Studium

Bachelor: Modulhandbuch und Modulplan

Pflichtmodule

Diese Module sind nicht fakultativ und dienen dazu, den Studierenden die für die Geowissenschaften erforderlichen Grundlagen zu vermitteln

Semester: 2. + 3.

Credits: 10 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Raúl Fonseca, Hans-Peter Schertl, Ralf Dohmen

Lehrveranstaltungen:
a) Baumaterial der Erde (Vorl.), 2 SWS
b) Minerale und Gesteine (Übung), 2 SWS
c) Polarisationsmikroskopie I (Vorl. + Übung), 4 SWS

Teilnahmevoraussetzungen:
Inhaltlich: Für Teilnahme in c) - Inhalte der Vorlesungen und Übungen von Teilen a) und b). Grundkenntnisse aus der Optik (Physik)
Vorbereitung: Wiederholung der oben angesprochenen Lehrinhalte        

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls 

  • kennen die Studierenden die chemische Zusammensetzung der Erde und das geochemische Verhalten von Elementen
  •  können die Studierenden Minerale und Gesteine ihrem chemischen Kontext zuordnen
  • können Studierende Minerale und Gesteine selbständig bestimmen (im Handstück und unter dem Polarisationsmikroskop)
  • kennen Studierende den Aufbau des Polarisationsmikroskops, die Kristalloptik (theoretische Grundlagen zur Polarisationsmikroskopie) und sind zur Nutzung des Polarisationsmikroskops als Messinstrument (z.B. Längen- und Winkelmessung) in der Lage.

Inhalt:

a) Baumaterial der Erde:

In unserer Vorlesung Baumaterial der Erde werden wir die folgenden Themen behandeln:

  • Minerale: Definition und Einführung in die Basismaterialien der Silikate
  • Einführung in die Kristallographie und Kristallchemie
  • Kristallfeldtheorie
  • Thermodynamik und Mineralstabilität
  • Silikat-Minerale
  • Nicht-Silikat-Minerale
  • Magmatite, Metamorphite und sedimentäre Gesteine

b) Minerale und Gesteine:
Einleitung: Definition Minerale, Definition Gesteine, kurzer Überblick der Gesteinstypen
I. Diagnostische Kennzeichen der Minerale: Makroskopische Eigenschaften von Mineralen (Ableitung von Kennzeichen und Eigenschaften aus dem atomaren Aufbau; kristallin, amorph) - Symmetrie (Kristallsysteme), Morphologie (Einzelkristalle, Kristallaggregate), Spaltbarkeit (Gütegrade, Anisotropie), Härte (Mohs, Anisotropie), Farbe (idiochromatisch, allochromatisch), Strichfarbe, Glanz (metallisch, gemeinglänzend), Dichte (Packungsdichte, Atomgewicht).
II. Die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale: Feldspäte (Alkalifeldspäte, Plagioklase) + „Verwitterungsprodukte“ (Kaolinit), Foide (Leucit, Nephelin), SiO2 (incl. Chalcedon, Opal; Polymorphie, Para- und Pseudomorphosen), Olivin + „Verwitterungsprodukte“ (Serpentin), Pyroxene (Bronzit, Augit, Omphacit), Amphibole (Tremolit, Aktinolith, Glaukophan, Hornblende), Phyllosilikate (Chlorit, Biotit, Muskovit, Talk), Granatgruppe (Almandin, Pyrop), Staurolith, Aluminiumsilikate (Disthen, Sillimanit, Andalusit), Epidot, Wollastonit, Turmalin, Nichtsilikate (Calcit, Dolomit, Hämatit, Magnetit, Limonit, Pyrit)
(Vermittlung der jeweils charakteristischen Eigenschaften und Vorkommen; und einfachsten Angaben zu Chemismus und Struktur)
III. Hauptgesteinstypen: Magmatite (qualitativer und quantitativer Mineralbestand, Gefüge - Struktur, Textur,
Klassifizierung - Streckeisendiagramm); Besprechung der 20 Einzelproben von Magmatiten. Sedimentgesteine (qualitativer und quantitativer Mineralbestand, Gefüge - Struktur, Textur, Klassifizierung - Klastische, chemische und pyroklastische Sedimente); Besprechung der 20 Einzelproben von Sedimentgesteinen. Metamorphite (qualitativer und quantitativer Mineralbestand, Gefüge - Struktur, Textur, Allgemeine und spezielle Nomenklatur, ausgewählte Edukte und ihre metamorphen Produkte); Besprechung der 20 Einzelproben von Metamorphiten.

c) Polarisationsmikroskopie:
Vorlesung: Funktionsweise und Aufbau eines Mikroskops, Polarisiertes Licht, Brechungsindex, Chagrin und Relief, Interferenz, Indikatrix optisch ein- und zweiachsiger Kristalle, Doppelbrechung, Konoskopie, Interferenzbilder
Übungen: Inbetriebnahme des Polarisationsmikroskops, Winkel- und Längenmessung mittels des Mikroskops, Abschätzung des Brechungsindexes mittels Chagrin und Relief, Bestimmung der Doppelbrechung mittels Interferenzfarben, Konoskopische Betrachtung von Mineralen und Bestimmung des optischen Charakters (optisch isotrop, einachsig pos./neg., zweiachsig pos./neg.), allgemeine Beobachtungen unter linear polarisiertem Licht (Eigenfarbe, Pleochroismus, Spaltbarkeiten, Kristallmorphologie, Gefüge), Bestimmungsgang am Mikroskop, Vorstellung der optischen Eigenschaften der wesentlichen gesteinsbildenden Minerale

Lehrformen: Vorlesungen; Übungen

Prüfungsformen: Eine kombinierte schriftliche und mündliche Prüfung am Ende des Moduls

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: 

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 1. + 2.

Credits: 8 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Anjana Devi; Enrica Bordignon; Thomas Fockenberg (Modulbeauftragter)

Lehrveranstaltungen:
a) Allgemeine Chemie für Biologen, Geowissenschaftler und Physiker; Vorlesung und Übung (WS), 6 SWS
b) Chemie für Geowissenschaftler (SS), 2 SWS

Teilnahmevoraussetzungen: keine        

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • kennen die Studierenden den atomaren Aufbau von Materie und die Mechanismen chemischer Reaktionen. 
  • können diese Kenntnisse auf spezifische Problemstellungen in den Geowissenschaften anwenden. 
  • sind sie in der Lage sich Informationen aus elektronischen Medien und der Literatur zu erschließen

Inhalt:
a) Allgemeine Chemie:
Atomtheorie; Atomeigenschaften; Stöchiometrie; Chemische Bindungsformen; Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe; Typenchemische Reaktionen; Energieumsatz chemischer Reaktionen; Reaktionskinetik; Chemisches Gleichgewicht; Reaktionen in wässrigen Lösungen; Redoxreaktionen; Elemente und natürliche Verbindungen.

b) Chemie für Geowissenschaftler:
Wichtige geochemische Elemente; Messmethoden (pH-Messung, spektroskopische Methoden); Geochronologie; Phasendiagramme; Geochemie; Kristallchemie; Hydrochemie

Lehrformen: Vorlesungen; Übungen (Vertiefung von Vorlesungsinhalten; Rechenübungen)

Prüfungsformen: Schriftliche Modulabschlussprüfung; 2-stündig

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Bestandene Modulabschlussprüfung

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 1. + 2.

Credits: 10 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Prof. Nicolai Bissantz

Lehrveranstaltungen: a) Mathematik I, 5 SWS
                                     b) Mathematik II, 5 SWS

Teilnahmevoraussetzungen: Besuch eines Vorkurses wird empfohlen

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • verstehen Studierende die für das wissenschaftliche Rechnen notwendigen mathematischen Grundlagen 
  • sind in der Lage, diese in geowissenschaftlichen Zusammenhängen anzuwenden

Inhalt: Mengen,  Abbildungen,  Funktionen;  Reelle  Zahlen;  Kombinatorik;  Rechnen  mit  Ungleichungen  und Beträgen; Folgen und Reihen; Stetige und differenzierbare Funktionen (Mittelwertsätze, Exponential- und  Logarithmusfunktionen);  Stammfunktionen,  bestimmte  Integrale,  numerische  Integration  und uneigentliche Integrale; Komplexe Zahlen; Differentialgleichungen (1.Ordnung; linear 2.Ordnung mit konstanten Koeffizienten); Vektoren, Geraden und Ebenen; Matrizen, Determinanten, lineare Gleichungssysteme und Abbildungen; Isometrien, Eigenwerte und Eigenvektoren; Partielle Ableitungen,  Taylor-Formel,  lokale  Extrema;  Diskrete  Wahrscheinlichkeitsräume,  Zufallsvariablen und stetige Verteilungen

Lehrformen: Vorlesung, Übungen, selbständige Bearbeitung von Problemen zum Vorlesungsstoff

Prüfungsformen: Modulabschlussklausur 120 Min

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Bestandene Modulabschlussklausur (Erreichen von 50% ohne Bonuspunkte). Freiwillige Abgabe von Lösungen zu Übungsblättern mit Vergabe von Bonuspunkten.

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 5. + 6.

Credits: 8 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Dozent aus der Geographie (wechselt); Jörg Renner (Modulbeauftragter)

Lehrveranstaltungen:
a) GIS (WS), 2 SWS
b) Posteranfertigung (WS), 1 Tag Präsentation (individuell)
c) Vortrag zur B.Sc.-Arbeit (SS), 2 SWS

Teilnahmevoraussetzungen:
Formal: Teilnahme am Vortragsseminar erfordert die Anmeldung zur Bachelor-Arbeit   

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • kennen Studierende Präsentationsformen und können die heute gängigen Instrumente dafür bedienen und einsetzen.
  • haben die Studierenden den Gliederungsansatz wissenschaftlicher Arbeiten durch Erstellung von Poster und Vortrag verinnerlicht und selber praktisch umgesetzt.
  • haben die Studierenden durch die Einführung und das praktische Arbeiten mit einem GIS-Programm gelernt, im Gelände selber generierte (GPS-)Daten mit modernen Methoden weiter zu verarbeiten sowie vorhandene analoge und digitale Informationsquellen in ihre Arbeit einzubinden.

Inhalt:
a) GIS
Einführung in ArcGIS: Konzept ArcCatalog - ArcMap – ArcTools; ArcGIS Kartengrundlagen (Vector/Raster, coverages, shapefiles, geodatabase, tiffs, jpgs); ArcCatalog (Verwalten von Geodaten, Metadaten erzeugen und aktualisieren); ArcMap Grundlagen (ArcMap basics); Datenerfassung (Editing Data), Georeferenzieren, Grundlagen des Editierprozesses, Onscreen digitizing, Topological features;Bildschirmdarstellung (Displaying data); Vektorflächenkarten und Rasterkarten, Thematische Karten und Diagramme; Datenabfrage (Querying data); Arithmetische und logische Operationen, räumliche Operationen; Kartenausgabe (Symbole, Texte, Schraffuren, Platzierung, Duplizierung, Rotation, Rahmen, Legende, Styles)
Praktische Anwendungen: Thematische Karten, Planungskarten

b) Posteranfertigung
Erstellen und Präsentieren eines Posters zu gegebenem Thema unter Einhaltung formaler Vorgaben, kollektive Postersession (halber Tag)

c) Vortrag zur B.Sc.-Arbeit
Erstellen und Präsentieren eines Vortrags zum Thema der Bachelor-Arbeit (Vorträge werden in einem wöchentlich stattfindenden Seminar gehalten und offen diskutiert)

Lehrformen: Vorlesungen; Infoveranstaltungen, beratende und betreuende Einzelgespräche: Präsentationstermine

Prüfungsformen: Posterbegutachtung durch Dozenten, Vortragsbewertung durch Dozenten

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Bestandenes Poster, bestandener Vortrag

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 1. + 2.

Credits: 12 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Harrington (Modulbeauftragte, Endogene Prozesse), Prof. Dr. Immenhauser (Exogene Prozesse), Prof. Dr. Chakraborty (Sicherheit), Prof. Dr. Renner (Abfassen eines Berichts), Dr. S. Schuth (Geländeübungen)


Lehrveranstaltungen:
a) Endogene Geologie, 2 SWS
b) Exogene Geologie, 2 SWS
c) Geländeübungen zu Endogenen und Exogenen Prozessen, 2 Tage
d) Abfassen eines Berichtes, 2 SWS
e) Sicherheit in Gelände und Labor, 1 SWS

Teilnahmevoraussetzungen: keine        

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls 

  • kennen die Studierenden in Grundzügen, wie die Erde und die Planeten unseres Sonnensystems entstanden sind.
  • kennen die Studierenden die häufigsten Mineralbestandteile der Gesteine.
  • sind die Studierende mit Prozessen wie Plattentektonik und Gebirgsbildung, Vulkanismus und Magmatismus, Erdbeben sowie Strukturentwicklung bei Deformation in der Erdkruste, Prozesse an die Oberfläche der Erde und dessen Einfluss auf die klimatische Entwicklung der Erde vertraut.
  • verstehen die Studierende wie der Planet Erde seine Geschichte und die Geschichte des Lebens aufzeichnet.
  • verstehen die Studierende, warum sich die gegenwärtige Klimaerwärmung von allen anderen Warmphasen der Erdgeschichte unterscheidet.
  • können Studierende theoretisches Wissen in das Gelände übertragen.
  • wissen die Studierende, wie man sich sicher im Gelände und im Labor verhält.
  • können Studierende mittels einfacher Beschreibungen und elementarer Ergebnisdiagramme einen Bericht verfassen.

Inhalt:
a) Endogene Geologie:
Aufgaben der Geowissenschaften, Bildung des Sonnensystems, der Erde und Planeten, Schalenbau der Erde, Grundlagen der Plattentektonik, Information zum Erdinnern, Minerale und Gesteine, Druck und Temperatur als Zustandsvariabel, Phasenbeziehungen, Entstehung und Eigenschaften von Schmelzen und Magmen, Vulkanismus und Erdbeben, Metamorphose der Gesteine, Deformation der Gesteine, Strukturentwicklung bei spröder und duktiler Deformation, Geschwindigkeit geologischer Prozesse, Struktur der Kruste und Entschlüsselung ihrer geologischer Geschichte, Plattentektonik und Entwicklung der Kruste

b) Exogene Geologie:
Das Archiv unseres Planeten; die frühe Erde; System Erde (Interaktion von Sonnenstrahlung, Ozeanen und Atmosphäre); Klima (Gaia, Treibhauseffekt, und Thermostat der Erde); Landschaft, Erosion und Massentransport; der Wasserkreislauf; Prozesse in Ozeanen; Wüsten, Wind, Staub; Eis und Gletscher; Klima und Mensch.

c) Geländeübung zur Endogenen und Exogenen Geologie:
Übersicht prozesscharakterisierender Parameter: Zeit, Größenordnungen, Erosion, Transport und Ablagerung von Sedimenten und Erkennung der Ablagerungsmilieus (z.B. fluviatil, lakustrin). Hinweise von Meeresspiegelschwankungen. Profile als Spiegel der zeitlichen Entwicklung. Eis als Umweltfaktor und Landschaftsgestaltungselement. Sedimentationsraum Deutschland. Terrestrischer Vulkanismus und seine Produkte. Bedeutung mineralischer Rohstoffe im täglichen Leben sowie geotechnische und hydrogeologische Aspekte. Es wird empfohlen, diese Veranstaltung bereits im zweiten BSc-Semester zu besuchen, da hier die Grundlagen für Geländeveranstaltungen in höheren Semestern vermittelt werden.

d) Abfassen eines Berichtes:
Berichtsformen (Zweck und Zielsetzung von Berichten); Gliederung und Formales (vom Wort zum Satz zum Absatz zum Kapitel); Schreiben, Dokumentieren und Verweisen (Einführung in Word und Excel)

e) Sicherheit in Gelände und Labor:
persönliche Schutzausrüstung, Notrufnummern, Verhalten im Gelände, sicherheitsrelevante Ausstattung in Laboratorien

Lehrformen:

a) Endogene Geologie: seminaristischer Unterricht mit Vorlesungsfolien und ergänzendes Lesestoff elektronisch verfügbar auf dem Moodle-Kurs.

b) Exogene Geologie: Vorlesung

c) Geländeübung zur Endogenen und Exogenen Geologie: Geländekurs mit Aufschlussansprachen inklusive Aufgreifen und Diskussion aller Beobachtungen, die etwas mit geologischen Prozessen zu tun haben. Hierzu werden Aufschlüsse des Oberkarbons entlang des Baldeneysees und ein Steinbruch des inzwischen weitgehend abgebauten Kunkskopf-Vulkans in der Eifel an zwei Tagen besucht. Die Studierenden erlernen anschließend, kurze Exkursionsberichte inklusive Zeichnungen der Aufschlüsse zu erstellen. Es wird empfohlen, diese Geländeveranstaltung bereits im zweiten BSc-Semester zu besuchen, da hier die Grundlagen für Geländeveranstaltungen in höheren Semestern vermittelt werden.

d) Abfassen eines Berichts: Vorlesung, angeleitete Nutzung der Programme Word und Excel in einem mit Rechnerzugang ausgestatteten Unterrichtsraum, selbstständige Bearbeitung von wöchentlich gestellten Übungsaufgaben zu den in der Vorlesung besprochenen Aspekten des Berichtsverfassens

Prüfungsformen: Schriftliche (evtl. elektronische) Modulabschlussklausur für zu den Vorlesungen Endogene und Exogene Prozesse (3-stündig); unbenotete, schriftliche Berichte zu den Veranstaltungen Geländeübung und Abfassen eines Berichts

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Die Kreditpunkte werden vergeben bei bestandener Klausur (mind. 50 %), zwei bestandenen Berichten, der Abgabe des Feldbuchs und der Teilnahme am Sicherheitskurs. Die Modulbewertung entspricht der Bewertung der Modulabschlussklausur.

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 2. + 3.

Credits: 5 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Dr. René Hoffmann

Lehrveranstaltungen:
a) Erdgeschichte, 1 SWS
b) Paläontologie Vorlesung, 1 SWS
c) Paläontologie Übungen, 1 SWS

Teilnahmevoraussetzungen: Für Studierende im Bachelor-Programmen.        

Lernziele:  Die Studierenden können am Ende des Moduls

  • die Entstehung der Erde, deren Entwicklung in Bezug auf Geologie, Klima und Lebewelt verstehen.
  • sind in der Lage, die Ordnung von Organismen und deren Überlieferungen als Fossilien auch anhand von fossilführenden Gesteinsproben nachzuvollziehen.
  •  sind in der Lage, die wichtigsten Fossilgruppen zu erkennen und die vorgestellten Gruppen in das natürliche System der Organismen einzuordnen.

Inhalt:
a) Erdgeschichte:
Erläuterung der Entstehung des Erde-Mond Systems sowie der Erdkernbildung mit anschließender Entwicklung der Atmosphäre, und der Ozeane (Sandbergzyklen). Es werden die chronostratigraphische Tabelle und Datierungsmethoden (Litho-, Bio-, Magneto-, Chemostratigraphie), vorgestellt. Die Erdzeitalter werden in chronologische Reihenfolge beginnend mit dem Ältesten vorgestellt. Zu jedem Erdzeitalter werden die wichtigsten geologischen, klimatologischen (Icehouse/Greenhouse-Welten) und biologischen Veränderungen (Massenaussterben) erläutert.

b)Paläontologie Vorlesung:
Es werden die grundlegenden Methoden und Arbeitskonzepte der Paläontologie vorgestellt: Taphonomie und Diagenese, Ontogenie und Wachstum, Artkonzepte, Systematik und Nomenklatur, Evolution und Phylogenie, Geosphären-Biosphärenkopplung, Massenaussterben, Paläoökologie, Lebensweise, Ernährung, Paläoozeanographie, Fossillagerstätten.

c) Paläontologie Übung:
Es werden die wichtigsten Organismen-Großgruppen und Arbeitsmethoden vorgestellt. Entwicklung des Lebens-Übersicht: Vom Bakterium zum Menschen, Ursprung des Lebens, kernlose Organismen, Bakterien,Stromatolithe, marine Algen-Sauerstoffproduzenten der Ozeane, Foraminiferen und Radiolarien-Tierische Einzeller, Erste mehrzellige Organismen-Urbecher und Schwämme, Korallen-wichtige Riffbauer der Erdgeschichte, Weichtiere (Schnecken, Muscheln, Kopffüsser)-wichtige Bestandteile mariner Ökosysteme, Arthropoden (Trilobiten, Ostracoden) - Über die Darstellung von Entwicklungstrends wird eine Verknüpfung und somit die Basis zum Grundverständnis der Biostratigraphie gelegt, Echinodermata, Brachiopoden und ihre ökologische Aussagekraft und das aktualistische Prinzip, Graptolithen, Conodonten-frühe Wirbeltiere. Zu jeder vorgestellten Gruppe werden die wichtigsten Informationen zur Morphologie, Ontogenie, Phylogenie, Lebensweise und Fossilisation vermittelt.

Lehrformen: Vorlesungen; Übungen

Prüfungsformen: Schriftliche Klausur

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Bestandene Klausur

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 5.

Credits: 11 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: K. Fischer

Lehrveranstaltungen:
a) Statistik und Fehlerrechnung, 2 SWS
b) Geowissenschaftliches Praktikum, 4 SWS

Teilnahmevoraussetzungen: 
Formal: ein Modul aus Mathematik, Physik, Chemie oder Grundlagen der Geowissenschaften muss bestanden sein.
Inhaltlich: Kenntnisse in Mathematik und Physik auf dem Niveau der Module Mathematik und Physik.       

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • wissen Studierende, was eine physikalische Messung ist und können die Qualität einer Messung mit Hilfe von statistischen Verfahren sowie Verfahren zur Fehlerfortpflanzung quantifizieren,
  • verstehen Studierende, wie sich Messunsicherheiten auf physikalische Messungen auswirken und kennen den Zusammenhang von statistischen Verteilungen, Wahrscheinlichkeiten und Messergebnissen,
  • können Studierende statistische Verfahren in Zusammenhang mit Messungen anwenden und geeignete Funktionen bzw. Kurven an Messwerte anpassen,
  • kennen Studierende die wichtigsten Labormethoden in den Geowissenschaften, können einfache Versuche selbständig durchführen, auswerten sowie protokollieren und sind in der Lage die Möglichkeiten und Grenzen der verschieden Labormethoden aufzuzeigen,
  • sind die Studierenden in der Lage, die wichtigsten Computerprogramme zur Durchführung, Auswertung und Protokollierung von Versuchen im Labor anzuwenden.

Inhalt: 
Statistische Methoden zur Beschreibung von Messwerten; Grundlagen der Fehlerrechnung / Fehlerfortpflanzung; Ermittlung und Darstellung von Messwerten und Messunsicherheiten; Anpassung von Funktionen / Kurven an Messwerte (mathematische Grundlagen und praktische computergestützte Durchführung); Grundlagen von allgemeinen Wahrscheinlichkeitsverteilungen und insbesondere der Normalverteilung

8 Laborversuche und -methoden aus einem Pool von 12 Versuchen aus allen Bereichen der Geowissenschaften;
Protokollierung und quantitativer Auswertung der durchgeführten Versuche mit Unterstützung durch geeignete Standardsoftware

Lehrformen:
a) Vorlesung mit begleitenden Übungsaufgaben (Hausaufgaben)
b) Praktische Übungen im Labor in Kleingruppen (3 Studierende) mit selbständiger Vorbereitung und
schriftlichen Bericht

Prüfungsformen:
a) Klausur unbenotet
b) schriftlicher Bericht zu jedem Versuch, max. 15 Seiten, Bearbeitungszeit 2 Wochen

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Bestehen der Klausur (mind. 50 Prozentpunkte) sowie bestandene Berichte zu den Versuchen

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 2. + 4.

Credits: 15 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Ch. Pascal (Modulbeauftragter, Geländeübungen), Prof. Dr. T. Backers (Geländeübungen, Kartierkurs), Prof. Dr. A. Dziggel (Kartierkurs), Prof. Dr. S. Chakraborty (Geländeübungen), Dr. T. Heinze (Geländeübungen), Dr. Müller (Geländeübungen), Dr. S. Schuth (Geologische Karten & Profile, Geländeübungen), 

Lehrveranstaltungen:
a) Geologische Karten und Profile, 4 SWS
b) Geländeübungen Methoden, 10 Tage
c) Kartierkurs 1, 7 Tage

Teilnahmevoraussetzungen: "Geländeübungen Methoden" und "Kartierkurs 1" für Studierende mit Zulassung für das 3. Semester; erfolgreicher Abschluss von "Geologische Karten und Profile" vor Teilnahme am "Kartierkurs 1"     

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • können die Studierenden sich im Gelände orientieren und im Sinne der Arbeitssicherheit angemessen verhalten.
  •  haben die Studierenden an Kartenbeispielen aus mehreren Ländern gelernt, sich die auf einer geologischen Karte zweidimensional dargestellte Situation auch in der dritten Dimension zu veranschaulichen, z. B. durch Profilschnitte, und die zugrundeliegende zeitliche Entwicklung abzuleiten.
  • sind die Studierenden in der Lage, ausgehend von punktuellen Beobachtungen im Gelände die flächenhafte Verbreitung von Gesteinen zu erfassen, strukturelle Zusammenhänge herauszuarbeiten und damit selber konsistente geologische Karten zu erstellen.
  • kennen Studierende die wichtigsten Arten digital verfügbarer Geodaten, deren Quellen, Aussagekraft und Bearbeitungs- sowie Anwendungsmöglichkeiten.
  • können Studierende für die verbreitetsten Arbeitsrichtungen wesentliche Befunde im Gelände erkennen und dokumentieren sowie für weiterführende Untersuchungen und Bewertungen wichtige Parameter erfassen und in Tabellen, Diagrammen und Berichten gemäß nationaler und internationaler Gepflogenheiten präsentieren.
  • kennen Studierende standardmäßig eingesetzte Geräte, Arbeitsabläufe, die möglichen Genauigkeiten, Fehlerquellen und deren Auswirkungen, den für eine gewünschte Qualität erforderlichen Arbeitsaufwand,
  • können Studierende einfache Aufgabenstellungen selbstständig bearbeiten und sind in der Lage, Dokumentationen anderer Personen zu verstehen und kritisch zu hinterfragen.

Inhalt: 
Gefährdungsbeurteilung / Verhaltensanleitung (Unterweisung) für Geländearbeiten;

Projektionsmöglichkeiten der Erdoberfläche in eine (Karten-)Ebene; (inter-)national gebräuchliche Koordinatensysteme, einschließlich Lokalisierung von Punkten und Orientierung; Darstellung von Objekten und Höhen; Konstruktion nicht überhöhter und überhöhter morphologischer Profile

Bestimmung und Beschreibung der Lagerung planarer und linearer geologischer Elemente; Darstellung planarer geologischer Elemente durch Streichlinien; Konstruktion von Ausstrichlinien auf der Basis von Relief- und Lagerungsdaten

Ausprägung unterschiedlicher geologischer Situationen in geologischen Karten: söhlige Lagerung, einheitlich geneigte Lagerung (Schichtstufenland), Bruchschollenbau (Störungstypen, Bestimmung von Versatzbeträgen), Faltenbau (Typen, Achsen, Achsenfläche, Vergenz, Abtauchen), Diskordanzen

Positionsbestimmung im Gelände; an Struktur angepasste Kartierstrategien; systematisches Vorgehen bei Kartierung im Gelände , makroskopische Gesteinsansprache an skandinavischen Geschieben in einer Kiesgrube , Aufnahme stratigraphischer Profile in klastischen und karbonatischen Sedimentgesteinen

Erkennung und Bestimmung der Lagerung von Schichten und Störungen im Gelände; Darstellung von Lagerungsdaten in der Lagenkugelprojektion; Darstellung der Befunde in einer Karte mit Streichlinien und Konstruktion von Faltenparametern; Vergleich der Darstellungen in Karte und Lagenkugel;

Aufschlussaufnahme; zeichnerische Darstellung in 2D und 3D; Kluftmessungen, Auswertung, Darstellung als Kluftrosen und Verteilungsdiagramme in der Lagenkugel; Vergleich der Darstellungen, ihrer Aussagekraft und Einsatzbeschränkungen; Schieferung(en) und ihre Position in normalen und überkippten Falten; Knickzonen

Erkennung repräsentativer Fossilgruppen im Gelände; Interpretation nach Alter und Lebensraum

Messung von Grundwasserständen und Bestimmung einfacher hydrochemischer Parameter im Gelände; Konstruktion eines Grundwassergleichenplans

Erfassung und Darstellung geotechnischer Parameter durch Messungen am Fels und in Rammkernsondierungen

Lehrformen: Mündliche Einführung, praktische Übungen

Prüfungsformen: Schriftliche Berichte (einschließlich zahlreicher Abbildungen) über die bei Kartierung und Geländeübungen erarbeiteten Ergebnisse, Klausur zu "Geologische Karten und Profile"

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Aktive Teilnahme mit Durchführung von praktischen Übungen und Lösung von Konstruktionsaufgaben, eigenständige Kartierung, bestandene Berichte und Klausur

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 1. + 2.

Credits: 15 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Professoren der Physik (wechselt jährlich); Jörg Renner (Modulbeauftragter)

Lehrveranstaltungen: a) Physik I  (WS), 4 SWS
                                     b) Mechanik für Geowissenschaftler (WS), 3 SWS
                                     c) Physik II (SS), 4 SWS

Teilnahmevoraussetzungen: inhaltlich: Kenntnisse in Mathematk und Physik auf dem Niveau von Grundkursen an weiterführenden Schulen, Besuch eines Vorkurses wird empfohlen        

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • haben Studierende ein Verständnis für physikalische Vorgänge erlangt
  • können Studierende komplexe physikalische Vorgänge anhand von Modellen erklären
  • können Studierende physikalische Zusammenhänge mit mathematischen Methoden beschreiben 
  • haben Studierende einen ersten Eindruck der physikalischen Aspekte des Aufbaus der Erde und der Vorgänge an ihrer Oberfläche gewonnen

Inhalt:
a) Physik I:
Mechanik des Massenpunkts; Mechanik starrer Körper; Schwingungen und Wellen; Wärmelehre

b) Mechanik für Geowissenschaftler:
Einordnung und Ansatz der Mechanik; Körpereigenschaften (Dichte, Schwerpunkt, Trägheitsmoment); Kraft und Drehmoment; Spannung, Verformung, elastische Kenngrößen

c) Physik II:
Elektrizitätslehre;  Elektrische  Schwingkreise;  Optik:  Strahlen  und  Wellen;  Elementare  Atomphysik (Schalenaufbau, Röntgenstrahlung, Welle-Teilchen-Dualismus)

Lehrformen: Vorlesungen; Übungen (Vertiefung von Vorlesungsinhalten; Rechenübungen)

Prüfungsformen: Schriftliche Modulabschlussprüfung; 2-stündig

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Bestandene Modulabschlussprüfung

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 3. + 4.

Credits: 8 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende:Thomas Fockenberg (Modulbeauftragter), Dozenten der Physik und Chemie

Lehrveranstaltungen:
a) Praktikum Physik, 3 SWS
b) Praktikum Chemie, 3 SWS

Teilnahmevoraussetzungen: Bestandene Module in Physik bzw. Chemie      

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • verfügen die Studierenden über einen praktischen Bezug zum in den Vorlesungen erarbeiteten Wissen in den Fächern Physik und Chemie.
  • erlernen sie grundlegende handwerkliche Fertigkeiten für das Experimentieren an Laborgeräten und den Umgang mit unbedenklichen Stoffen bzw. Gefahrstoffen mit geringen Handhabungsanforderungen
  • erhalten Kenntnisse über das sichere und sachgerechte Arbeiten in Laboratorien.
  • Zu den Zielen gehört auch die Vermittlung von Fähigkeiten, Protokolle über die Labortätigkeiten zu verfassen und die erzielten Daten zu dokumentieren sowie angemessen darzustellen (Laborjournal).

Inhalt:
a) Physik:
12 ausgewählte klassische Experimente aus dem Bereich der Experimentalphysik und Elektrizitätslehre

b) Chemie:
„Laborführerschein“ mit Online- und Präsenzveranstaltungen (Verhalten im Labor, Umgang mit Gefahrstoffen, Verhalten im Notfall, Brandschutzvorlesung, Löschübung); 6 Versuchstage (Sachgerechter Umgang mit Stoffen, Wägen, Volumenmessung Säure-Base-Reaktionen, Redoxreaktionen, Fällungsreaktionen, Dokumentation der Versuche und Auswertung Qualitative Analyse

Lehrformen: Praktische Übungen mit mündlicher Überprüfung von Kenntnissen zu den Versuchen

Prüfungsformen: keine Prüfung

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Durchführung der praktischen Versuche mit bestandenen Berichten

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 4.

Credits: 5 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Annika Dziggel

Lehrveranstaltungen:
a) Rohstoffe und Regionale Geologie, 2 SWS
b) Geländeübungen (Harzexkursion), 1 SWS

Teilnahmevoraussetzungen: Für Studierende im Bachelor-Programm.        

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls 

  • kennen die Studierenden die grundlegenden Modelle zur Entstehung unterschiedlicher Lagerstättentypen und deren erdgeschichtliche Altersstellung und plattentektonischen Rahmen.
  •  kennen sie die regionale Verbreitung und Verwendung mineralischer Rohstoffe unter Berücksichtigung der geologischen Entwicklung Mitteleuropas.
  • lernen die Studierenden, unterschiedliche Lagerstättentypen auf Basis von Gesteinsproben anhand des Mineralbestandes und der Texturen zu klassifizieren.
  • Die theoretisch vermittelten Kenntnisse werden am Beispiel des Westharzes im Gelände vertieft.

Inhalt:
a) Rohstoffe und Regionale Geologie:
Einführung in die Grundlagen der Lagerstättenlehre und Erläuterung unterschiedlicher genetischer Modelle und Klassifikationen mineralischer Rohstoffe. Die Entstehung, erdgeschichtlichen Alterstellung und der plattentektonischen Rahmen ausgewählte Lagerstätten metallischer und nicht-metallischer Rohstoffe werden erläutert. Die wichtigsten Erzminerale und Gefüge sowie die Verwendung metallischer und nicht-metallischer Rohstoffe werden vorgestellt. Die regionale Verbreitung, wirtschaftliche Bedeutung und Produktion von Rohstoffen in Deutschland wird auf Basis der geologischen Entwicklung Mitteleuropas zu unterschiedlichen Erdzeitaltern erläutert.

b) Geländeübungen:
Erläuterung der geologischen Entwicklung des Harzes vom Devon bis zum Perm. Es werden die wichtigsten Gesteinstypen und geologischen Ereignisse vorgestellt: Ablagerungsräume devonischer bis karbonischer Sedimente und vulkanischer Gesteine, die variskische Gebirgsbildung, Intrusion des Brockengranits sowie basischer und ultrabasischer Gesteine, Transgression des Zechstein Meeres. Zu den unterschiedlichen Gesteinen/geologischen Ereignisse werden unterschiedliche Aufschlüsse besucht und die wichtigsten Informationen zu deren Entstehung vermittelt.

Lehrformen: Vorlesungen; Übungen

Prüfungsformen: Schriftliche Modulabschlussklausur; unbenoteter, schriftlicher Bericht zu den Geländeübungen

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Die Kreditpunkte werden vergeben bei bestandener Modulabschlussklausur und einer erfolgreichen Teilnahme an den Geländeübungen. Eine erfolgreiche Teilnahme an den Geländeübungen liegt vor, wenn die Studierenden im Gelände aktiv mitarbeiten und der schriftliche Bericht vor Fristende bei der Modulbeauftragten in der gewünschten Form (Papier, digital, etc.) abgegeben und bestehen.

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Wahlpflichtmodule

Sie müssen drei der derzeit angebotenen Wahlmodule absolvieren, um Ihren BSc abzuschließen.

Semester: 3. - 5.

Credits: 15 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Stefan Wohnlich, Prof. Dr. Tobias Backers

Lehrveranstaltungen:
a) Hydrogeologie, 4 SWS
b) Grundlagen der Ingenieurgeologie, 4SWS
c) Darstellen und Analysieren geotechnische Informationen
d) Geländeübung Angewandte Geologie, 2 Tage

Teilnahmevoraussetzungen: Für Studierende in Bachelor-Programmen
Formal: Veranstaltung ‚Mechanik für Geowissenschaftler‘ muss erfolgreich abgeschlossen sein; Modul ‚Grundlagen der Geowissenschaften‘ muss bestanden sein        

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • kennen Studierende die grundlegenden Konzepte in der Hydrogeologie und Ingenieurgeologie und verstehen die Zusammenhänge der geologischen Verhältnissen, physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften von Boden und Fels und dem darin fließenden Grundwasser.
  • können die Studierenden die ingenieurgeologischen und hydrogeologischen Verhältnisse in Bezug auf praktische Anwendungen beurteilen.
  • kennen Studierende geeignete Messverfahren zur Untersuchungen von geomechanischen und hydrogeologischen Eigenschaften im Labor und im Gelände.

Hydrogeologie:
Die Teilnehmenden erlernen relevante hydrogeologische Fachbegriffe und verstehen Zusammenhänge zwischen geologischen Bedingungen und dem Vorkommen von Grundwasser sowie dessen Eigenschaften. Die Studierenden erlernen Methoden der Erkundung und Charakterisierung von Grundwasserleitern und Einzugsgebieten und wenden diese in den begleitenden praktischen Übungen selbständig an.

Ingenieurgeologie: Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer sind mit der ingenieurgeologischen Fachterminologie vertraut, können Lockergestein, Festgestein und Fels fachgerecht beschreiben und benennen und kennen die wichtigsten Parameter zur Beschreibung der Eigenschaften von Locker- und Festgesteinen. Darüber hinaus sind sie mit den Grundlagen der Normung und Richtlinien vertraut und kennen die wesentlichen ingenieurgeologisch relevanten Erkundungsmethoden. Im Numeriklabor werden Grundlagen für Handhabung und Bewertung ingenieurgeologischer Modellierungsansätze vermittelt.

Inhalt

  • Grundlagen, Begriffe und Methoden der Hydrogeologie: Hydrogeologische Gesteinseigenschaften, Grundwasserneubildung, Grundwassertransport und Schadstoffe im Grundwasser; Hydrogeologische Exkursion durch das Ruhrgebiet
  • Grundlagen, Begriffe und Methoden der Ingenieurgeologie: Lockergestein, Festgestein, Fels, mechanische und physikalische Eigenschaften, Stabilität von Baugrund, Böschungen, Deponien; Einführung in numerische Methoden der Ingenieurgeologie

In der gemeinsamen Geländeübung erlernen Teilnehmende die Grundlagen der ingenieurgeologisch-hydrogeologischen Projektarbeit anhand eines Realbeispiels. In Gruppen erarbeiten Sie die Erkundung und Bewertung einer Altlast und beschreiben diese anhand eines Gutachtens. Somit werden arbeitsmarktrelevante fachspezifische und kommunikative Kompetenzen in Form eines Planspiels generiert.

 

Lehrformen: Vorlesungen mit begleitenden Übungen ,Bereitstellung von auf den Lehrinhalten aufbauenden Hausaufgaben, Numeriklabor und Exkursion, Geländeübung mit Planspiel

Prüfungsformen: Schriftliche Klausur über die Inhalte der Lehrveranstaltungen ‚Hydrogeologie‘ und ‚Ingenieurgeologie‘; Dauer 120 Minuten.
Bericht über die im Rahmen der Geländeübung gestellte Aufgabe; Berichtserstellung in Gruppen von max. 3 Studierenden; Bericht max. 20 Seiten; Berichtsabgabe 3 Wochen nach Ende der Geländeübung

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte:
bestandene Modulprüfung
Teilnahme an, und Abgabe von mindestens 70% der Übungen in a) und b)
Teilnahme an der hydrogeologischen Exkursion und am ingenieurgeologischen Numeriklabor (als Teile von a) und b))
Aktive Teilnahme an der Geländeübung c)
Bestandener Bericht der Geländeübung c)

Für weitere Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 3.

Credits: 15 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: A. Immenhauser (Modulbeauftragter) und T. Backers. A. Immenhauser und C. Pascal (Geländeübung), wechselnde Assistenten Geländekurse

Lehrveranstaltungen:
a) Sedimentologie, 3 SWS
b) Quartärgeologie, 2 SWS
c) Geländeübung Quartärgeologie, 2 Tage
d) Geländeübung, 10 Tage

Teilnahmevoraussetzungen: Für Studierende im Bachelor-Programm Geowissenschaften.       

Lernziele:  Studierende wurden nach Beendigung des Moduls in die Grundlagen der Geologie eingeführt. Die
Vorlesungen und die Geländeübungen ergänzen sich.

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • kennen und erkennen die Studierenden die wichtigsten Ablagerungsräume und deren Sedimente und Sedimentgesteine
  • verstehen die Studierenden, wie aus Lockersedimenten Sedimentgesteine werden
  • kennen die Studierenden die grundlegenden Eigenschaften der Sedimente und Sedimentgesteine
  • verstehen die Studierenden die sich aus den spezifischen Eigenschaften der verschiedenen Sedimente und Sedimentgesteine ergebenden geogenen Gefahren
  • verstehen Studierende die grundlegende Bedeutung von Sedimenten für unsere Zivilisation
  • verstehen Studierenden die Nutzung geologischen Wissens zur Lösung praktischer Probleme
  • Durch rege Diskussion haben die Studierenden die Fähigkeiten verbessert, Inhalte zu strukturieren, zu analysieren und Ergebnisse / Vorschläge für Reaktionen etc. situationsangepasst zu kommunizieren.

Inhalt:

Inhalt

In der Veranstaltung Sedimentologie umfasst dieses Modul ein grundlegendes Verständnis der Lockersedimente und Sedimentgesteine und deren Ablagerungsräume auf den Kontinenten und in den Ozeanen. Die Veranstaltung besteht aus einer Vorlesung und einem Gesteinspraktikum sowie einem Geländekurs. Die Studierenden begreifen, dass Sedimente wichtige Rohstoffe sind, als Baumaterial oder Bauuntergrund dienen, als Speicher für Wasser, Öl, Gas, Kohle und Erze dienen, und dass wir unsere Nahrung auf Böden anbauen. Die Studierenden kennen die wichtigen Sedimentgesteine und können diese im Handstück und Gelände ansprechen und in einem dreidimensionalen Kontext interpretieren. Die Studierenden verstehen, dass jeder Ablagerungsraum des Planeten Erde sehr spezifische Sedimente hervorbringt und wie diese, im fossilen Zustand Aussagen über vergangene Ablagerungsräume und deren Veränderung durch die Erdgeschichte machen können. Themen sind: Grundtypen der Sedimente; Sedimentstrukturen; Diagenese; Grundlagen der Stratigraphie; Gebirge und Hügellandschaften; Flüsse und Seen; Vulkanische Sedimente; Küsten und Schelfsedimente; Offen marine Sedimente; Organogene Sedimente.

In der Veranstaltung Quartärgeologie werden die speziellen Bedingungen, Prozesse und Ablagerungsräume des Pleistozäns und Holozäns besprochen. Die Sedimente des Quartärs sind vielfach nicht oder wenig verfestigt und haben dadurch besondere Eigenschaften, welche auch die zivilisatorische Nutzung beeinflussen. Ausgehend von einer Analyse des Klimas und der dadurch gegebenen Bedingungen werden die Liefergebiete, die Ablagerungsräume, die maßgeblichen Sedimente, deren Eigenschaften nebst deren Veränderlichkeit und die sich ausbildende Morphologie vermittelt. In der dazugehörigen Geländeübung werden die Strukturen veranschaulicht.

Im Zuge der Geländeübung erlernen Studierende ein dreidimensionales Verständnis von Gesteinseinheiten und deren Deformation im Gelände. Sie erstellen, in Form einer Gruppenarbeit eine Kartierung, einen Profilschnitt und einen Bericht zur Kartierung. Nach dem Kurs sind die Studierenden für die Erkennung der Spuren bzw. die Wahrnehmung aktuell ablaufender geologischer Prozesse im Gelände sensibilisiert. Durch die Diskussion jeder einzelnen Beobachtung haben die Studierenden die Inhalte der Vorlesungen wiederholt und teilweise vertieft. Sie haben ferner geübt, auf der Basis ihrer Beobachtungen die Rahmenbedingungen der Prozesse abzuschätzen und den Grad der jeweiligen Beeinflussung zu bewerten; nicht nur für abgeschlossene, sondern auch für laufende Prozesse. Themen sind: Gesteinsansprache im Gelände; Erfassen von Gesteinskörpern in 3 Dimensionen; Übersicht prozesscharakterisierender Parameter allgemeiner Geologie im Gelände; Aufnahme von Skizzen; Anfertigen geologischer Karten; Abfassen eines Berichtes; Erstellen von Profilschnitten

Lehrformen: Vorlesung, Übung und Geländekurs

Prüfungsformen:
Vorlesung: Schriftliche Klausur
Geländekurs: Bericht, Kopie des Feldbuchs, Lernprotokoll

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Ausreichende Bewertung der Klausur und erfolgreiche Teilnahme am Geländekurs

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 3. - 5.

Credits: 15 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Friederich, Renner

Lehrveranstaltungen:
a) Allgemeine Geophysik, 4 SWS
b) Angewandte Geophysik, 4 SWS
c) Geländeübung, 6 Tage

Teilnahmevoraussetzungen:
Formal: ein Modul aus Mathematik, Physik, Chemie oder Grundlagen der Geowissenschaften muss bestanden sein.
Inhaltlich: Kenntnisse in Mathematik und Physik auf dem Niveau der Grundvorlesungen im ersten Jahr        

Lernziele:  Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • kennen Studierende den Aufbau des Erdinnern und verstehen die grundlegenden dort ablaufenden dynamischen Prozesse,
  • kennen und verstehen Studierende die Beobachtungen und Methoden, die zur Erkundung des Erdinnern und zur Lokalisierung und Charakterisierung von Erdbeben genutzt werden
  • sind Studierende mit den Ansätzen, dem Potential aber auch den Limitationen zerstörungsfreier Untersuchungen des Untergrunds soweit vertraut, dass sie in der Lage sind, für ein sich stellendes Explorationsproblem bzw. eine Untergrunderkundung ein Konzept zu erarbeiten, das die Vor- und Nachteile der verschiedenen geophysikalischen Methoden gegeneinander abwägt
  • haben Studierende ein Verständnis des Zusammenhangs zwischen den physikalischen Eigenschaften im Untergrund und dem Ergebnis einer Messung an der Oberfläche bzw. in Bohrlöchern entwickelt
  • können Studierende einfache Datensätze bearbeiten und mit selbsterstellten Modellkurven auswerten sowie physikalischer Eigenschaften von Gesteinen berechnen

Inhalt:
a) Allgemeine Geophysik:
I) Grundlagen der Elastizitätstheorie, Seismische Wellen mit Wellengleichung, Strahlentheorie, Brechungsgesetz, Laufzeitkurven
II) Seismologische Beobachtungen zur Erkundung des Erdinnern (Laufzeiten, Oberflächenwellen, Eigenschwingungen) und abgeleitete Standard-Erdmodelle, seismische Tomographie und dreidimensional veränderliche Erdmodelle
III) Erdbeben: Auswirkungen, Detektion und Lokalisierung, Beschreibung als Bruchprozess, Herdparameter und deren Bestimmung, Häufigkeit von Erdbeben, Gutenberg-Richter-Beziehung, Magnituden
IV) Energietransport und thermomechanische Prozesse im Erdinnern: Wärmeleitung und Advektion, Temperatur in kontinentaler und ozeanischer Lithosphäre und tiefem Mantel, Konvektion

b) Angewandte Geophysik:
I) Einführung
1) Zielobjekte der geophysikalischen Prospektion/Exploration
2) Grundlagen der digitalen Datenaufzeichnung und -bearbeitung
II) Potentialverfahren: Grundlagen und Messtechniken
1) Gravimetrie
2) Geoelektrik
3) Magnetik
III) Wellenverfahren: Grundlagen und Messtechniken
1) Vom Seismogramm zum Untergrundmodell
2) Bodenradar
IV) Bohrlochmessungen und Bohrlochstabilität

c) Geländeübung:
Anwendung der grundlegenden Aufschlussmethoden der Geophysik (Geoelektrik, Georadar, Magnetik, Seismik) im Feld mit anschließender quantitativer Auswertung der erhobenen Daten.

Lehrformen:
a), b) Vorlesung, mit den Vorlesungsstoff begleitenden Übungsaufgaben, separate Übungsstunden zur Besprechung der Übungsaufgaben in Kleingruppen, Umgang mit Tabellenkalkulation zur Lösung von Übungsaufgaben, virtuelles Vorführen der Lösungen durch die Studierenden
c) Geländeübung

Prüfungsformen: Schriftliche Modulabschlussklausur, 120 Minuten; Bericht zur Geländeübung

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Bestandene Modulklausur und Bericht, freiwillige Präsentation von Lösungen zu Übungsaufgaben in Übungsgruppen zur Erlangung von Bonuspunkten

Für weitere Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Semester: 3. - 5.

Credits: 15 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Jürgen Schreuer, Hans-Peter Schertl, Sumit Chakraborty

Lehrveranstaltungen:
a) Kristallographie, 4 SWS
b) Mineralogie, 2 SWS
c) Petrologie, 4 SWS

Teilnahmevoraussetzungen: Formal: Mindestens 1 Modul aus dem Studienplan des ersten Jahres muss bestanden sein.       

Lernziele:  Die Studierenden sind nach Abschluss des Moduls

  • in der Lage, die Bildung natürlicher Gesteine in einem großen Maßstabsbereich, vom Aufschluss im Gelände bis in den atomaren Bereich der Kristallstrukturen, nachvollziehen zu können.
  • kennen die Methoden im Umgang mit strukturellen und chemischen Eigenschaften von Mineralien und Gesteine und die Grundprinzipien der Symmetrielehre.
  • wissen, wie gesteinsbildende Minerale strukturell aufgebaut sind, kennen deren Eigenschaften und können Vorgänge während der Mineralneubildung bzw. der Schmelzbildung makroskopisch und auch auf atomarer Ebene verstehen.

Inhalt:
a) Kristallographie:
Kristallgitter (atomarer Aufbau von Kristallen, Nah- und Fernordnung, Elementarzellen, Bezugssysteme, Miller Indizes, Zonen, Kristallmorphologie), Kristallsymmetrie (Symmetrieelemente, Punktgruppen, Bravais-Gitter, Raumgruppen, Formen), Röntgenbeugung (Erzeugung von Röntgenstrahlung, Beugung am Kristallgitter, Bragg-Gleichung, Diffraktometer, Gitterkonstantenbestimmung), Geometrische Bauprinzipien (Atom- und Ionenradien, Koordinationspolyeder, Paulingsche Regeln, Bond-Valence Modell, Packungsdichten, Kugelpackungen und daraus abgeleitete Strukturtypen, Strukturchemie der Silikate), Ideal- und Realkristall (Gitterenergie, Gitterschwingungen, Wärmekapazität, thermische Dehnung, Elastizität, Klassifikation von Baufehlern, thermische Punktdefekte), Phasenumwandlungen (thermodynamische Potentiale als Funktion von Temperatur und Druck, Klassifikation von Phasenumwandlungen, atomistische Mechanismen), Kristallisation (Grenzflächenenergie, Keimbildung, Ostwaldsche Stufenregel, Ostwald-Miers-Bereich, Kristallwachstum, Morphologie, Kristallzüchtung).

b) Mineralogie:
Es werden chemische Zusammensetzungen und mögliche Substitutionen der Minerale besprochen, Symmetrien und Kristallstrukturen, Mischkristallbildungen, Mischungslücken, wichtige physikalische Eigenschaften, typische Vorkommen und gegebenenfalls plattentektonischer Bezug. Je nach Vorkommen des zu besprechenden Minerals werden auch Schmelzverhalten, Druck- Temperaturbindungen der Bildung, technische Anwendungen und lagerstättenbildende Prozesse angesprochen.
Die wichtigsten Nichtsilikate, welche besprochen werden: Kupfer, Graphit, Diamant, Sphalerit, Galenit, Pyrit, Markasit, Chalkopyrit, Fluorit, Halit, Magnetit, Hämatit, Ilmenit, Rutil, Limonit/Bauxit, Calcit, Dolomit, Aragonit, Baryt, Anhydrit, Gips, Apatit.
An Silikaten werden besprochen: Olivin, Granat, Andalusit, Sillimanit, Disthen, Staurolith, Chloritoid, Zoisit/Epidot, Turmalin, Beryll, verschiednene Pyroxene und Amphibole, Kaolinit, Serpentin, Pyrophyllit, Talk, Chlorit, Muskovit, Biotit, Lepidolith, Quarz, die Feldspat-Gruppe, Leucit, Nephelin, Chabasit.

c) Petrologie:
Die Veranstaltung setzt sich aus einem Vorlesungsteil und einem Übungsteil zusammen.
Die Vorlesung behandelt folgende Themen:
Magmatische Gesteinsbildung: Aufbau der Erde, physikalische Eigenschaften von Magmen, relative Häufigkeiten von Elementen, chemische Klassifikation von Magmatiten, graphische Darstellungen (XY-Diagramme, ternäre Diagramme, Streckeisen-Diagramme), Formen magmatischer Körper, Phasendiagramme (1- Komponenten-, 2-Komponenten-, 3-Komponenten-Systeme), Prozesse der Magmenbildung, Lagerstättenbildende Prozesse, Magmendifferentiation (Fraktionierungsprozesse, Assimilation, Kumulatbildungen, liquide Segregation, Magmenmischung, magmatische Serien, Harker-Diagramme), Entstehung mafischer Magmatite, Magmatismus an divergenten und konvergenten Plattengrenzen, das Pyrolit-Modell, Plagioklas-, Spinell- und Granatlherzolite und deren petrologische Aussagekraft, geochemische Aspekte der magmatischen Gesteinsbildung, Kristallisationsdifferentiation nach Bowen, „ungewöhnliche“ Schmelzzusammensetzungen (Komatiite, Kimberlite, Karbonatite) und deren petrologische Bedeutung.
Metamorphe Gesteinsbildung:
Metamorphe Prozesse (isochem, allochem) Metamorphosearten (Dislokations-, Kontakt-, Versenkungs-, Ozeanboden-, Regional-, Impaktmetamorphose), Prinzip der metamorphen Fazies, chemische Modellsysteme (Metapelite, Kalksilikatfelse, Metabasite, Quarzite, Metaultrabasite, Metabauxite), metamorphe Reaktionstypen, Chemographie (ACF-, AFM-, AKF-Diagramme), Thermobarometrie.
Übung:
Es werden zwei Suiten von magmatischen sowie eine Suite von metamorphen Gesteinsproben von den Kursteilnehmern bearbeitet und jeweils ein Kurzbericht erstellt (Bestimmung von Mineralbestand, Struktur und Textur, Zeichnung typischer Gefügemerkmale, Darstellung der Entstehungsgeschichte, Gesteinsname). Die Proben werden anschließend besprochen, und bei den Magmatiten die jeweilige wechselseitige Beziehung der ausgeteilten Proben der beiden Gesteinssuiten sowie der plattentektonische Bezug diskutiert. Die Mineralparagenesen der Metamorphite werden in geeignete Chemogramme eingetragen und mögliche Bildungsreaktionen sowie Abbaureaktionen diskutiert. Besprochen werden 2 charakteristische Beispiele von Metapeliten, 3 Beispiele von Metabasiten sowie ein metasomatisches Gestein. Eingegangen wird ferner auf die Bedeutung unterschiedlicher metamorpher Stadien in Bezug auf Druck-Temperatur-Deformation-Zeit Pfade. Sowohl bei den magmatischen als auch bei den metamorphen Bestimmungsübungen wird ein eng verzahnter Bezug hergestellt zu den Kenntnissen, die in der zugehörigen Vorlesung erworben werden können.

Lehrformen: Vorlesung + Übung in jede Veranstaltung

Prüfungsformen: Modulklausur am Ende des Moduls

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Bestandene Modulabschlussprüfung

Für mehr Informationen siehe Vorlesungsverzeichnis.

Ergänzungsmodul

Mit dem Ergänzungsmodul können Sie eine Reihe von Kursen aus dem Bereich der Geowissenschaften wählen, die Ihre geowissenschaftliche Ausbildung auf BSc.-Niveau ergänzen.

Semester: 5. + 6.

Credits: 16 CP

Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Harrington

Lehrveranstaltungen: Siehe Modulplan.
Änderungen vorbehalten; Die mögliche Auswahl an Kursen umfasst in der Regel 40 CPs, von denen die Studenten Kurse mit insgesamt 16 CPs wählen sollten.

Teilnahmevoraussetzungen: Für Studierende in Bachelor-Programmen.      

Lernziele: Die Ziele dieses Moduls sind die Erweiterung der Spezialisierung der Studenten, und die Erhöhung der Expertise in bestimmten angewandten Methoden für die geowissenschaftliche Datenanalyse. Das Lehrangebot ist freibleibend und kann je nach den aktuellen Methoden der Datenanalyse in den Geowissenschaften variieren.

Inhalt: Aus dem Angebot des Moduls können die Studierenden Kurse mit insgesamt 16 CPs wählen. Die Kursinhalte sind abhängig vom Kurs Wahl und entsprechenden Bereich der gewünschten Vertiefung in der Datenanalyse der Geowissenschaften und ergänzen somit das in den beiden Wahlmodulen erlernte Material.

Lehrformen: Abhängig von dem aktuellem Kursangebot.

Prüfungsformen: Module ab S. 36 des Modulhandbuches, wie im Modul angegeben. Andere Veranstaltungen sind mit einzelnen Klausuren/Berichten usw. zu evaluieren und im B.SC: Modulplan als Ergänzungskurs „E“ gekennzeichnet.

Voraussetzung für Vergabe der Kreditpunkte: Die Note wird aus dem Durchschnitt der einzelnen Kursprüfungen/Berichte berechnet

 

Kursliste:

Ergänzungsmodul

Für mehr Informationen siehe Modulplan