Abfällen jeglicher Art. Was geschieht, wenn Stoffe aus den Abfällen freigesetzt werden? Wie werden diese Stoffe weitertransportiert? Wie schnell findet der Transport statt?

Solche Fragen sollen mit Experimenten und numerischen Modellen beantwortet werden. Beide werden mit Beispielen in der Natur verglichen. Stimmen die Beobachtungen nicht überein, müssen die Modelle überdacht und angepasst werden.