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Geodynamik

Die Geodynamik befasst sich mit den natürlichen Bewegungsvorgängen im Erdinnern bzw. auf der Erdoberfläche. Zugleich erforscht sie die Antriebsmechanismen und Kräfte, mit denen die Verschiebungen in Zusammenhang stehen. Die Kräfte können endogen oder exorgen sein, wobei die exogenen Kräfte in der Regel der Erosion zuzuordnen sind.

Im Sinne der Geodynamik ist die Erde mit allen lokalen Details als Ergebnis (Momentaufnahme) der behandelten Prozesse zu sehen, dabei ist bei dieser genetischen Betrachtung auf die Einhaltung von Randbedingungen zu achten, wie Massenerhaltung, Volumenerhaltung. Der Weg von der ursprünglichen bei der Entstehung vorhandenen Lagerung (z. B. horizontale Schichtung) zu heutigen Struktur (z. B. Faltengebirge) muss physikalisch möglich sein.

Die Erkenntnisse der Geodynamik werden vorwiegend durch Methoden der Geophysik gewonnen; sie dienen auch zur Interpretation der Mechanismen in der geologischen Vergangenheit. Der Begriff wird oft fälschlich für rein kinematische Aspekte verschiedener Deformationen verwendet, also ohne Berücksichtigung ihrer Dynamik und Ursachen. Dies betrifft u.a. die rein messtechnische Erfassung lokaler Krustenbewegungen.

Die Geodynamik erforscht die Prozesse, die im System Erde ablaufen. Bildhaft kann man die Erde dabei als Wärmekraftmaschine sehen, welche die Wärme des Erdinnern in Bewegung umsetzt. Die dabei auftretenden Konvektionswirbel sind der „Motor“ der großräumigen geodynamischen Phänomene. Ihr bekanntestes ist die Plattentektonik, die vor 80 Jahren Alfred Wegener als „Kontinentverschiebung“ angenommen wurde.

Exogene Dynamik

Die exogene Dynamik (auch exogene Prozesse) wird durch auf die Erdoberfläche einwirkende Kräfte wie Schwerkraft, Sonneneinstrahlung und Rotation der Erde (Gezeiten) generiert und führt zur Bildung von Sedimentgesteinen. Dies geschieht durch

physikalische Erosion anderer Gesteine durch Wind, Wasser oder Eis, und Massenbewegungen großer Gesteinsmengen, wie Bergstürze,
chemische Verwitterung,
physikalische Ablagerung des zerkleinerten Materials (Detritus) in Form klastischer Sedimente (Schotter, Sand, Ton usw.) und die nachfolgende Verfestigung der Lockergesteine zu Festgesteinen (Diagenese)
chemische Ausfällung von Evaporiten (wie etwa anorganische Kalke, Gips, Salz) und
biogene Bildung von Sedimenten (wie die meisten Kalksteine oder Diatomit).

Ein eigenes, komplexes Gebiet exogener Prozesse behandelt die Bodenkunde. Die Quartärgeologie befasst sich mit den Vorgängen und Ablagerungen der letzten Eiszeiten im Quartär, die einen großen Teil der heutigen Landschaftsformen auf der nördlichen Hemisphäre prägen.

Endogene Dynamik

Die endogene Dynamik (auch endogene Prozesse) beruht auf Kräften innerhalb der Erdkruste, wie Spannungen, Wärmeentwicklung durch radioaktive Zerfallsprozesse oder dem Magmakern der Erde und führt zur Bildung von Metamorphiten und Magmatiten. Sie beginnt mit der

Erhöhung des Drucks, unter der andauernden Ablagerung von weiteren Sedimenten auf die unterlagernden Schichten. Durch Entwässerung, Kompaktion und Verfestigung (Diagenese) wird aus den Lockersedimenten festes Gestein, wie etwa Sandstein.
Die Verformung von Gesteinen und die Rekristallisierung von Mineralen, unter zunehmend höherer Temperatur und steigendem Druck, wird als Metamorphose bezeichnet. Dabei bleibt das Gestein aber zunächst noch in festem Zustand. Aus magmatischen Gesteinen und grobkörnigen Sedimenten entstehen dabei oft Ortho- und Para-Gneise, aus feinen Sedimenten Schiefer.
Schließlich kann es aber doch zur Aufschmelzung der Gesteine kommen (Anatexis). Glutflüssige Magmen steigen dann wieder aus dem Erdmantel auf.
Wenn die Magmen in der Erdkruste stecken bleiben und erkalten, bilden sich Plutonite, etwa aus Granit, wenn sie die Erdoberfläche erreichen, kommt es zur Bildung von Vulkaniten wie Lava oder vulkanische Asche.

Die Bewegungen, die die Oberflächengesteine in die Tiefe verfrachten, verformen und falten, aber gleichzeitig die Tiefengesteine wieder an die Oberfläche bringen, sowie die Spuren, die diese Kräfte in den Gesteinen hinterlassen, wie Faltung, Scherung und Schieferung, werden von der Tektonik und der Strukturgeologie untersucht.

Siehe auch: Plattentektonik und Gebirgsbildung.