GEOWISSENSCHAFTEN. Integrierter Studiengang. Bachelor of Science (BSc) Master of Science (MSc)

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1 Integrierter Studiengang GEOWISSENSCHAFTEN Bachelor of Science (BSc) Master of Science (MSc) Einleitung Zum WS 2001/2002 wird an der Westfälischen Wilhelms-Universität erstmals der integrierte Studiengang Geowissenschaften mit dem Studienabschluss des Bachelor of Science (BSc) angeboten. Zeitlich gestaffelt beginnt der Studienabschnitt mit dem Abschluss des Master of Science (MSc). Der Studiengang Geowissenschaften vereint die Lehrinhalte der klassischen grundständigen Diplomstudiengänge Geologie-Paläontologie sowie Mineralogie und trägt der zunehmenden Interdisziplinarität in den Geowissenschaften Rechnung. Am Studiengang Geowissenschaften sind auch die Institute für Geophysik sowie für Planetologie mit Lehrveranstaltungen beteiligt. Der neue Studiengang gliedert sich in einen ersten Studienabschnitt, der nach sechs Fachsemestern mit den Abschluss Bachelor of Science (BSc) beendet wird. Darauf aufbauend schließt sich ein weiterer Studienabschnitt von vier Semestern Dauer an mit dem Studienziel des Master of Science (MSc). Gleichzeitig ermöglicht der Abschluss des Bachelor of Science bereits einen frühen Eintritt in die Berufswelt. Mit der Gliederung in Bachelor- und Master- Studiengang wird eine grundsätzliche Vereinbarkeit mit Studiengängen an europäischen und außereuropäischen Universitäten erreicht. Dieses wird auch durch die Leistungsbewertung nach dem European Credit Transfer System (ECTS) gesichert. Die internationale Kompatibilität des neuen Studienganges Geowissenschaften soll Studierenden den Wechsel zwischen deutschen und internationalen Hochschulen erleichtern. Bachelor of Science Studiengang Der erste Abschnitt des Studienganges Geowissenschaften mit dem Studienziel des Bachelor of Science (BSc) ist in seiner Grundausrichtung interdisziplinär und charakterisiert durch die Kombination (1) eines Fundamentes solider Grundkenntnisse in Mathematik, Physik, Chemie und/oder Biologie mit einer vertieften Kenntnis der geowissenschaftlichen Kernfächer. Dementsprechend definieren sich die Lehrinhalte des Bachelor-Studiums (Abb. 1 und Liste der Lehrveranstaltungen). In den geowissenschaftlichen Kernfächern erfolgt dabei eine Differenzierung des Studienangebots in Pflicht-, Wahlpflicht- und Vertiefungskurse. Bei den Wahlpflicht- und Vertiefungskursen bietet dabei eine sinnvolle Auswahl aus dem gesamten Lehrangebot bereits die Möglichkeit einer gewissen Spezialisierung, welches vor allem für den aufbauenden zweiten Studienabschnitt mit dem Studienziel des Master of Science vorteilhaft erscheint. Die Lehrinhalte werden im Rahmen von Vorlesungen und Übungen vermittelt. Hinzu kommen in der vorlesungsfreien Zeit Exkursionen, Kartier- und Geländepraktika. Diese Geländeveranstaltungen sind integraler Bestandteil einer sinnvollen geowissenschaftlichen Ausbildung. Eine Teilnahme an Geländeveranstaltungen, auch über den verpflichtenden Anteil hinaus, repräsentiert eine wichtige Ergänzung zu den im Hörsaal vermittelten Grundlagen und wird daher dringend empfohlen. Der Studienumfang im Bachelor-Studium umfasst 128 SWS sowie 17 Geländetage. Hinzu kommt eine Studienarbeit, die im 5./6. Fachsemester in einem Zeitrahmen von sechs Wochen durchzuführen ist. 1

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3 1. Semester V,Ü,S ECTS Die Erde Dozenten der Geologie 4V, 2Ü 9 Geländeübung I Dozenten der Geologie/Mineralogie 1+2 Tg 1 Mathematik I 2V, 2Ü 6 Experimentalphysik I 4 6 Allg. u. Anorg. Chemie Semester Das Baumaterial der Erde Dozenten der Mineralogie 4V, 2Ü 6 Erd- und Lebensgeschichte Dozenten der Geologie 4V, 2Ü 6 Geologischer Kartenkurs Assistenten in der Geologie 2 Ü 4 Mathematik II 2V, 2Ü 6 Experimentalphysik II 4 6 Geländeübung II - in der vorlesungsfreien Zeit - Dozenten der Geologie/Mineralogie 7 Tg 2 3. Semester Gesteinsbildende Minerale Dozenten der Mineralogie 2V, 4Ü 6 Das System Erde Dozenten der Geologie/Mineralogie 4V, 2Ü 8 Geowissenschaftliches Seminar I Dozenten der Geologie/Mineralogie 2S 4 Wahlpflichtkurs 1 Dozenten der Geologie/Mineralogie 2 3 Wahlpflichtkurs 2 Dozenten der Geologie/Mineralogie 2 3 Praktika Naturwissenschaften Semester Angewandte Geowissenschaften Dozenten der Geologie/Mineralogie 2V, 2Ü 5 Einführung in die Petrologie Dozenten der Mineralogie 2V, 2Ü 5 Wahlpflichtkurs -3 Dozenten der Geologie/Mineralogie 2 3 Wahlpflichtkurs -4 Dozenten der Geologie/Mineralogie 2 3 Praktika Naturwissenschaften Praktika Naturwissenschaften Geländeübung III - in der vorlesungsfreien Zeit - Dozenten der Geologie/Mineralogie 7 Tg 2 5. Semester Vertiefungsblock Geowissenschaften -1 Dozenten der Geologie/Mineralogie 6 8 Vertiefungsblock Geowissenschaften -2 Dozenten der Geologie/Mineralogie 6 8 Praktika in den Geowissenschaften Dozenten der Geologie/Mineralogie 9 9 STUDIENARBEIT ( Semester) 42 Tg Semester Vertiefungsblock Geowissenschaften 3 Dozenten der Geologie/Mineralogie 6 8 Vertiefungsblock Geowissenschaften -4 Dozenten der Geologie/Mineralogie 6 8 Praktika in den Geowissenschaften Dozenten der Geologie/Mineralogie 9 9 3

4 Kurzbeschreibung der Lehrveranstaltungen In den ersten 4 Fachsemestern des Bachelor-Studienganges erfolgt neben der geowissenschaftlichen vor allem auch die Ausbildung in den naturwissenschaftlichen Fächern. Verpflichtend für alle Studierenden ist die Teilnahme an den Vorlesungen und Übungen in Mathematik, an den Vorlesungen, Übungen und dem Praktikum in Experimentalphysik sowie an Vorlesung, Übung und Praktikum in Allgemeiner und Anorganischer Chemie. Eine Auswahlmöglichkeit besteht zwischen Physikalischer Chemie oder Biologie. Über die entsprechenden Lehrveranstaltungen und deren Inhalte informieren die jeweiligen Fächer direkt. Im folgenden werden die Inhalte der verschiedenen geowissenschaftlichen Lehrveranstaltungen vorgestellt. 1. Fachsemester DIE ERDE (4V, 2Ü) Pflichtkurs (9 Kreditpunkte) Vermittelt werden die Grundlagen der Geologie und der Plattentektonik. Insbesondere wird auf die wichtigsten Prozesse in Lithosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre und Biosphäre eingegangen und die Wechselbeziehungen zwischen diesen untersucht. Beipiele der heutigen Bedingungen auf der Erde werden mit solchen der erdgeschichtlichen Vergangenheit vergleichend diskutiert. In den Übungen werden die wichtigsten Gesteine und Minerale erstmals vorgestellt, eine Einführung in die Systematik der Gesteine gegeben sowie der Bezug zu den endogenen und exogenen Prozessen auf der Erde erstellt. GELÄNDEÜBUNG I Pflichtkurs (1 Kreditpunkt) Im Rahmen einer eintägigen und einer zweitägigen Exkursion soll ein erster Kontakt zu den für die Geowissenschaften unerlässlichen Geländearbeiten geschaffen werden. Verschiedene Exkursionspunkte in der näheren und weiteren Umgebung ermöglichen es, das Verständnis einfacher geologischer Sachverhalte, die in der Grundvorlesung "Die Erde" vorgestellt werden, nachzuvollziehen. Gleichzeitig wird eine erste Einführung in die Benutzung der wichtigsten geowissenschaftlichen Handwerkszeuge gegeben. Die eintägige Exkursion wird bereits am Ende der ersten Vorlesungswoche stattfinden, d.h. am Samstag, den Die zweitägige Exkursion wird entweder im Verlauf der Wintersemesters oder direkt im Anschluss daran in der vorlesungsfreien Zeit erfolgen. Eine genaue Terminankündigung erfolgt noch. 2. Fachsemester DAS BAUMATERIAL DER ERDE (4V, 2Ü) Pflichtkurs (6 Kreditpunkte) Aufbauend auf den Grundlagen der Lehrveranstaltung "Die Erde" sollen hier die Kenntnisse zu den Gesteinen und gesteinsbildenden Mineralen vermittelt werden. Neben Kenntnissen über Aufbau, Struktur, Entstehung, Wachstum, Umwandlung, chemische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften von Mineralen soll in den Übungen die Gesteins- und Mineralidentifikation nach äußeren Kennzeichen vermittelt werden. Im letzten Drittel der 4

5 Lehrveranstaltung werden die theoretischen Grundlagen zur Auswertung von geowissenschaftlich relevanten Phasendiagrammen vermittelt und an charakteristischen Systemen im praktischen Teil der Veranstaltung geübt. ERD- UND LEBENSGESCHICHTE (4V, 2Ü) Pflichtkurs (6 Kreditpunkte) Ziel der Lehrveranstaltung ist es, das Verständnis für die intensive Verknüpfung geologischer, chemischer und biologischer Entwicklungen, von der Anfängen unseres Sonnensystems bis heute entlang der erdgeschichtlichen Zeitskala zu vermitteln. Dazu werden die zeitlichen Veränderungen in der Konfiguration der Kontinente, des Klimas, in der chemischen Zusammensetzung von Atmosphäre und Hydrosphäre sowie die wesentlichen Schritte in der Entwicklung der Lebewelt aufgezeigt. In den Übungen sollen, begleitend zur Vorlesung und ebenfalls entlang der Zeitachse, die wichtigsten Gesteine und Fossilien der jeweiligen erdgeschichtlichen Entwicklungsphasen vorgestellt und deren Bestimmung geübt werden. GEOLOGISCHER KARTENKURS (2Ü) Pflichtkurs (4 Kreditpunkte) Integraler Bestandteil geowissenschaftlichen Arbeitens ist das Erfassen von Geländebefunden und deren Auswertung und Darstellung als geologische Karte, geologisches Profil, Blockbild oder Schemazeichnung. Hierzu werden die theoretischen Grundlagen vermittelt und anhand von Übungsaufgaben umgesetzt. GELÄNDEÜBUNG II (7 Tage in der vorlesungsfreien Zeit, ) Pflichtkurs (2 Kreditpunkte) Die bisher in den Lehrveranstaltungen erworbenen geowissenschaftlichen Grundkenntnisse sollen im Rahmen eines Blockkurses im Gelände nachvollzogen werden. Ausgehend von einem zentralen Standort werden dazu in Kleingruppen thematisch unterschiedliche geowissenschaftliche Sachverhalte studiert werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den praktischen Übungen: Gesteinsansprache, Erkennen geologischer und tektonischer Strukturen, Messmethoden im Gelände, Profilaufnahme, Auswertung von Fossilfunden. 3. Fachsemester GESTEINSBILDENDE MINERALE (2V, 4Ü) Pflichtkurs (6 Kreditpunkte) Im theoretischen Teil der Lehrveranstaltung werden Kenntnisse zur Bildung, Morphologie, chemischen Zusammensetzung, zu optischen Eigenschaften und zum Vorkommen von wichtigen gesteinsbildenden Mineralen vermittelt werden. Im praktischen Teil werden die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale und Erze nach ihren physikalischen Eigenschaften (Glanz, Spaltbarkeit, Härte, Farbe, Dichte usw.) mit einfachen Hilfsmitteln bestimmt werden. DAS SYSTEM ERDE (4V, 2Ü) Pflichtkurs (8 Kreditpunkte) Schwerpunkt der Lehrveranstaltung ist das Verständnis über das Zusammenwirken endogener und exogener Prozesse und die Verknüpfung von Atmosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre und Lithosphäre. Ziel ist es, einen ganzheitlichen Denkansatz zu geowissenschaftlichen Fragestellungen zu erreichen. Es gilt, die genannten Verknüpfungen von Plattentektonik, 5

6 Stoffkreisläufen, chemischer und biologischer Evolution zu erkennen und somit das Verständnis über die Funktionsweise des gesamten Systems Erde zu fördern. GEOWISSENSCHAFTLICHES SEMINAR I (2S) Pflichtkurs (4 Kreditpunkte) Vorträge der Studierenden zu Themen aus den verschiedenen geowissenschaftlichen Teildisziplinen Allgemeine Geologie, Sedimentologie, Historische und Regionale Geologie, Paläontologie und Paläobotanik, Strukturgeologie, Angewandte Geologie, Allgemeine und Angewandte Mineralogie, Kristallographie, Petrologie sowie Geochemie. 4. Fachsemester ANGEWANDTE GEOWISSENSCHAFTEN (2V, 2Ü) Pflichtkurs (5 Kreditpunkte) Einführung in die Grundlagen und Arbeitsmethoden der verschiedenen Teildisziplinen angewandter Geowissenschaften: Hydrogeologie, Bodenmechanik und Grundbau, Umweltgeochemie, Montangeologie (mineralische Lagerstätten, Kohlenwasserstoffe), Geophysik, Angewandte Mineralogie mit Glasindustrie, Keramischer Industrie, Feuerfestindustrie, Zementindustrie, Umweltmineralogie und Archäometrie. Praktische Übungen sind integraler Bestandteil der Lehrveranstaltung. EINFÜHRUNG IN DIE PETROLOGIE (2V, 2Ü) Pflichtkurs (5 Kreditpunkte) Allgemeiner Überblick der modernen Petrologie: Methoden und Ziele; das heutige Bild der Erde aus petrologischer Sicht, die verschiedenen Betrachtungsebenen Element - Mineral - Gestein - Gesteinseinheit - tektonische Einheit; Klassifikation und Gefüge der Gesteine; magmatische Gesteine: Ursprung, chemische Entwicklung und Kristallisation von Magmen; metamorphe Gesteine: die Einwirkung von Temperatur, Druck und Stress; sedimentäre Gesteine: die physikalischen und physikalisch-chemischen Steuerungsparameter bei Verwitterung, Transport und Ablagerung. GELÄNDEÜBUNG III (7 Tage in der vorlesungsfreien Zeit) Pflichtkurs (2 Kreditpunkte) Im Rahmen dieser Veranstaltung soll die Erfassung geologisch-tektonischer Befunde im Gelände und deren Darstellung in Form einer geologische Karte mit den dazugehörigen geologischen Querprofilen erlernt werden. Dazu werden Kartiergebiete im Mesozoikum mit einfachem geologischen Bau ausgewählt. Zielgebiete variieren dabei. Wahlpflichtkurse im 3. und 4. Fachsemester Im 3. und 4. Fachsemester werden eine Anzahl von möglichen Wahlpflichtkursen angeboten, aus denen mindestens vier Kurse à 2 SWS verpflichtend auszuwählen sind. Dadurch wird eine erste Differenzierung/Spezialisierung ermöglicht. Um eine sinnvolle Kursauswahl zu gewährleisten, erfolgt zuvor ein Beratungsgespräch mit den Dozenten. Im folgenden wird eine Auswahl an möglichen Kursen vorgestellt, das aktuelle Angebot wird entsprechend bekannt gegeben. 6

7 SEDIMENTOLOGIE KLASTISCHER GESTEINE Gegenstand der Vorlesung sind die physikalischen Grundlagen der Sedimentologie. Schwerpunkte liegen in der Hydrodynamik und ganz allgemein in den Transportformen von lockerem Material als Boden- und Schwebfracht sowie als möglicherweise katastrophaler Massenverlagerung (z.b. Erdrutsche, Lawinen etc.). Transport- und Ablagerungsprozesse sind in Form von vielfältigen Sedimentstrukturen in Gesteinen überliefert und werden entsprechend diskutiert. PALÄONTOLOGIE EINFÜHRUNG IN DIE PALÄOBOTANIK ALLGEMEINE HYDROGEOLOGIE EINFÜHRUNG IN DIE BODENMECHANIK UND GRUNDBAU STRUKTURGEOLOGIE Es wird ein Überblick über die Grundlagen der Strukturgeologie gegeben. Die Vorlesung gliedert sich in drei Teile. Im ersten Teil wird die Morphologie von Falten, Brüchen, Foliationen, Lineationen und anderen Gefügeelementen dargestellt. Der zweite Teil ist den Deformationsmechanismen gewidmet und im dritten Teil wird an Hand von ausgewählten Großstrukturen der Erdkruste der Zusammenhang zwischen den Bewegungen von Lithosphärenplatten und tektonischen Strukturen erläutert. MINERALOGIE Aufbauend auf der Lehrveranstaltung "Das Baumaterial der Erde" werden im ersten Teil der Veranstaltung theoretische Grundlagen der Petrogenese und der allgemeinen Zusammenhänge bei der Bildung von magmatischen, metamorphen und sedimentären Gesteinen behandelt. Der zweite Teil der Veranstaltung beschäftigt sich mit der Entwicklung von Mikrostrukturen in Mineralen als Ergebnis von Festkörperreaktionen: Kinetik von Ordnungs- und Entmischungsprozessen, magnetische Eigenschaften, Mineraloberflächen, Kristallwachstum, Biomineralisation, Wechselwirkung organischer Moleküle mit Mineraloberflächen, Kinetik von Kristallisationsvorgängen, atomare und elekronische Mikrostrukturen auf Mineraloberflächen und deren Einfluß auf geochemische und umweltrelevante Reaktionen. Die hierzu erforderlichen mikroskopischen Methoden und Techniken werden einführend vorgestellt. KRISTALLOGRAPHIE Grundlagen der chemischen Bindung in Kristallen, Prinzipien und Systematik der Kristallstrukturen unter besonderer Berücksichtigung der Silikate, Stabilitätskriterien von Kristallstrukturen, Umwandlungsverhalten von Kristallstrukturen (Mechanismen der polymorphen Phasentransformationen). GEOCHEMIE Die Eigenschaften der Elemente und ihre Verteilung in der Erde. Geochemische Prozesse bei der Bildung, Auflösung und Umwandlung von Mineralen und Gesteinen. 7

8 GEOPHYSIK In der Vorlesung sollen neben grundlegenden Aspekten der Geophysik besonders Verfahren der angewandten Geophysik besprochen werden. Zum ersten Bereich zählen Erdbeben, Schwerefeld und Magnetfeld der Erde. Im zweiten Bereich werden Verfahren vorgestellt, die u.a. zur Erkundung von Lagerstätten wie auch zur Beurteilung umweltrelevanter Fragestellungen eingesetzt werden. Hier sollen die Methodik der Verfahren, die Datenerfassung im Feld und die moderne Datenauswertung angesprochen werden. 5. und 6. Fachsemester Im 5. und 6. Fachsemester gliedert sich die geowissenschaftliche Ausbildung auf in die Teilnahme an Vertiefungskursen sowie Praktika und die Anfertigung der Studienarbeit. - VERTIEFUNGSBLÖCKE - Angeboten wird eine Anzahl verschiedener Vertiefungsblöcke, jeweils mit einem Gesamtstundenumfang von 6 SWS und inhaltlich zumeist auf den Wahlpflichtkursen aufbauend. Aus diesen sind mindestens vier Blöcke verpflichtend auszuwählen. Dadurch wird im Studiengang Geowissenschaften eine weitere Differenzierung/Spezialisierung ermöglicht, gleichzeitig dennoch aber eine breite geowissenschaftliche Ausbildung gewährleistet. Im folgenden wird eine Auswahl an möglichen thematischen Blöcken vorgestellt, das aktuelle Angebot sowie die einzelnen Lehrveranstaltungen werden entsprechend bekannt gegeben. HISTORISCHE UND REGIONALE GEOLOGIE Die erdgeschichtliche Entwicklung soll vertiefend und mit Schwerpunkt auf dem europäischen Raum behandelt werden. Dieses erfolgt einerseits durch entsprechende Vorlesungen und Seminare, andererseits aber auch durch Exkursionen in wechselnde Zielgebiete. Ein weiterer Themenkomplex ist die frühe Erdgeschichte (Präkambrium), die ebenfalls durch Vorlesungen und Exkursionen behandelt wird. SEDIMENTOLOGIE Themenschwerpunkte aus dem Bereich der Sedimentologie sind: Sedimentologische Fazieskunde :Flüsse, zum Beispiel, unterscheiden sich in Erstreckung und Dynamik deutlich von anderen Sedimenttransfer- und Ablagerungsräumen, z.b. dem flachen Meer. Diese Vorlesung untersucht an heutigen und fossilen Beispielen, welche Kombination von physikalischen, chemischen und biologischen Faktoren die jeweiligen Kennzeichen und Dynamik der verschiedenen Faziesräume bestimmen, bzw. woraus man diese ableiten kann. Salze und Karbonate - Sedimentologie der evaporitischen Gesteine: Die Bildungsbedingungen von Salzen und Kalksteinen infolge anorganischer und organischer chemischer Fällung werden diskutiert. Die charakteristischen Merkmale der resultierenden Ablagerungen und Gesteine im Modernen und fossilen Beispiel werden vorgestellt. STRUKTURGEOLOGIE Themenschwerpunkte aus dem Bereich der Strukturgeologie sind: Foliationen: Viele Gesteine zeigen tektonisch erworbene planare Gefüge (Schieferungen, Scherbahnen etc.). Die Vorlesung gibt einen Überblick über die Vielfalt solcher Strukturen, ihre Entstehung und ihre Bedeutung für die tektonische Analyse von Orogenzonen. Die Vorlesung wird von praktischen Übungen, z.t. am Polarisationsmikroskop, begleitet. 8

9 Strainanalyse in der Tektonik: Die tektonische Verformung von Gesteinen äußert sich in in einer Vielfalt von dabei erworbenen Gefügen. Einige sind geeignet, die Art und den Grad der tektonischen Verformung zu bestimmen. In diesem Kurs werden verschiedene, in der Tektonik angewandte, Methoden zur Strainanalyse vorgestellt. Die Kursteilnehmer lösen unter Anleitung und selbständig praktische und theoretische Aufgaben. PALÄONTOLOGIE Folgende Themen werden behandelt: Paläontologie der Vertebraten: Wirbellose Fossilgruppen besitzen eine große Bedeutung als Gesteinsbildner, Faktor von geochemischen Stoff-Flüssen (z.b. Kohlenstoff-Kreislauf), für die stratigraphische Einstufung von Sedimenten, für die Rekonstruktion von Lebensräumen und für die Erforschung evolutiver Prozesse. Die Lehrveranstaltung vertieft die Kenntnisse der Morphologie, Systematik, Phylogenie und Paläobiologie aller wichtigen fossilen Invertebraten-Gruppen. Methoden der Stratigraphie: Die Lehrveranstaltung gibt einen Überblick über verschiedene moderne Methoden der Zeitmessung in Sedimenten und anhand von Fossilien, mit Schwerpunkten auf der Biostratigraphie, Chronostratigraphie, Zyklostratigraphie/ Chronobiologie und quantitativen Stratigraphie (graphische Korrelation). Weiterhin wird, als Grundlage für mögliche eigene Datierungen, ein Überblick über die wichtigsten Leitfossilien gegeben. Palökologie und Fazieskunde: Die Veranstaltung stellt zunächst wichtige und charakteristische rezente und fossile Lebensgemeinschaften vor und erläutert Wechselbeziehungen zwischen Organismen und Umwelt. Anhand von Fossilresten (z.b. Spurenfossilien) und durch die Dünnschliff-Analyse fossilführender Gesteine werden Biofazies-Typen ermittelt, welche wichtige Hinweise auf Ökosysteme, Ablagerungsmilieu und Einbettungsprozesse liefern. PALÄOBOTANIK STABILE ISOTOPE UND BIOGEOCHEMIE Die Geochemie der Stabilen Isotope von Schwefel, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff in Sedimenten und Sedimentgesteinen, Biomineralen, organischem Material und Wässern steht im Mittelpunkt der Lehrveranstaltung. Hinzu kommen Aspekte der organischen Geochemie. Ziel der Lehrveranstaltung ist das Verständnis geologischer und biologischer Prozesse, die anhand dieser verschiedenen geochemischen Fingerabdrücke in den Sedimenten dokumentiert sind und die Wechselwirkungen innerhalb des Systems Erde reflektieren. HYDROGEOLOGIE Themenschwerpunkte sind: Wasseranalytik, Angewandte Hydrogeologie, Einführung in die Geohydraulik. ALLGEMEINE UND ANGEWANDTE MINERALOGIE In der Allgemeinen Mineralogie werden die Struktur, Kristallchemie und Phasenumwandlung der wichtigsten gesteinsbildenden Minerale behandelt, die sich in vulkanischer, metamorpher und sedimentärer Umgebung bilden. Ein Schwerpunkt wird darauf liegen, wie unterschiedliche Minerale strukturell auf Veränderungen des Drucks und der Temperatur reagieren und darauf, inwieweit diese zu Änderungen ihrer Zusammensetzung führen. Die angewandte Mineralogie behandelt Themen aus den Bereichen Kristallzüchtung, Keramik, Zement und Kraftwerkreststoffe. Ein besonderer Schwerpunkt liegt in der 9

10 Korrelation makroskopischer Eigenschaften und mikroskopischer Gefüge bei der Entwicklung von Funktionskeramiken und auf der Struktur von Gläsern. Die Veranstaltung wird durch Seminarvorträge der Teilnehmer und praktische mikroskopische und elektronenmikroskopische Übungen aus allen Themenbereichen ergänzt. PETROLOGIE/GEOCHEMIE In der Magmatischen Petrologie werden grundlegende Prozesse der Gesteinsbildung wiederholt. Aufbauend darauf werden die physiko-chemischen Prozesse zur Konzentration von Übergangsmetallen zu magmatischen, hydrothermalen und sedimentären Lagerstätten behandelt. Dazu werden die geologischen Rahmenbedingungen wichtiger Lagerstätten und Lagerstättentypen weltweit vorgestellt. In der Metamorphen Petrologie werden die folgende Themenbereiche behandelt: metamorphe Prozesse und ihre Bedeutung für die Veränderung von Gesteinen; Quantifizierung von Metamorphosebedingungen (vor allem Druck und Temperatur); Verbindung von metamorphen Prozessen mit regionalen geologischen Prozessen besonders bei der Orogenese. Schwerpunkte in der Geochemie sind: Entstehung und Häufigkeit der Elemente und Isotope; radioaktive Isotope zur Altersbestimmung und Petrogenese; Spurenelemente in magmatischen Prozessen; Verteilung der Elemente in der Erde; geochemische Konsequenzen von Magmatismus, Verwitterung und Metamorphose; Geochronologie und geologische Zeitskala. KRISTALLOGRAPHIE Kristallgitter; Kristallsysteme; Kristallflächen und Zonen; Reziprokes Gitter; Zonengleichung; Miller-Indizes und Achsenverhältnis; Kristallprojektionen; Symmetrieoperationen, ihre Verknüpfung und Gruppeneigenschaften; kristallographische Blickrichtungen und Punktgruppensymbolik nach Hermann-Mauguin und Schoenflies; 10 zweidimensionale Punktgruppen; Untergruppenbeziehungen; Kristallformen und Namengebung der Kristallklassen; 14 Bravais-Gitter; Kristallstrukturen und Punktlagen; Symmetrieelemente in Raumgittern; 17 ebene Gruppen; 230 Raumgruppen; Kristallstuktur und Raumgruppensymmetrie PLANETOLOGIE Themenschwerpunkte im Bereich Planetologie sind die Körper des Sonnensystems, - Planeten, Monde, Asteroide, Kometen, Staubteilchen - ihre Bildung, Entwicklung, und ihre physikalischen Eigenschaften, sowie die numerische Modellierung zum Verständnis der Beobachtungsdaten. Mit den Meteoriten und mit Staubteilchen extraterrestirschen Ursprungs liegen uns wichtige Zeugen der Entstehung fester Materie zur Laboruntersuchung vor. Die chemisch-mineralogischen und die mikrostrukturellen Merkmale dieser Materialien werden vorgestellt. Kollisionen von festen Körpern stellen wie Vulkanismus und Tektonik fundamentale Prozesse im Sonnensystem dar. Aspekte wie die Entstehung und Eigenschaften von Impaktkratern und tektonischen Bauten sowie die Konsequenzen von Einschlägen für die Biosphäre werden dargelegt. Die Vorlesungen der Planetologie spannen Bögen von der Astronomie zu den Geowissenschaften und von der Nukleosynthese zu den festen und gasförmigen Körpern im Sonnensystem. Die Exploration der Körper des Sonnensystems durch Raumsonden ist Gegenstand eher technisch orientierter Veranstaltungen. - GEOWISSENSCHAFTLICHE PRAKTIKA - Ein weiterer Ausbildungsschwerpunkt im 5. und 6. Fachsemester ist die Teilnahme an Geowissenschaflichen Praktika. Dabei handelt es sich zumeist um Blockveranstaltungen, 10

11 entweder Laborkurse oder Geländepraktika, die vornehmlich in der vorlesungsfreien Zeit oder an Wochenenden durchgeführt werden. Aus einem Gesamtangebot sind Praktika mit einem Gesamtstundenumfang von 18 SWS verpflichtend auszuwählen. Im folgenden wird eine Auswahl an möglichen Kursen vorgestellt, das aktuelle Angebot wird entsprechend bekannt gegeben. GELÄNDEÜBUNGEN ZUR TEKTONIK SEDIMENTOLOGISCHES PRAKTIKUM IM GELÄNDE In praktischer Tätigkeit wird die Ansprache von Sedimentgesteinen im Aufschluß und ihre Interpretation bzgl. der Bildungsbedingungen geübt. SEDIMENTOLOGISCHES PRAKTIKUM IM LABOR Die Methoden der Untersuchung von Sedimentgesteinen im Labor werden demonstriert und in praktischer Tätigkeit eingeübt und mit der Aufbereitung und Interpretation der gewonnen Daten kombiniert. ÜBUNGEN ZUR INVERTEBRATEN-PALÄONTOLOGIE Basierend auf Material der Lehrsammlung werden wichtige, häufige und weit verbreitete Vertreter aller Invertebraten-Gruppen behandelt. Durch Bestimmungsübungen soll die morphologische Beobachtungsgabe geschärft werden, um eigene paläontologische Anwendungen im Gelände und bei Laboruntersuchungen fossilführender Gesteine zu ermöglichen. PALÄONTOLOGISCHES GELÄNDEPRAKTIKUM Im Rahmen einer fünftägigen Exkursion werden, z.t. in Gruppenarbeit, fossilführende Abfolgen eigenständig stratigraphisch, faziell und palökologisch untersucht, um die räumliche und zeitliche Entwicklung eines Sedimentationsbeckens und der darin herschenden und sich verändernden Lebensbedingungen zu rekonstruieren. Durch den Vergleich zeitgleicher Profile sollen lokale und übergeordnete Entwicklungen getrennt werden. PALÄONTOLOGISCHE ARBEITSMETHODEN In diesem Kurs sollen unterschiedliche Methoden der Probenaufbereitung im Labor, der Fossilgewinnung (z.b. von Mikrofossilien) und der Präparation in praktischen Beispielen vorgestellt und selbst durchgeführt werden. Beispiele der Fossil- Auswertung und Ergebnis- Darstellung, unter Einbezug von Literatur, Licht- und Elektronen-Mikroskopie sowie von EDV-Programmen werden vorgestellt und geübt. PALÄOBOTANISCHES PRAKTIKUM HYDROGEOLOGISCHES GERÄTEPRAKTIKUM - Text in Vorbereitung HYDROGEOLOGISCHES GELÄNDEPRAKTIKUM - Text in Vorbereitung BODENMECHANISCHES PRAKTIKUM 11

12 KARTIERPRAKTIKA, GELÄNDEÜBUNGEN, EXKURSIONEN Die Aufnahme von geologisch-tektonischen Geländebefunden, deren Auswertung und Darstellung in Karte, Profil und Bericht erfolgt in wechselnden Zielgebieten mit variierender Komplexität des Gebirgsbaus. GEOCHEMIE DER STABILEN ISOTOPE In einem Laborpraktikum werden die präparativen Arbeiten und massenspektrometrischen Analysen zur Bestimmung der Stabilen Isotopenverhältnisse von Schwefel, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff vorgestellt und unter Anleitung an geeignetem Probenmaterial durch die Teilnehmer durchgeführt. Eine abschließende Diskussion der Ergebnisse baut auf den Kenntnissen der entsprechenden Lehrveranstaltungen. GEOCHEMISCHES PRAKTIKUM Schwerpunkte des Praktikums sind die Gesteins- und Mineralaufbereitung, die Massenspektrometrie sowie die Röntgenfluoreszenzanalyse. Praktische Arbeiten umfassen die mechanische Aufbereitung eines Gesteins mit dem Ziel der Gewinnung reiner Mineralkonzentrate unter Verwendung von Backenbrecher, Gesteinsmühle, Siebmaschine, Naßschüttelherd, Magnetscheider und Schwereflüssigkeiten, die Durchführung von Messungen mit einem Thermionenmassenspektrometer zur Isotopenhäufigkeitsbestimmung und Konzentrationsbestimmung durch Isotopenverdünnung (z.b. für die Altersbestimmung), einschließlich der chemischen Aufbereitung der Proben und Auswertung der Meßergebnisse, die Bestimmung der Konzentration von Haupt- und Spurenelementen in Gesteinen durch Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) mit einem Röntgenspektrometer einschließlich Probenvorbereitung und Auswertung der Meßergebnisse PRAKTIKUM ZUR ANGEWANDTEN MINERALOGIE (TONMINERALOGIE) Kristallchemische Grundlagen der Tonminerale; Aufbereitung von sedimentären Gesteinen; Korngrößenbestimmung bzw. abtrennung mittels Lasergranulometrie, Siebung und Atterberg-Verfahren; Röntgenographische Methoden zur Identifizierung von Tonmineralen; Verhalten von Tonen bei der DTA/DTG; Ionenaustauscherkapazität; Quantitative Öl- Extraktion aus Sedimenten, Schwermineral-Abtrennung; CO 2 -Bestimmung in Sedimenten mittels Scheibler-Methode KRISTALLOGRAPHISCHES PRAKTIKUM I Dichtebestimmung, Optische Methoden zur Bestimmung von Brechungsindizes (Einfache Immersionsmethode,?-T-Variationsmethoden, Phasenkontrastverfahren), Röntgenographische Methoden zur qualitativen und quantitativen Phasenbestimmung, Auswertung von energiedispersiven Röntenspektren. KRISTALLOGRAPHISCHES PRAKTIKUM II Experimentelle Übungen in Form von Versuchen zu den Themen: Wärmeleitung, Piezoelektrizität, Röntgenographische Spannungsmessung, Müllersche Streifen, Optische Schichtdickenmessung, Optisches Drehungsvermögen, Röntgenographische Schichtdickenmessung, Indexellipsoid, Pleochroismus. Zu den Versuchen werden Unterlagen über die theoretischen Grundlagen mit Literaturangaben ausgegeben. MINERALOGISCHES PRAKTIKUM (POLARISATIONSMIKROSKOPIE) Die in den vorgeschalteten Übungen erworbenen Kenntnisse der Kristalloptik und der mikroskopischen Mineralchakterisierung und erkennung werden angewandt, um magmatische und metamorphe Gesteine mikroskopisch eingehe nd zu beschreiben. Mineralvergesellschaftung und Gefüge bilden den Ausgangspunkt einer detaillierten Analyse der Gesteinsbildung und -entwicklung. 12

13 MINERALOGISCHES PRAKTIKUM (TRANSMISSIONSELEKTRONEN-MIKROSKOPIE) Im elektronenmikroskopischen Maßstab tragen viele Minerale eine Vielzahl von Informationen. Die Mikrogefüge in Mineralen bilden Festkörperprozesse ab, denen die Minerale nach ihrer Kristallisation unter Einfluß von Temperatur und Deformationsprozessen unterlagen. Die Interpretation der Mikrogefüge führt zu einem Verständnis der Kationenverteilung in Mineralen, der Entmischungsprozesse und der plastischen Verformbarkeit von Mineralen. Im Rahmen des Praktikums werden die grundlegenden abbildenden Verfahren und mikroanalytischen Methoden am TEM vorgestellt und an einem breitem Spektrum moderner mineralogischer Probleme angewendet. In selbständiger Arbeit werden am Elektronenmikroskop Mikrogefüge untersucht und interpretiert. - STUDIENARBEIT - Für den erfolgreichen Abschluss des Studienganges Geowissenschaften mit dem Bachelor of Science (BSc) ist weiterhin die Anfertigung einer Studienarbeit erforderlich. Damit soll dokumentiert werden, dass unter Nutzung der erworbenen Kenntnisse eine geowissenschaftliche Fragestellung selbständig und in einem vorgegebenen Zeitrahmen bearbeitet werden kann. Thematisch kann die Studienarbeit in jeder der geowissenschaftlichen Teildisziplinen angesiedelt sein. Dabei kann es sich um eine reine Literaturarbeit handeln oder um eine Fragestellung, die analytische Arbeiten im Labor oder die Aufnahme eines Geländebefundes beinhaltet. Der Arbeitsumfang sollte etwa 6 Wochen betragen. Für die Anfertigung der Studienarbeit sollte die vorlesungsfreie Zeit zwischen dem 5. und dem 6. Fachsemester und/oder der Beginn des 6. Fachsemesters genutzt werden. Die Abgabefrist für die Studienarbeit wird im 6. Fachsemester liegen, ein genauer Termin wird bekannt gegeben. 13