Stüwe Einführung in die Geodynamik der Lithosphäre

Quantitative Behandlung geowissenschaftlicher Probleme
2000
ISBN: 978-3-642-57286-9
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 406 Seiten, eBook

Zielgruppe

Graduate

Autoren/Hrsg.

Stüwe, Kurt

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung.- 1.1 Die Idee des Modellierens.- 1.2 Dimension geologischer Probleme.- 1.2.1 Annäherungen bei der Dimensionsreduzierung.- 2 Plattentektonik.- 2.1 Historische Entwicklung.- 2.2 Arbeiten auf der Kugeloberfläche.- 2.2.1 oder ist die Erde doch flach?.- 2.2.2 Geometrie auf der Kugel.- 2.2.3 Kinematik auf der Kugel.- 2.2.4 Dynamik auf der Kugel.- 2.3 Kartenprojektionen.- 2.4 Der Schalenbau der Erde.- 2.4.1 Kruste und Lithosphäre.- 2.4.2 Die Platten.- 2.4.3 Die Plattengrenzen.- 2.4.4 Der Wilson-Zyklus.- 2.5 Übungsaufgaben.- 3 Temperatur und Wärme.- 3.1 Grundlagen der Wärmeleitung.- 3.1.1 Die Wärmeleitungsgleichung.- 3.1.2 Die Laplace-Gleichung.- 3.1.3 Die Fehlerfunktion.- 3.1.4 Thermische Zeitkonstanten.- 3.2 Grundlagen der Wärmeproduktion.- 3.2.1 Radioaktive Wärmeproduktion.- 3.2.2 Mechanische Wärmeproduktion.- 3.2.3 Chemische Wärmeproduktion.- 3.3 Grundlagen der Wärmeadvektion.- 3.3.1 Wärmetransport durch Intrusionen.- 3.3.2 Wärmetransport durch Erosion.- 3.3.3 Wärmetransport durch Fluide.- 3.3.4 Die Pecletzahl.- 3.4 Wärme in der kontinentalen Lithosphäre.- 3.4.1 Stabile Geothermen.- 3.5 Wärme in ozeanischer Lithosphäre.- 3.5.1 Alternde ozeanische Lithosphäre.- 3.5.2 Subduktionszonen.- 3.6 Wärmehaushalt von Intrusionen.- 3.6.1 Einfache Temperaturstufen.- 3.6.2 Eindimensionale Intrusionen.- 3.6.3 Zweidimensionale Intrusionen.- 3.6.4 Andere Beispiele hilfreicher Randbedingungen.- 3.7 Auswahl wichtiger Wärmetransportprobleme.- 3.7.1 Zeitlich periodische Schwankungen.- 3.7.2 Gefaltete Isothermen.- 3.7.3 Isothermen und Topographie der Erdoberfläche.- 3.7.4 Temperaturverteilung um Störungen.- 3.8 Übungsaufgaben.- 4 Form, Höhe und Bewegung.- 4.0.1 Bezugsflächen.- 4.0.2 Die fc-/f1-Fläche.- 4.1 Vertikale Bewegungen in der Kruste.- 4.1.1 Definition von Uplift und Exhumation.- 4.1.2 Kinematische Beschreibung.- 4.2 Isostasie.- 4.2.1 Hydrostatische Isostasie.- 4.2.2 Flexurisostasie.- 4.3 Geomorphologie.- 4.3.1 Tektonisch bedingte Landschaftsbildung.- 4.3.2 Reliefentwicklung durch Erosion und Sedimentation.- 4.3.3 Fraktale Beschreibung.- 4.4 Übungsaufgaben.- 5 Kraft und Rheologie.- 5.1 Spannung und Verformung.- 5.1.1 Der Spannungstensor.- 5.1.2 Deformationsgesetze.- 5.2 Rheologie der Lithosphäre.- 5.2.1 Rheologie der kontinentalen Lithosphäre.- 5.2.2 Rheologie der ozeanischen Lithosphäre.- 5.3 Kräfte an Lithosphärenplatten.- 5.3.1 Übertragungsmechanismen.- 5.3.2 Kräfte an ozeanischen Platten.- 5.3.3 Kräfte an kontinentalen Platten.- 5.4 Übungsaufgaben.- 6 Dynamische Prozesse.- 6.1 Dehnung von Kontinenten.- 6.2 Entstehung von Sedimentationsbecken.- 6.2.1 Absenkungsmechanismen.- 6.2.2 Beckentypen.- 6.2.3 Subsidenzanalyse.- 6.2.4 Einige Modelle der kontinentalen Dehnung.- 6.3 Kollision von Kontinenten.- 6.3.1 Thermische Entwicklung von Kollisionsorogenen.- 6.3.2 Mechanische Beschreibung kollidierender Kontinente.- 6.3.3 Akkretionskeile.- 6.3.4 Einige bemerkenswerte dynamische Prozesse und Probleme.- 6.4 Übungsaufgaben.- 7 P-T-t-D-Kurven.- 7.1 Einführung.- 7.1.1 Was sind nun P-T- und P-T-t-D-Kurven genau?.- 7.2 Grundlagen der Petrologie.- 7.2.1 Thermobarometrie.- 7.2.2 Eingefrorene Gleichgewichte.- 7.2.3 Erwärmungs- und Abkühlraten.- 7.3 Erfassung von P-T-Kurven.- 7.3.1 Qualitative Form von P-T-Kurven.- 7.3.2 Krümmung und Steigung von P-T-Kurven.- 7.4 Interpretation von P-T-t-D-Kurven kontinentaler Orogene.- 7.4.1 Zeitliche Beziehungen zwischen Metamorphose und Verformung.- 7.4.2-Räumliche Beziehungen zwischen Metamorphosegrad und -Zeitpunkt.- 7.5 Übungsaufgaben.- A Mathematische Hilfsmittel.- A.1 Wie liest man Differentialgleichungen?.- A.1.1 Begriffe zu Differentialgleichungen.- A.2 Methode der finiten Differenzen.- A.2.1 Raster und Randbedingungen.- A.2.2 Stabilität und Genauigkeit.- A.2.3 Implizite und explizite Methoden.- A.2.4 Näherung der Transportgleichung.- A.2.5 Handhabung unregelmäßiger Ränder.- A.3 Skalare, Vektoren und Tensoren.- A.4 Fourier-Serien.- A.5 Einige numerische Tricks.- A.5.1 Integrieren von Differentialgleichungen.- A.5.2 Die „Least-squares“-Methode.- A.5.3 Numerische Lösung unlösbarer Gleichungen.- A.6 Übungsaufgaben.- B Wiederholung wichtiger mathematischer Regeln.- C Symbole, Einheiten und wichtige Größen.- D Antworten zu den Übungsaufgaben.- E Hinweise zu weiterführenden Lehrbüchern.