Methoden und Instrumente

Mit diesen Methoden arbeiten Geowissenschaftler*innen u.a.:

• Im Labor werden chemische und physikalische Eigenschaften von Stoffen untersucht. Dazu gehören beispielsweise Element- und Isotopenanalysen von Mineralen und Gesteinen, die Messungen von magnetischen Eigenschaften von Kristallen oder Analysen der Zusammensetzungen wässriger Lösungen.

• Proben müssen für eine Untersuchung im Labor vorbereitet werden. Die Probenpräparation ist meist speziell auf die jeweilige Messmethode abgestimmt und kann Schleifen, Polieren, Einbetten oder Pulverisieren beinhalten.

• Eine wichtige Rolle für geowissenschaftliche Studien auf kleinsten Größenskalen spielt die Mikroskopie. Neben der klassischen Lichtmikroskopie kommt auch hochauflösende Mikroskopie wie Elektronenmikroskopie oder Rastersondenmikroskopie zum Einsatz.

• Die Charakterisierung und Identifzierung von kristallinen Materialien erfolgt oft durch Beugungs- und Streuungsverfahren, bei denen die Proben mit Elektronen-, Neutronen- oder Röntgenstrahlung analysiert werden.

• Außer natürlich vorkommenden Materialien werden neue, synthetisierte Materialien erforscht. Das Verhalten dieser Materialien wird teilweise unter extremen Druck- oder Temperaturbedingungen untersucht.

• Ein großer Teil geowissenschaftlicher Forschung spielt sich nicht im Labor oder im Gelände ab, sondern am Computer. Denn die Messdaten, die im Gelände erhoben, von Messstationen aufgezeichnet oder bei Laboruntersuchungen gewonnen wurden, müssen ausgewertet und interpretiert werden.

• Computergestützte Modellierung an Rechenzentren kommt zum Einsatz, wenn Prozesse nicht direkt beobachtbar sind, zum Beispiel, weil sie sich auf zu langen Zeitspannen oder auf zu großen oder kleinen Raumskalen abspielen. Das ist zum Beispiel in der Geologie und Geophysik der Fall, wenn Prozesse der globalen Erde (wie Wellenausbreitung oder Mantelkonvektion) simuliert werden sollen.

• Geologische Feldarbeit umfasst das Kartieren und die Gesteinsansprache im Gelände, Probenahme auf oder unterhalb der Erdoberfläche (z.B. durch Bohrungen an Land oder auch in der Tiefsee) sowie die Datenerfassung mit mobilen Messgeräten.

• Zu den modernen Methoden der Geowissenschaften gehört die 3D Visualisierung von Strukturen, die an der Erdoberfläche aufgeschlossen sind. Flugzeug- und Satellitendaten werden für geologische Fernerkundung genutzt.