Gesteinsphysik

H. Schmeling


 
 

Diese Vorlesung richtet sich an Geophysiker und Studenten der Physik, Geowissenschaften oder anderer Fächer, die Geophysik als Nebenfach haben. Während geophysikalische Methoden wie die Seismik oder Elektromagnetik aus Beobachtungen an der Erdoberfläche Rückschlüsse auf physikalische Eigenschaften im Erdinnern erlauben, stellt die Gesteinsphysik die Verbindung solcher Eigenschaften zum Gestein selbst her. Sie nimmt daher eine wesentliche Rolle in der generellen geophysikalischen Fragestellung ein, in der man aus Beobachtungen auf den Aufbau und die stoffliche Zusammensetzung des Erdinnern schließen möchte. Weiterhin spielt die Gesteinsphysik zur Erklärung wichtiger Prozesse in der Erde wie Phasenumwandlungen, Schmelzen, Deformationen eine wesentliche Rolle.
 
 

Inhalt (wird zusammengestellt aus folgender Auswahl)

Das Rohmaterial der Gesteine: Gesteinsbildende Minerale
(Ursprung und Verteilung der Elemente, Bindungen, gesteinsbildende Minerale: Silikate)

Mehrphasen- und Mehrstoffsysteme
(Thermodynamik der Phasenumwandlungen, Mischkristalle , Eutektikum, die Phasenumwandlungen Olivin - Spinell - Perovskit + Magnesiowüstit und andere wichtige Umwandlungen)

Zustandsgleichungen
(Druckabhängigkeit der Dichte, Kompression, Birch Murnaghan Zustandsgleichung)

Grüneisenrelationen und adiabatische Kompression
(Adiabatische Kompression, Gitterschwingungen, Wärmekapazität, thermische Expansion)

Thermische Leitfähigkeit
(Phononenleitung, Strahlung, Druck- und temperaturabhängigkeit)

Schmelztheorien

Elastizität, Anelastizität

Kriechmechanismen
(Gitterdefekte, Diffusions- und Dislokationskriechen, Plastizität)

Elektrische Eigenschaften

Physik der Porösen Medien
(Darcy Gesetz, Permeabilität, Innere Oberfläche, elastische und elektrische Eigenschaften poröser Medien)

Mischgesetze  (Voigt, Reuss, Hill, Hashin Shtrickman)