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Geochemie

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Die Geochemie befasst sich mit dem stofflichen Aufbau, der Verteilung, der Stabilität und dem Kreislauf von chemischen Elementen und deren Isotopen in Mineralen, Gesteinen, Boden, Wasser und Atmosphäre. Sie ist die naturwissenschaftliche Fachrichtung, die Geowissenschaften und Chemie verbindet. Dabei hat sie mit den Geowissenschaften den Untersuchungsgegenstand und mit der Chemie die Untersuchungsmethoden gemein. Die Geochemie ist zudem eng mit der Planetologie und Kosmochemie verknüpft, beschäftigt sich also auch mit dem Verständnis des Chemismus erdfremder Körper.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte, Aufgabenfeld und Fragestellungen

Bis in das späte 19. Jahrhundert hinein wurde in den Geowissenschaften ein beschreibender Ansatz verfolgt, der die Gesteine und Minerale nach ihren äußeren Eigenschaften zu verstehen suchte, hingegen jedoch nicht oder kaum die stoffliche Basis und deren chemische Dynamik mit einschloss. Ein Verständnis dieser Dynamik ist jedoch unerlässlich, denn viele Fragen lassen sich nur durch geochemische Ansätze beantworten.

Die Geschichte der modernen Geochemie, zu deren Gründern Viktor Moritz Goldschmidt, Wladimir Iwanowitsch Wernadski, Frank Wigglesworth Clarke und Alfred Treibs am Anfang bis Mitte des 20. Jahrhunderts gehörten, ist dadurch eng mit jener der Geologie und Mineralogie verknüpft. Der Begriff selbst geht auf den schweizer Chemiker Christian Friedrich Schönbein (1838) zurück. Wichtige Etappen auf dem Weg zum modernen Verständnis der Geochemie stellten die Arbeiten von Carl Gustav Bischof (1846), Justus Roth (1818-1892; 1859) und James David Forbes (1868) dar.

Bild:Geochem.png
Schematische Darstellung eines geochemischen Kreislaufs

Methoden und Anwendungen

Durch Methoden der Geochemie kann die zeitliche Entwicklung der Erde untersucht werden. Durch die Untersuchung der Isotope von Spurenelementen, welche als Isotopenindikatoren verwendet werden, können Transportprozesse von Material in und auf der Erde nachvollzogen werden. Isotopenuntersuchungen an Elementen mit instabilen Isotopen und deren Tochterelementen erlauben auch die Datierung von Gesteinen über die Geochronologie.

Die Genese von Mineralen und Gesteinen ist eng an deren thermodynamische Eigenschaften geknüpft, ein Verständnis magmatischer und metamorpher Prozesse ohne sie nicht möglich. Eine absolute Datierung ist ohne geochemische Methoden in den seltensten Fällen möglich, so dass eine beschreibende und damit relative Datierung auf sie angewiesen ist. Zudem spielen geochemische Prozesse meist eine große Rolle bei der Genese des zu datierenden Materials, beispielsweise bei Sedimenten und Fossilien, müssen also auch zu dessen Beschreibung mit berücksichtigt werden. Weitere Faktoren sind die Stabilität der Minerale und Gesteine in Bezug auf die Verwitterung und nicht zuletzt auch die Verteilung und Häufigkeit von Stoffen in unserer Umwelt, sowohl in Bezug auf lokale Systeme als auch in Bezug auf die Erde und unser Sonnensystem als Ganzes.

Teilbereiche

Literatur

  • Allègre, C. J.; Michard G.; Varney, R.N.: Introduction to Geochemistry. ISBN 90-277-0497-X
  • Faure, G. (1998): Principles and applications of geochemistry. 2. Auflage. Prentice Hall, New Jersey.
  • Marshall, C. P.; Fairbridge, R. W. (1999): Encyclopedia of geochemistry. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Springer-Verlag. ISBN 0-412-75500-9
  • Matschullat, J.; Tobschall, H. J.; Voigt, H.-J. (1997): Geochemie und Umwelt. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 354061866X

Fachgesellschaften

Fachzeitschriften

(Auswahl)

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