Was sind Geowissenschaften?
Die Geowissenschaften beschäftigen sich mit dem Studium des Planeten Erde – seiner Stellung im Sonnensystem und der Beziehung zu anderen planetaren Körpern; seinem Aufbau, seiner Struktur und dem Material, aus dem er besteht; den physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen, die dieses Material in vielfältiger und sich wiederholender Weise ineinander umwandeln; der Geschichte, die in diesem Material aufgezeichnet ist; den Kräften, die die äußeren Lagen der Erde deformieren und die Ozeanbecken entstehen und Kontinente wandern lassen; den Prozessen, die die Erdoberfläche verändern; der Entstehung und Entwicklung des Lebens; der Wechselwirkung geologischer Prozesse; der Suche nach Bodenschätzen und nützlichen Materialien und ganz besonders auch der Beziehung von Mensch und Umwelt.
Der Aufbau der Materie und die räumliche Dimension der Prozesse auf und in der Erde reichen von der atomaren Skala einer Kristallstruktur bis zu den Zehntausenden von Kilometern plattentektonischer Verschiebungen. Seit Beginn der Erde vor 4,55 Milliarden Jahren wiederholen sich ständig Prozesse von ganz unterschiedlicher zeitlicher Dimension: Aus den Sekunden eines Meteoriteneinschlags können lethale Folgen für den gesamten Globus entstehen; Erdbeben, verursacht durch das Zerreißen von Gesteinsplatten innerhalb weniger Minuten, oder eine nur Stunden oder Tage dauernde Vulkaneruption können verheerende Auswirkungen auf Mensch und Umwelt haben; die Kollision von Kontinenten baut innerhalb von einigen zehn Millionen Jahren Gebirgsketten von mehreren tausend Kilometern Länge auf; einige hundert Millionen Jahre und mehr dauert das Wachstum von Kontinenten; die Entstehung und Entwicklung des Lebens ist ein fortdauernder Prozess, der sich seit mindestens 3 Milliarden Jahren hinzieht.
Die Erforschung von Prozessen mit solch unterschiedlichen Raum- und Zeitskalen erfordert den Einsatz sehr unterschiedlicher geowissenschaftlicher Methoden: seismische Wellen durchleuchten den gesamten Erdkörper; im Labor werden Eigenschaften des Geomaterials untersucht und dessen Reaktions-, Schmelz- und Verformungsverhalten bestimmt (Experimente bei hohen Drucken und Temperaturen); der Aufbau der Materie wird im Nanometerbereich mit Geräten wie einem Transmissionselektronenmikroskop untersucht, oder im globalen Maßstab mit Hilfe von Satelliten; die geologische Geländearbeit schafft die Basis für alle Untersuchungen des "Labors Erde"; das Inventar an Fossilien und Sedimentabfolgen erlaubt eine relative zeitliche Einordnung von Prozessen, die absolute Zeitbestimmung erfolgt durch Massenspektrometrie und die Analyse von Isotopen; die Analyse von Spurenelementen in Mengen von einem Milliardstel Gramm erlaubt die gezielte Unterscheidung und Charakterisierung von geochemischen Prozessen aber auch das Aufspüren von Umweltsünden und Umweltsündern; numerische Modellierung kann alle Arten geologischer Prozesse in unterschiedlichen Maßstäben simulieren.
Im Institut für Geowissenschaften in Frankfurt sind die klassischen Fächer Geologie, Geophysik, Mineralogie und Paläontologie vertreten.
