03. Anorganische Ausgangsmaterialien Pedogenese Minerale und Gesteine PDF

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01. Was versteht man unter „primären“ Bestandteilen von Böden? Erläutern Sie diesen Begriff für die anorganischen (mineralischen) und organischen Komponenten. Rückseite Primäre Bestandteile des Bodens sind ererbte Stoffe, d.h. sie sind noch nicht erheblich in ihrer Ausgangszusammensetzung verändert, nur zerkleinert.  Primäre Organische Substatnz ist die Streu Zerkleinerte Biomasse  Primäre mineralische Substanz sind z.B. Sandkörner Mechanisch zerkleinertes Gestein 02. Erklären Sie die Begriffe „Mineral“ und „Gestein“, erläutern Sie den definitorischen Unterschied.       

Rückseite Minerale: Bestandteile der Erdkruste chemisch und physikalisch homogen auskristallisiert (in Ionengittern angeordnet) Minerale haben eine chemische Formel Gesteine: natürliche Bildungen der Erdkruste aus Mineralen, Bruchstücken von Mineralen oder Gesteinen, Organismenresten und Gemische von Mineralen Gesteine haben keine chemische Formel.

03. Erklären Sie den Unterschied zwischen einem „amorphen“ Mineral und einem „kristallisierten“.  

Rückseite Kristalisiert: Geordnetes Ionengitter Amorph: Anordnung der Moleküle und Atome Chaotisch

04. Was versteht man unter der Mineraleigenschaft „Bruch“? Geben Sie ein Beispiel. Rückseite Bruch/Spaltbarkeit: Arte der Bruchfläche kann Aufschluss über die Art des Minerals geben, innere Kristallstruktur bestimmt Spaltbarkeit/Bruch Bsp.: Quarz  bildet nie glatte Bruchflächen aus Feldspat  glatte, glänzende Bruch-/ Oberflächen

05. Erläutern Sie die Härteskala nach Mohs. Geben Sie drei Beispiele (Mineralname, Härte) aus der Härteskala. Rückseite Relative Skala (Rangskala) die jeweils höhere Stufe kann die tiefere ritzen Talk 1, Gips 2, Calcit 3, Diamant 10

06. Welche sind der Reihenfolge nach die 4 wichtigsten Elementbestandteile der Erdkruste und welchen Gesamtanteil machen diese Elemente aus?     

Rückseite Sauerstoff mit 47% der Masse Silizium mit 26,9% Aluminium mit 8,1% Eisen mit 5,1%  über 92% der Erdkruste bestehen nur aus diesen Elementen

07. Kohlenstoff und Silizium sind benachbarte Elemente der 4. Hauptgruppe des Periodensystems. Welches sind die stabilsten Formen, d.h. die Anhydrite (Wassersabspaltung) der Kiesel- bzw. der Kohlensäure, und wie unterscheiden sie sich?  

Rückseite Anhydrit von Kieselsäure→ Quarz SiO2: Wasser wird abgespalten, die Orthokieselsäure kondensiert zu Vielfachkieselsäuren und bildet mit den Nachbarn stabile SiO Bindungen Anhydrit von Kohlensäure→ CO2 Kohlenstoffdioxid : gasförmig, entsteht durch die Abspaltung von Wasser

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8.) Erläutern Sie mit einer einfachen Skizze die Tetraederdarstellung für die SiO 4 Bausteine der Silikate und unterscheiden zwischen chemischen Bindungen und graphischen Hilfslinien.

09. Erläutern Sie kurz die Struktur und die Eigenschaften von Quarz. Rückseite  

Struktur: SiO-Tetraeder sind über stabile SiO-Atombindungen (Sauerstoffbindungen) miteinander verknüpft Eigenschaften: Durch Bindungsstärke der SiO-Bindungen und fehlende Gitterordnung Härte (6 nach Mohsskala), fehlende Spaltbarkeit, Muscheliger Bruch, Verwitterungsresistent

10. Erläutern Sie kurz die Struktur der Feldspäte als Gerüstsilikate und gehen dabei auf den Begriff „isomorpher Ersatz“ ein.  

Rückseite Struktur: Gleiche Tetraeder-Struktur wie Quarz, die Tetraeder sind nach allen drei Richtungen des Raumes (also vollständig) vernetzt Gerüstsilikat Sind bei Kristallisation zu wenige Si-Atome zur Ausbildung von Quarz vorhanden, werden anstatt Si 4 Al3 Atome in den Tetraeder eingebaut. Die eine nun zum Gleichgewicht fehlende positive Ladung (negative Überschussladung) wird durch Ca++,Mg++, Na+ sowie K+ Kationen ausgeglichen 11. Erläutern Sie kurz Ketten-, Band-, und Inselsilikat. Rückseite Silizium-Tetraeder knüpfen mit Si-O-Si-Bindungen zu langen Ketten oder Bändern aneinander. Die langegestrekter Strukturen werden mittels Kationen über elektrostatische Bindung zusammengehalten.

Inselsilikate (z.B. Olivin) Werden aus einzelnen Si-Tetraeder, die nicht über Si-O Bindungen miteinander verknüpft, sondern durch Mg2+- und Fe2+-Bindungen miteinander verknüpft sind gebildet. 12. Was sind Blatt-(Phyllo-) Silikate. Was hat die geringe Härte des Talks damit zu tun, dass die seine „Kristallblätter“ ungeladen sind?

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Rückseite Blatt-(Phyllo-) Silikate: Si-Tetraeder verbinden sich in einer Ebene mit je 3 anderen Tetraedern Zwischen 2 einzelnen Blättern sind (je nach Silikat) geordnete Kationeneinlagerungen 3Schischtige Strukktur Talk Kationen zwischen den Tetraederschichten sind Mg2+ und OH-Ionen dreischichtige Elementarblätter sind ungeladen Die Blätter werden nur über Van-der-Waals-Kräfte zusammengehalten. deshalb sehr geringen Härte (MohsHärte 1, Speckstein) 13. Erläutern Sie den Aufbau des hellen Al-Glimmers (Muskovit) unter Verwendung der Begriffe „isomorpher Ersatz“, „Aluminium-Oktaeder“ und „Zwischenschicht-Kationen“. Welche makroskopischen Eigenschaften lassen sich aus dem Kristallaufbau erklären?

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Rückseite Muskovit:  Ein Viertel der Si-Zentralatome wird durch Al isomorph ersetzt, die entstandene überschüssige ladung wird durch Kalium-Ionen zwischen den 3 Schichtigen Blättern ausgeglichen. Jeweils drei O2-Ionen der Silizium-Tetraeder knüpfen aneinander, dadurch entsteht die Si-Tertaeder Schicht. Das jeweils vierte, nicht mit den Nachbar Tetraedern verknüpfte O-Ion bindet die Tetraederschicht an die Oktaederschicht, in der Al3+-, Mg2+- oder Fe2+-Ionen sechsfach miteinander zu Oktaedern verknüpft sind. leichte Spaltbarkeit, da Bindung zwischen Blättern gering extreme Stabilität in Plattenrichtung 14. Definieren Sie kurz Magmatit, Sedimentgestein, Metamorphit. Welchen Mengenanteil haben Magmatite a) in der Erdkruste b) an der Erdoberfläche? Rückseite Magmatite →enstehen aus Erstarrung silikatischer Schmelzen bzw. Magmen→ unterliegender Verwitterung (Zerkleinerung, Auflösung, Umwandlung)→ Sedimentgesteine Metmorphite: bestehende Gesteine werden durch hohe Temperaturen und Drücke umgewandelt werden, ohne dass es zu einer vollständigen Aufschmelzung kommt a) 90% b) 25% 15. Erklären Sie die Begriffe Plutonit (Tiefengestein) und Vulkanit (Ergussgestein). Wie unterscheiden sie sich makroskopisch?

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Rückseite Plutonite sind silikatische Schmelzen, die langsam unter einem dicken isolierenden Mantel erstarrt sind größere Körner Die Vulkanite Aufdringen von Magma (siliziumarm/eisenreich) aus der tieferen Erdkruste erstarren oberflächennah und schnell dunkle, kieselsäurearme Gesteine sehr kleine Kristalle (Körner)

16. Was versteht man unter „basischen“ und „sauren“ Gesteinen? Wie unterscheiden sich diese makroskopisch. Nennen Sie für jede Gruppe einen häufigen Vertreter und ein Hauptgemengeteil (Mineral).

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Rückseite Basisch: Quarz arm, dunkel häufiges Gestein: Basalt (Minerale:Olivin, Augit, Hornblende) Sauer: Quarzreich, hell häufiges Gestein: Granit (MineraleQuarz,(Kali-)Feldspat, Glimmer (Biotit)) 17. Beschreiben Sie für Granit und Basalt in welchen typischen Bildungen diese in der Landschaft auftreten. Rückseite Granitlandschaften Wollsackverwitterung, bei der entlang von Klüften abgerundete Blöcke entstehen Basalt wegen schneller Abkühlung oft eindrucksvolle Säulen 18. Was versteht man unter physikalischer Verwitterung. Erklären Sie die Frostsprengung.

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Rückseite physikalische Verwitterung: Zerkleinerung des Ausgangsgesteins in Gesteinstrümmer (Klastisches Gut) Meist durch Frostsprengung, Winderosion (Abrasion), Hydratation Frostsprengung: Wasser gelangt in feine Haarrisse oder Risse, es gefriert dehnt sich um 10 % aus und sprengt das Gestein

19. Wie verändern sich die Sedimente entlang eines Flußlaufes von steilen Gebirgslagen im Oberlauf bis hinter die Mündung im Meer? Rückseite Beim Flußtransport: mit zunehmender Transportentfernung nimmt die Korngröße von größere Blöcken (in steilen Gebirgslagen) bis zu feinsten Schwebstoffen (Mündung) ab. Die Kornsortierung nennt man auch Klassierung. 20. Wie nennt man den Prozess, der aus einem Lockersediment ein Festgestein macht? Erläutern Sie zwei mögliche Abläufe eines solchen Prozesses. Rückseite Diagenese: Verfestigung von lockeren Sedimenten zu festen Sedimentgesteinen 1. Zusammenpressung unter Auflast z.B Sand zu Sandstein. 2. Entwässerung/Entsalzung (Zusammenpressen) z.B bei Ton zu Tonstein 21. Beschreiben Sie kurz den Materialbestand von 4 Sedimentgesteinen. Rückseite Kalkstein → Calcit Dolomitstein → Dolomit Tonstein → silikatische Mineralkörner Quarzsandstein → Quarzkörner

22. Was versteht man bodenkundlich unter Silikat-, Carbonat- und Mergelgesteinen? Rückseite Carbonatgestein: über 75% CaCO3 (Calcit) Silikatgestein: unter 5% CaCO3 Mergelgestein: dazwischen 23. Erklären Sie den Begriff der Schieferung bei metamorphen Gesteinen. Wie entsteht sie?   

Rückseite Metamorphite unterliegen großen Drücken und hohen Temperaturen. Gefüge wird weich, die Kristalle regeln sich ein Unterschiede zur Schichtung: gleichbleibender Mineralbestand und häufiges Auskeilen der Schieferblätter mit variabler Dicke 24. Was sind Ortho-, was sind Paragneise? Rückseite Orthogneis: aus Granit entstanden mit hohem Quarzanteil Paragneis: aus Sedimentgesteinen (Si-reich) entstanden, reicher an basischen Kationen 25. Wie können Sie eine geologische Karte nutzen um sich über die in einem Gebiet vorkommenden Gesteine zu informieren?Rückseite Die geologischen Karten geben nur begrenzt Auskunft über die Gesteinseigenschaften, sondern hauptsächlich über das Erdzeitalter, in dem die oberflächennahen Sedimente abgelagert wurden. (außer Magmatite). Also muss mit Kenntnis der historischen Geologie auf Gesteinsarten geschlossen werden.

26. Erläutern Sie kurz 3 typische Oberflächenbedeckungen (Lockersedimente), die Ausgangsmaterialien der Bodenbildung sind. Rückseite Glazial: Grundmoränenmaterial: schlecht sortiert, kantengerundet (Sander, Endmoränen, etc.) Vulkanische Aschen: sehr große innere Ofl., schnelle Verwitterung, spezielle Mineralogie Fluvial: Gute Sortierung, Schichtung, meist fein über grob (Kiese, Sande, Hochflutlehme)...