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Die Insel Rügen steht auf Kreide

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Fläming Gymnasium Bad Belzig

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Universität Potsdam Institut für Geoökologie SoSe 2012 Seminar zur Landschaftsökol­ogi­e Modul LL Dozentin: L Schaik Insel Rügen Landschaftsanal­yse­-/Beurte­ilung-/Pro­g­nose Name: Studiengang: Mag. Anthropogeograp­hie­/ phys. Geographie Inhaltsverzeich­nis­ 1. Einleitung 2. Landschaftsanal­yse­ 2.1 Lage und Einordnung 2.2 Entstehung der Insel 2.3 Geomorphologie und Geologie 2.4 Klimatische Verhältnisse 2.5 Boden und Flora 3. Landschaftsbeur­tei­lung 4. Landschaftsprog­nos­e 5. Literatur-…
Kreide Kalk – Kreide Zeit – Kreide Steinbruch Dieser Stein  ist ein 2 Kilo schwerer Kreidestein, ein besonderer da selbst gefundener. Er misst ungefähr 18x14 cm und ist 12 cm hoch.                ­   ­        ­   Gut, er ist weiß-grau und besteht aus Kreide und hat Einschlüsse, die wie Tiere aussehen, doch dazu später. Gefunden haben wir ihn, ganz zufällig auf einem Fahrradausflug im Burgenland, im Kreidesteinbruc­h Müllendorf und hier ist seine Geschichte. Was ist Kreide? Die Kreide – eigentlich Kalkstein -  ist ein feinerdiger…

Inhaltsverzeichnis

1.    Fossilien

1.1         Allgemeines

1.2         Entstehung

1.3         Tod

1.4         Zersetzung

1.5         Verwesung

1.6         Fäulnis

1.7         Mumifikation

1.8         Inkohlung

1.9         Einbettung

1.10     Spuren

1.11     Entgasung

1.12     Diagenese und Metamorphose

1.13     Formen

1.14     Bedeutung der Fossilien


2.    Kreide

2.1         Entstehung der Kreide einschließlich der chemischen Vorgänge

2.2         Nutzung und Abbau der Kreide

2.2.1        Abbau der Kreide

2.2.2        Nutzung der Kreide


3.    Quellenverzeichnis

3.1  Textquellen

3.2  Bildquellen


4.    Erklärung

1.    Fossilien

1.1 Allgemeines

Als Fossilien bezeichnet man die Reste und Spuren von Lebewesen vergangener Erdepochen, die über viele Jahrtausende durch verschiedene Prozesse erhalten worden sind. Sie sind sowohl Zeugnis vergangener Lebensräume und Klimata als auch Dokumente der Evolution.

Gemeinhin gelten Überreste und Spuren von Lebewesen als Fossilien, wenn sie mindestens 10.000 Jahre alt sind, also schon vor dem Holozän entstanden sind. Körperliche Reste von Lebewesen werden als Körperfossilien bezeichnet, Zeugnisse von deren Aktivität als Spurenfossilien. Die Arten, die bis zu diesem Zeitpunkt ausstarben, werden von Wissenschaftlern als fossil deklariert und stehen im Gegensatz zu den rezenten Arten, die heute noch leben bzw. erst nach dem Holozän ausstarben.

Unter besonderen geologischen Bedingungen und chemischen sowie physikalischen Gegebenheiten verschwinden Lebewesen nach ihrem Tod nicht, sondern ihre Körperstruktur bleibt unter Austausch der Stoffe weitestgehend erhalten. Da diese Bedingungen nur sehr selten erfüllt werden, sind von den ca. 1 Mrd. jemals existierenden Arten nur unter 1% erhalten geblieben, da die Fossilien nicht nur entstehen mussten, sondern auch viele Jahrtausende den zerstörerischen Kräften des Gesteins standhalten mussten.

Von diesen sind ungefähr 130.000 Arten den Forschern bekannt. Wie beispielsweise die Stromatolithen, Kalkgebilde von Mikroorganismen, die Schicht für Schicht von ihnen aufgebaut werden. Diese Fossilien zählen zu den ältesten Bekannten.

1.2 Entstehung

Die Fossilisation beschreibt die Entstehung von Fossilien. Diese kann man in folgende Phasen unterteilen:

·        Tod des Lebewesens

·        Zersetzung

o      Verwesung (aerob)

o      Fäulnis (anaerob)

o      Mumifikation (abiotisch)

o      Inkohlung (anaerob)

·        Einbettung in Substrat

·        Entgasung

·        Diagenese

·        Metamorphose

Diese Phasen sind nicht an ihre Reihenfolge gebunden und können sich auch wiederholen.

1.3 Tod

Mit dem Beginn des Fossilisationsprozesses entscheidet sich schon, wie gut das Fossil erhalten wird. Es ist von Vorteil, wenn es eines natürlichen Todes stirbt, an einer Krankheit eingeht oder ertrinkt und auch nicht von Aasfressern entdeckt wird. Theoretisch kann jeder Körper unabhängig von seiner Zusammensetzung erhalten werden.

1.4 Zersetzung

Die Zersetzung von toten Lebewesen findet in unterschiedlichen Prozessen statt, die alle an unterschiedliche Bedingungen geknüpft sind.

1.5 Verwesung

Als erster Prozess der Fossilisation setzt nach dem Tod eines Lebewesens die Verwesung unter Sauerstoffzufuhr durch Mikroorganismen, kleine Wirbeltiere und Insekten ein. Sie beginnt mit dem Abkühlen des Organismus, wobei das Gewebe zu einfacheren organischen Verbindungen abgebaut wird. Bei freiliegenden Körpern werden sämtliche Weichteile innerhalb kurzer Zeit durch Destruenten weggetragen und verzehrt; dieser Vorgang wird bei ganz oder teilweise eingebetteten Körpern verlangsamt oder gestoppt.

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Die Verwesung läuft auch unterschiedlich schnell an einzelnen Körperstellen ab, wobei Körperöffnungen am schnellsten zu verwesen beginnen. Hohe Temperaturen und Feuchtigkeit begünstigen den Verwesungsprozess.

1.6 Fäulnis

Die Fäulnis findet unter Abwesenheit von Sauerstoff statt und kann die Verwesung verhindern oder frühzeitig stoppen, z.B. wenn das Lebewesen in einer anoxischen (=sauerstofffreien) Umgebung stirbt. Die Körpersubstanzen werden anaerob abgebaut; oft sind auch anaerobe Mikroorganismen beteiligt. Bei der Fäulnis bleibt wesentlich mehr Substanz erhalten als bei der Verwesung.

Oft verhält es sich so, dass ein Kadaver von außen verwest, in den Eingeweiden aber fault.

1.7 Mumifikation

Wenn ein Lebewesen in einer trockenen Umgebung oder bei niedrigen Temperaturen stirbt, kann es als eine Mumie erhalten werden, wobei keine anderen Organismen involviert sind; dieser Prozess läuft also unter abiotischen Bedingungen ab. Die Weichteile werden durch Trocknung konserviert, eine Mumie als Fossilie aus älteren geologischen Zeiträumen ist aber nahezu ausgeschlossen, da sie auf ändernde Umweltbedingungen äußerst empfindlich reagieren.

Trockenmumien verfallen bei Feuchtigkeit, verwittern durch Wettereinflüsse; Eismumien verwesen beim Auftauen und werden sogar erneut von Aasfressern aufgesucht. Deshalb sind auch nur Mumien der letzten Eiszeit in Sibirien erhalten, darunter Wollnashörner, Mammuts und andere Lebewesen aus dem Quartär.

1.8 Inkohlung

Unter Luftabschluss findet bei Pflanzenmaterial die Inkohlung statt. Hierbei werden organische Stoffe beinahe vollständig umgewandelt. Die Elemente Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff werden nach und nach durch Kohlenstoff ersetzt, der sich anreichert. Durch Inkohlung entstehen Braunkohle und später Steinkohle.

1.9 Einbettung

Körper können einmal oder auch mehrmals in ein Substrat eingebettet und freigelegt werden. Geeignete Substrate schützen ihn vor Luftzufuhr und sind z.B. Wüsten- und Flussschwemmsand, Morast, Eis und Schlamm. Möglich sind aber auch Salz (wobei hier die Fossilien nicht sehr lange haltbar sind aufgrund der Zersetzungskraft des Salzes), Bitumen (Tiere können in natürlichen Erdölseen ertrinken) oder Baumharz (hierbei entstehen Inklusen im späteren Bernstein).

Wichtig für die Entstehung von Laufspurenfossilien ist die Auflagerung von leichteren Sedimenten wie Sand, damit die Sedimente nicht konturlos miteinander verschmelzen und die Abdrücke später noch zu erkennen sind.

Nach Abschluss aller Fossilisationsprozesse lassen sich Abguss und Abdruck meist gut voneinander trennen.

Anhand der Laufpuren kann man Bewegungsmuster, Belastung der Gelenke sowie Gesundheitszustand, Alter und Gewicht des Tieres bestimmen.

1.11 Entgasung

Die Entgasung ist der anaerobe Prozess des Abbaus aller energetisch verwertbaren durch Mikroorganismen. Dabei werden die Weichteile unter Entstehung von Kohlendioxid, Wasserstoff, Ammoniak und Schwefelwasserstoff durch kristalline Strukturen ersetzt. Diese Gase entweichen durch das Einbettungssubstrat nach oben. Mit der Zeit verliert der Kadaver stark an Volumen und verändert die umliegenden Strukturen.

1.12 Diagenese und Metamorphose

Bei dieser Umwandlungsstufe werden weiche Sedimente durch Ablagerung weiterer Sedimente unter erhöhtem Druck und Temperatur verfestigt. Die Substanz des Kadavers wird bei der Silizifikation nach und nach durch Siliziumverbindungen ersetzt. Bei der Diagenese gibt es folgende Stufen:

gedrückt

·        Kompaktion: Der Körper schrumpft weiter und wird verdichtet.

·        Auslaugung: Salze werden in das Substrat eingelagert. Es entstehen kristalline

Struktur

·        Bruch und Verformung: Durch die Kräfte der Gesteinsverformung entstehen

Umbildungen im Substrat

·        Umkristallisation: Die chemische Struktur im Sediment verändert sich weiter. Es kann

sogar seine fossile Struktur dabei verlieren.

·        Abscheiden von Bindemitteln: Chemische Zerfallsprodukte organischen Ursprungs

werden aus dem Substrat abgeschieden oder

umgewandelt.

·        Entstehung von Konkretion: Mineralabscheidungen reichern sich im umliegenden Sediment an und bilden eine Mineralaura um das Fossil.

Das Alter des Fossils lässt sich nicht durch das einbettende Gestein bestimmen, da die Diagenese die Struktur zu stark verändert.

Bernsteine sind ebenfalls häufige Fossilien, die aus Baumharz entstehen, das fossilisiert wird und Inklusen (Einschlüsse) in Form von Insekten oder Pflanzenteilen enthalten kann. Inkohlungen kommen vor allem bei Pflanzenresten vor; dann entsteht aus urzeitlichen Sumpfwäldern Braunkohle und Steinkohle.

1.14 Bedeutung von Fossilien

Fossilien beweisen die Evolutionstheorie. An ihnen können Forscher mitverfolgen, welche Entwicklungsschritte eine Gattung im Laufe der Entstehung gemacht hat. Sie sind Zeugen vergangener Lebensräume, denn man findet hierzulande oft Fossilien, die ursprünglich im Meer oder im Sumpfland gediehen. Sie lassen erahnen, wie die Welt an deren Fundorten zur Zeit ihres Lebens ausgesehen haben muss.

Lebende Fossilien sind Krokodile, Schildkröten und viele andere Reptilien, Insekten, der wiederentdeckte Quastenflosser (Bindeglied zwischen Fischen und Amphibien) sowie Kloakentiere wie das Schnabeltier und der Ameisenigel. Unter den Pflanzen sind der Ginkgo biloba und der Urwaldmammutbaum als Lebende Fossilien vertreten. Fossile Brennstoffe, die da sind Erdöl, Erdgas, Braunkohle und Steinkohle, sind aus unserem Leben heutzutage nicht mehr wegzudenken.

Strom, Heizkraftwärme und Treibstoffe sowie Erdölprodukte bestimmen den Alltag. Doch bald sind diese Ressourcen aufgebraucht, und alternative Energiequellen müssen genutzt werden. Jedoch ist die Menschheit trotz aller Bemühungen um Elektroantriebe, erneuerbaren Energien und nachhaltigem Umweltmanagement weit davon entfernt, komplett ohne fossile Energien auszukommen.

2.1 Entstehung der Kreide einschließlich der chemischen Vorgänge

Die Insel Rügen steht auf Kreide, wie es auch in der Überschrift heißt. Dies lässt sich besonders gut an der Küste erkennen, an der die weißen Felsen aus dem Inneren hervorragen. Diese Kreide, die sehr vielfältig genutzt wird, entstand in der gleichnamigen Epoche, der Kreidezeit.

Vor ca. 250 Millionen Jahren zerbrach der Mega-Kontinent Pangäa (siehe Abbildung 1), dadurch entstanden viele Schelfmeere (flache Meere, die höchstens 200 m tief sind und sich in Küstennähe befinden), so auch das Schelfmeer, welches sich vom heutigen England bis hin zum Kaspischen Meer erstreckte

In diesem Schelfmeer lebten Kleinstlebewesen, wie zum Beispiel Haptophyten, Foraminiferen und Moostierchen. Wenn diese Lebewesen abstarben, sanken ihre Kalkrückstände, die Coccolithen, was winzige Kalkplättchen waren, auf den Meeresgrund ab. Da das Schelfmeer sehr flach war, bildete sich innerhalb von 1000 Jahren eine 10 bis 100 cm starke Schicht.

Diese entsteht durch eine chemische Reaktion von Siliciumoxid mit Wasser: SiO2 + 2 H2O. Das Siliciumoxid bildete das Grundgerüst der Kieselalgen und Kieselschwämmen. Die Kieselsäure, die nach dem Absterben der Lebewesen übrig blieb, setzte sich auf dem Kreideboden ab und füllte Vertiefungen aus. Das erklärt die Abwechselnden Schichten der Felsen von Kreide und Feuerstein. (siehe Abbildung 3).

Diese Schichten sind aber nicht nur waagerecht. Sie können an anderen Stellen der Kreideküste auch gewellt, schräg oder sogar senkrecht sein. Das lässt sich durch die letzte Eiszeit, die Weichseleiszeit, die vor über 120.000 – 10.000 Jahren herrschte, erklären. Riesige Eispanzer, mit bis zu 3 km Dicke, bahnten sich immer mehr ihren Weg in Richtung Süden (Abbildung 4).

Als es allmählich wieder wärmer wurde, begannen die Gletscher sich zurückzuziehen und füllten mit ihrem süßen Schmelzwasser die nun geformte Ostsee und auch die Insel Rügen. (Abbildung 5) Von der Masse der schweren Gletscher befreit, hob sich die Insel und so entstand die über 100 m hohe Kliff-Küste. Die vom Eis mitgeführten Sand, Kies und Steine lagerten sich in den Lücken der Felsen ab, die durch die Gletscher entstanden sind, aber auch auf der Insel und an der Küste lassen sich Gesteine finden, die ursprünglich aus Skandinavien stammen.


Abbildung 9 – Der Eispanzer über Nordeuropa

Abbildung 10 – Das Ostseegebiet Heute


2.2 Nutzung und Abbau der Kreide

Die Kreide ist ein sehr vielfältiges Produkt der Natur. Schnell merkte man, dass sie nicht nur Gerüst der Insel Rügen ist, sondern auch universell eingesetzt werden kann. Anfangs nur als Schreibkreide genutzt, nahm ihre Vielfalt im Zuge der Industrialisierung zu und ihre Anwendungsbereiche wurden stark erweitert.

Zu Beginn war die Kreide für den Handel eher bedeutungslos. Sie wurde überwiegend als Schreibkreide, beispielsweise für Schultafeln genutzt. Die erste Kreidefabrik gründete 1840 Franz von Hagenow, nicht auf Rügen, sondern in Greifswald. Doch 5 Jahre später öffnete nun auch auf Rügen in Saßnitz eine Kreidefabrik.

Anfangs erfolge der Kreideabbau nur mit schwerer körperlicher Arbeit. Die Kreide wurde mit Hilfe von Spitzhacken aus dem Felsen geschlagen. Die Kreide fiel in einen Loren-Wagen und wurde so zum Werkplatz gefahren (Abbildung 6). Kaum weiter verarbeitet wurde diese Rohkreide dann verkauft.

Dies änderte sich mit der zunehmenden Industrialisierung. Dadurch stieg auch der Bedarf an Kreide, somit musste die Kreide den Anwendungen gerecht werden. Somit wurde das Schlämmverfahren notwendig. Die Rohkreide wird mit Wasser in großen Bottichen aufgeschlämmt, damit sich Verunreinigungen, wie beispielsweise der Feuerstein, trennten. Die Kreide wird weiter in Absetzbecken geleitet, damit die Kreide von weiteren Verunreinigungen befreit wird.

Nach dem zweiten Weltkrieg wurden die Arbeitsschritte zunehmend mechanisiert. Angefangen mit Baggereinsatz (siehe Abbildung 8), wurde 1962 in Klementelvitz die Erste vollmechanisierte Kreidefabrik geöffnet. Bis heute werden die Maschinen den neuen Standards immer mehr angepasst. Die Kreide wird heutzutage beispielsweise über 2 km lange Transportbänder (Abbildung 9) gefördert und anschließend in hochleistungsfähigen Anlagen bis zum Verkauf weiterverarbeitet.


Abbildung 12 – Leeren der Absatzbecken

Abbildung 13 – Kreideabbau mit Baggern

Abbildung 14 – Kreideabbau heutzutage mit Transportbändern


2.2.2 Nutzung der Kreide

War die Verwendung der Rügener Kreide vor der Industrialisierung hauptsächlich in der Zementindustrie notwendig. Doch im Zuge der Industrialisierung wurde die Kreide für die Chemie, aber auch Pharmazie interessant.


Abbildung 15 – Notwendigkeit des Kalkdüngers


Am wohl interessantesten ist die Kreide für medizinische bzw. Schönheitszwecke. Die Rügener Kreide wurde als Heil- und Schönheitsmittel wiederentdeckt. Die Kreide wird in diesen Bereichen oft auch als „Heilkreide“ bezeichnet, da sie weder Nebenwirkungen, noch allergische Reaktionen hervorruft. In diesem Jahr wurden von Professor Dr. C. Dartsch der Dartsch Scientific GmbH in Schonau einige Zellbiologische Untersuchungen durchgeführt, die die positiven Wirkungsweisen der „Heilkreide“ bestätigten:[1]

·         eine dosisabhängige Inaktivierung von reaktiven Sauerstoff-Radikalen, welche endogen durch entzündungsvermittelnde Zellen im Gewebe gebildet werden


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