Die Lithosphäre bewegt sich in festen “Lithosphärenplatten” auf der Asthenosphäre (weichere Schicht).
Diese Plattenbewegung wird angetrieben durch unregelmäßige Strömungen des Gesteines im oberen Erdmantel. Fast alle geologischen Phänomene werden durch plattentektonische Prozesse verursacht.

Begriffserklärung:

Asthenosphäre:

• Relativ weiche Schicht (~ 250km dick) unter der Lithosphäre.
• auf ihr bewegen sich die Lithosphärenplatten

Hotspot:

• stationärer Vulkanismus
• Plattenbewegungen sind durch Hotspots nachvollziehbar (-> Hawaii Inseln)

Kontinentale Kruste:

• äußere Haut der Erde (-> Kontinente)

Konvektionsströme:

• Gesteinsbewegungen im oberen Mantel
• angetrieben durch Aufheizung im Kern
• steuert Bewegungen der Lithosphärenplatten

Lithosphärenplatten:

• aufgeteilt in 7 große und 8 kleine Platten
• bewegen sich stetig mit 1-10cm/Jahr

Orogenese:

• Gebirgsbildung

Transformstörung:

• Bruchzone an den zwei Lithosphörenplatten entlang gleiten

Wilson-Zyklus (Gesteinszyklus):

• Auseinanderbrechen eines Kontinents
• Subduktion eines Kontinents
• Begriff für den ganzen tektonischen Kreislauf

Weitere Fragen zu Plattentektonik:

1. Warum ist die Oberfläche der kontinentalen Kruste weit oberhalb der ozeanischen Kruste?

Die kontinentale Kruste (Lithosphäre) hat im Durchschnitt eine geringere Gesteinsdichte (Mittelwert 2,67 g/cm³). Deshalb “schwimmen” die Kontinente höher im Erdmantel als die dichtere ozeanische Platte.

2. Wie wird kontinentale Kruste neu gebildet? Und auf welche Weise ozeanische Kruste?

kontinentale Kruste:
Schon vor ca. 2 Milliarden Jahren, war bereits 85% der kontinentalen Kruste gebildet. Auch heute wird nur ein geringer Teil der kontinentalen Kruste recycelt, d.h. abgebaut (z.B. in Subduktionszonen in den Erdmantel gezogen) und wieder aufgebaut (z.B. durch Gesteinsschmelzen, die aus dem Oberen Erdmantel in tiefere Bereiche der kontinentalen Kruste injiziert werden oder als Laven aus Vulkanen austreten).

Jedoch wird an den Subduktionszonen ein Teil der kontinentalen Kruste (z.B. Sedimente) nach unten gezogen.
Ebenfalls tritt hinter den Bergketten einer Subduktionszone das Magma durch Vulkanausbrüche wieder an die Oberfläche und bildet auf diese Weise ein wenig neue Erdkruste.

Diese Neubildung ist jedoch sehr gering.

ozeanische Kruste:
Die ozeanische Kruste (überwiegend Basalte) hingegen, wird im Zuge der Plattenbewegungen kontinuierlich recycelt, d.h. sie wird an Subduktionszonen komplett in den Oberen Mantel gezogen und an den Mittelozeanischen Rücken durch aufsteigende Schmelzen wieder aufgebaut.

3. Warum ist ozeanische Kruste nicht älter als ca. 180 Millionen Jahre?

Die ozeanische Kruste ist nicht älter als 180 Millionen Jahre, da diese über Subduktion und Neubildung an dem mittelozeanischen Rücken einem Kreislauf unterliegt, der alle 180 Millionen Jahre die Steine neu einschmilzt und die methamorphen Gesteine wieder an den Meeresgrund befördert (-> Wilson-Zyklus)

4. Warum gibt es weder in Australien noch in Afrika große Gebirgsketten?

Da diese Länder auf großen Kontinentalplatten liegen, gibt es dort keine großen Gebirge. Ohne tektonische Prozesse, keine Auffaltung von Gebirgsketten.

5. Warum gibt es in den Anden und in den nordamerikanischen Kordilleren Vulkanismus, in den Alpen und im Himalaja aber nicht?

Anden: Subduktion von ozeanischer Platte unter kontinentaler Platte. Hierbei wird die ozeanische Platte in großen Tiefen eingeschmolzen. Ein Teil der geschmolzenen Gesteine tritt durch Plutone und Vulkane an die Oberfläche.

Alpen: Kollision von zwei kontinentalen Platten. Die Platten schieben sich gegenseitig auf, da diese ungefähr die gleiche Gesteinsdichte enthalten. Es kommt zu einer Gebirgsbildung ohne Subduktion, also ohne Vulkanismus.

In Geoinformatik und Geoinformationssystemen ist es unvermeidlich die Geodaten mit einem Raumbezug genau zu definieren.
Teile der Erde werden nach Lage und Höhe abgebildet.

Als Grundlage dient ein definiertes Raumbezugssystem, das geodätische Bezugssystem.
Dieses Raumbezugssystem wird durch ein geodätisches Referenzsystem, ein zugeordnetes Koordintensystem und einen Referenzrahmen, also bestimmte Anschlusspunkte die das Referenzsystem im GIS repräsentieren, festgelegt.

1. Was ist ein Raumbezug?

Ein Raumbezug ist ein verbindendes Element zwischen den reinen Daten und der Position bzw. Lage dieser Daten. Wenn man die Information mit ihrem Ort durch einen Raumbezug definiert, entstehen GEOdaten – örtlich referenzierte Daten.

Die Festlegung des Raumbezugs erfolgt durch die Wahl eines geodätischen Referenzsystems, das einem geeigneten Koordinatensystem zugeordnet wird.
Geodätische Referenzsysteme werden über physikalische und geometrische Festlegungen beschrieben. Diese definieren wie die Form der Erde approximiert und der Bezug zu einer Referenzfläche hergestellt wird.

1.1 Direkter und Indirekter Raumbezug

Es gibt grundsätzlich zwei Möglichkeiten einen Raumbezug zu erhalten.

Indirekter Raumbezug wird über Ortsangaben, Postanschriften, Postleitzahl, Straßenname, Anschrift, usw definiert, denen indirekt Koordinaten zugeordnet sind (sekundäre Metrik). Diese Daten werden als georeferenzierte Daten bezeichnet, da der Raumbezug erst indirekt über eine Zuordnung der Fachdaten zu Koordinaten stattfindet und diese so ihren Raumbezug erhalten.

Direkter Raumbezug wird über Koordinaten definiert (primäre Metrik).

1.2 Raumbezugssystem

Die Erde hat eine sehr komplexe Form, die sich nicht als mathematische Bezugsfläche eignet. Sie wird deshalb vereinfacht als Ellipsoid mit einem geografischen Koordinatensystem dargestellt. Dieses enthält Längen, Breiten und Höhen über dem Ellipsoid.
Bezüge dafür sind der Erdmittelpunkt, die Erdachse und der Nullmeridian von Greenwich.
Allen Koordinaten liegt ein definiertes Bezugssystem zu Grunde.
Moderne satellitengestützte Messverfahren beruhen auf weltweit anwendbaren Bezugssystemen.

Das Raumbezugssystem besteht aus einem Koordinatensystem und dem Referenzrahmen.

1.2.1 Koordinatensystem:

• 3D kartesische Koordinaten (GPS)
• Geographische Koordinaten (Breite, Länge, Höhe über Ellipsoid)
• Projektionskoordinaten (z.B. GK, UTM)

• Referenzierung des Raumbezugsystems mit wichtigen Punkten im Gelände
  • Bestimmung von Koordinaten von dauerhaften markierten Punkten im Gelände
  • Festpunktnetze

  1.3 Geodätisches Referenzsystem

  Die Form des Erdkörpers wird approximiert und eine mathematische Referenzfläche, ein Ellipsoid, erstellt.

  Hiermit wird versucht die Erdoberfläche oder zumindest einen Teil davon auf eine ebene Fläche abzubilden. Aufgrund der Krümmung der Erde in allen Richtungen ist das nur mit Einschränkungen möglich.
  Das geod. Referenzsystem wird durch das Geodätische Datum festgelegt.

  

  1.4 Geodätisches Datum

  Das geodätische Datum stellt den Bezug zwischen Ellipsoid und Erdkörper her.

  

Definition: Geoinformatik (engl. Geographic Information Science)

Als Geoinformatik bezeichnet man die computergestützten Methoden zur Modellierung und Analyse räumlicher Strukturen und Prozesse.
Geoinformatik befasst sich mit dem Bereitstellen von Geodaten und den darauf aufbauenden Anwendungen. Die weitere Ausführung der gewonnenen Geodaten durch computerbasierte Anwendungen, mündet in die Technik der Geoinformationssysteme (GIS). Als Geoinformation werden alle Informationen bezeichnet, die einen Bezug zu Raum und Zeit haben.

Definition: Geoinformationssystem

Ein Geoinformationssystem besteht aus Hardware und Software, die Geodaten auswerten und in speziellen Anwendungen darstellen können.
Diese Systeme basieren auf wichtigen Teilkomponenten wie das Datenmodell, die Methoden zur Analyse, eine globale Datenbank und Anwendungen (wie zB Google Earth) zur Darstellung und Visualisierung der bereitgestellten Geodaten.
Es gibt verschiedene Geoinformationssysteme für Fachanwendungen, für unterschiedlich langlebige Geodaten, für verschiedene Datenauflösungen und Systemarchitekturen.

Geoinformatik wird als Querschnittsdisziplin betrachtet

Die Geoinformatik entstand durch eine Überschneidung klassischer Fachbereiche. Die Geoinformatik bezieht ihre Daten aus Disziplinen wie Kartografie, Geodäsie, Fotogrammetrie, der Fernerkundung und der Informatik.
Die Geoinformatik wird ebenfalls in anderen Fachdisziplinen wie Geografie, Umweltplanung, Landnutzung, Agrarwissenschaften bis hin zur Medizin eingesetzt.

Die Grundlagen der Geoinformatik liefert hierbei die Informatik und die Geodäsie. Die Informatik stellt Datenbanken, Programmiersprachen und Systemarchitekturen, sowie Netzwerk- und Kommunikationstechnologien zur Verfügung.
Die Geodäsie liefert die sehr wichtigen geodätischen Bezugssysteme, die Grundlagen für Sensortechnik für Fernerkundung und Vermessung und natürlich die Kartographie.

Teilkomponenten der Geoinformatik

Die Geoinformatik ist auf 5 wichtige Komponenten angewiesen um geodätische Bezugssysteme zu erstellen:

1. modellieren und erstellen der Datenbanken
2. digital Daten erfassen
3. in Datenbanken speichern
4. Geodaten analysieren
5. Daten über Anwendungen präsentieren (Google Earth, ArcView)

Earth Viewer und ihre Folgen

Auf der einen Seite wurden Geoinformationen bis vor ein paar Jahren fast ausschließlich von nicht kommerziellen Nutzern benutzt. Seit dem Web 2.0 gibt es durch sogenannte “Earth Viewer”, ebenfalls für private Nutzer, eine Möglichkeit auf Geodaten zurückzugreifen.

Beispiele für Earth Viewer sind:

• Google Maps und Google Earth (Google)
• Virtual Earth (Microsoft)
• Map24 (Mapsolute)
• Yahoo!Maps (Yahoo)
• NASA World Wind (NASA)
• ArcWeb Explorer (ESRI)

Alle Systeme und enthaltenen Geodaten sind kostenfrei zu nutzen.

Diese Earth Viewer enthalten alle grundlegenden Funktionen zu einer Auswertung der Geodaten. Ebenfalls unterstützt Google Earth zum Beispiel eine 3D Sicht und das hinzufügen von Plug-Ins.
Für Nutzer von großem Interesse ist die Möglichkeit der Integration und Visualisierung eigener Daten in Google Earth (Punktinformationen: Points of Interest oder auch flächenhafter Rasterdaten). Diese
Daten können so auch anderen Nutzern zur Verfügung gestellt werden.
Google setzt alles daran, die Einbindung externer Datenquellen so einfach wie möglich
zu gestalten, um seinen Nutzern möglichst viel interessanten Content zur Verfügung
stellen zu können. So ist es für Nutzer klassischer Geoinformationssysteme mittlerweile
sehr einfach, ihre Daten in Google zu integrieren (in Form von Dateien über Keyhole
Markup Language-Exportschnittstellen (KML) bzw. Interoperabilität zwischen Web-GIS
und Google Earth über Open Geospatial Consortium Interfaces (OGC)).

Seit dem Aufkommen von Earth Viewern bildeten sich drei unterschiedliche Teilmärkte aus:

• Teilmarkt der Geoinformationssysteme für GIS-Experten und klassische GISAnbieter (High-End-Anwendungen).
• Teilmarkt für die breite Masse (Konsum), den die Anbieter der Earth Viewer nun bedienen und der für die klassischen GIS-Anbieter nun verloren scheint.
• Teilmarkt, der Geoinformationssysteme und Earth Viewer kombiniert

Unterschied zwischen Standard-GIS und Earth Viewer

Der wohl größte Unterschied liegt im Bedienungskomfort und Anwendungsorientierung. In Earth Viewern können dir Nutzer eigene Bilder, Videos und sonstige Informationen zu Standpunkten hinzufügen. Sie werden vorwiegend für private Zwecke benutzt und sind zur Visualisierung von Geodaten zuständig. Mit Tools wie dem Lineal und dem Pfadwerkzeug können grundlegende Streckenmessungen unternommen werden. Durch die Möglichkeit persönlich erstellte Plug-Ins einzubinden, wird die Funktionalität imens erhöht.

Standard-GIS sind lokal installierte Programme, die nicht die Benutzerfreundlichkeit in den Vordergrund stellen, sondern eine möglichst hohe Funktionalität. Das Kartenmaterial ist meist auf eigenen Servern installiert, was eine niedrigere Ausfallquote und bessere Erreichbarkeit garantiert.

Kartenmaterial lässt sich zum Beispiel selbst erstellen, oder hinzufügen. Es lassen sich auf Karten neue Straßen und Wohnflächen planen, Karten georeferenzieren und Flächenverschneidungen erstellen.
Allgemein haben Standard-GIS Programme also viel mehr Einstellungsmöglichkeiten. Das Kartenmaterial wird häufiger aktualisiert und ist genauer als bei den Earth Viewer Programmen. Viele GIS Anbieter liefern eigenes Kartenmaterial mit der Software.
Weitere Informationen finden sich auf der Homepage der ESRI-Deutschland.

Standard-GIS Programme wie die ESRI-Produkte (ArcGIS) bieten gleich mehrere Programmoberflächen. Eine für die Geodatenverwaltung (ArcCatalog), eine zum Bearbeiten, analysieren und darstellen (ArcMap) und eine Oberfläche für Geoprocessing (ArcToolbox).

Bild unbedingt vergrößert anschauen. Sonst erkennt man nichts

Eine Darstellung die sehr gut zeigt, was um unsere Erde herum viel einflussreicher und größer ist, als man auf den ersten Blick denkt.