Geowissenschaften

Die Geowissenschaften (von griechisch Γεω geo zu gē „Erde“; Erdwissenschaften) beschäftigen sich mit der Erforschung der naturwissenschaftlichen Aspekte des Systems Erde. Den Geowissenschaften werden vor allem folgende Hauptfächer zugeordnet:

• Geodäsie, Kartografie und Geoinformatik
• Geographie (Geografie)
• Geophysik, Glaziologie und Meteorologie
• Geologie, Paläontologie, Mineralogie und Petrografie
• Hydrologie und Ozeanografie.

Überwiegend werden den Geowissenschaften zugeordnet:

• Bodenkunde (Pedologie),
• 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.

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 Erdsphären 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 Landschaftssphäre 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 Physischen Geographie. 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 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 physikalischen 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, Kartografie und Geoinformatik konnten hingegen meist ihre Eigenständigkeit erhalten. Geowissenschaftliche Studiengänge können in Deutschland an nahezu allen Universitäten studiert werden, unterscheiden sich aber in ihren Inhalten bzw. Vorlesungen. Die meisten Universitäten legen gezielt Schwerpunkte und ermöglichen eine spezielle Ausrichtung des Studiums. Zum Beispiel sind in manchen Bachelorstudiengängen "Geowissenschaften" Module zur Geophysik (z.B. Uni Bonn und Uni Jena) integriert aber an anderen Universitäten nicht (Uni Göttingen und Uni Köln).

Österreich

In Österreich können Geowissenschaften an folgenden Universitäten studiert werden:

• Universität Salzburg
  • Geologie
  • Geographie
  • Geoinformatik
• Universität Innsbruck
  • Atmosphärenwissenschaften (Bachelor)
  • Erdwissenschaften (Bachelor)
  • Geographie (Bachelor)
  • Atmosphärenwissenschaften (Master)
  • Erdwissenschaften (Master)
  • Geographie (Master)
  • Geographie und Wirtschaftskunde (Lehramt)
• TU Graz & Karl-Franzens-Universität Graz im Rahmen von NAWI Graz
  • Erdwissenschaften
  • Geographie (nur an der KFU Graz)
  • Geomatics Engineering (Bachelor) / Geomatics Science (Master) (nur an der TU Graz)
  • Geo-Spatial Technologies (Master)
• Montanuniversität Leoben
  • Angewandte Geowissenschaften
  • Natural Ressources
• Universität Wien
  • Erdwissenschaften
  • Geographie
  • Geographie und Wirtschaftskunde
  • Kartographie und Geoinformation (Master)
  • Meteorologie
  • Paläobiologie (Master)
  • Raumforschung und Raumordnung (Master)
• Technische Universität Wien
  • Geodäsie und Geoinformatik
  • Geodäsie und Geophysik (Master)
  • Geoinformation und Kartographie (Master)
  • Raumplanung und Raumordnung
  • Vermessung und Katasterwesen (Master)
• Universität für Bodenkultur Wien
  • Landschaftsplanung und Landschaftsarchitektur
  • Umwelt- und Bioressourcenmanagement (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: Wörterbuch Geowissenschaften (englisch-deutsch), Verlag Harri Deutsch, Thun und Frankfurt am Main 1978, 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)
• GeoUnion Alfred-Wegener-Stiftung (Dachverband der geowissenschaftlichen Vereinigungen und Forschungseinrichtungen in 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 Bundesministeriums für Bildung und Forschung zum Thema Geowissenschaften