In aktiven Vulkangebieten haben seit grauer Vorzeit Vulkaneruptionen den Menschen in Angst und Schrecken gesetzt und ihn deshalb immer wieder nach den Ursachen, den Wurzeln dieser Naturgewalten fragen lassen. Unzählige Mythen über Dämonen und Götter der Tiefe haben sich in vielen Ländern, vom pazifischen Siedlungsraum bis zu den Kulturen des abendländischen Altertums, entwickelt. Selbst in technisch hoch entwickelten Gesellschaften wie in Japan ist die religiöse Verehrung von Vulkanen weit verbreitet. Bis heute charakterisiert diese Ambivalenz unser Erkenntnisinteresse am Naturphänomen Vulkanismus (vgl. Schmincke 2000, 9). Dennoch gibt es im Gegensatz dazu moderne Wissenschaftler, die ebenfalls eine Erklärung zum Phänomen suchen. Sie sehen in der vulkanischen Tätigkeit ein Zeugnis für die innere Wärme der Erde (vgl. Press / Siever 1995, 88).
Wie sich aus den oben angeführten Aussagen erkennen lässt, ist, dass sich mit dem Phänomen Vulkanismus jede Kultur beziehungsweise Gesellschaft auf irgendeine Weise beschäftigt hat. Die vorliegende Arbeit setzt sich daher mit diesem unter ständiger Forschung stehendem Thema sowohl fachlich als auch didaktisch auseinander.
Im ersten Teil der Arbeit geschieht eine fachliche Analyse zum Vulkanismus. Vorerst werden die grundlegenden geologischen Gegebenheiten der Erde vorgestellt. Diese beziehen sich auf die Zusammenhänge der dynamischen Vorgänge in der Erdkruste und den tieferen Erdschichten sowie dem Erdaufbau. Im Anschluss daran erfolgt eine Darstellung der speziellen Aspekte. [...]
Es gibt allerdings nur sehr vereinzelte Dinge, welche für den Unterricht gedacht sind und welche sich dort verwenden lassen. Der überwiegende Teil der zu findenden schulischen Materialien ist schon sehr alt und überholungsbedürftig. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wird daher analysiert, inwiefern sich das Thema Vulkanismus in den Geographieunterricht integrieren lässt. Zudem stellte ich eine Materialsammlung zusammen, die weitestgehend für den Unterricht in der Sekundarstufe I (vor allem an Mittelschulen) angedacht ist. Die Materialien sind weitestgehend so konzipiert, dass sie relativ unabhängig im Unterricht eingesetzt werden können. Den Schülern soll mit Hilfe dieser Materialien das komplexe Themenfeld näher gebracht werden, und sie sollen selbstständig Zusammenhänge im Prozess der Vulkanentstehung und deren Folgen erkennen und erklären können.
Inhaltsverzeichnis
0. Einleitung
Teil I - Fachliche Analyse
1. Auf dem Weg zur Theorie der Plattentektonik
2. Der innere Aufbau der Erde
3. Die Lithosphärenplatten
4. Internes Energiesystem der Erde – Motor des Vulkanismus
5. Erscheinungsformen des gegenwärtigen Vulkanismus an den Plattengrenzen
5.1. Vulkanismus an Riftzonen
5.1.1 Der Mittelozeanische Rücken
5.1.2. Kontinentaler Riftvulkanismus
5.2. Vulkanismus der Subduktionszonen
5.2.1. Inselbögen
5.2.2. Aktive Kontinentränder - Beispiel Anden
5.2.3. Kontinentale Plattenränder
5.3. Ozeanischer Intraplattenvulkanismus
5.3.1. Seamounts und Guyots
5.3.2. Hot Spot – Vulkanismus
6. Vulkanische Förderprodukte
6.1. Magma
6.2. Gase - der Motor der Vulkane
6.3. Lavatypen
6.4. Vulkanische Lockerprodukte
6.5. Glutwolken
7. Vulkanbauten
7.1. Linearvulkane
7.2. Zentralvulkane
7.3. Lockerstoffvulkane
8. Postvulkanische Erscheinungen - Beispiel Geysire
9. Nutzen der Vulkane – Energiegewinnung aus vulkanischen Quellen
Teil II - Unterrichtsmaterialien für den Geographieunterricht in der Sekundarstufe I
1. Didaktische Analyse
2. Sachanalyse
3. Unterrichtsmaterialien
3.1. Schalenbau der Erde I
3.2. Schalenbau der Erde II
3.3. Kontinente in Bewegung
3.4. Vorgänge an den Plattenrändern
3.5. Platten in Bewegung
3.6. Schicht- oder Schildvulkan
3.7. Vulkanbauten
3.8. Entstehung einer Caldera
3.9. Geysire
3.10. Hot Spots
Experimente
3.11. Vulkanausbruch
3.12. Driftende Kontinente
3.13. Bewegung der Kontinente
3.14. Geysire
3.15. Schwimmender Stein
4. Das Thema im Netz
Zielsetzung & Themenfelder
Die Arbeit befasst sich mit der fachlichen Analyse des Vulkanismus sowie dessen didaktischer Aufbereitung für den Geographieunterricht an Mittelschulen, um Schülern komplexe geologische Prozesse verständlich zu vermitteln.
- Theorie der Plattentektonik und Erddynamik
- Erscheinungsformen und Antriebsmechanismen des Vulkanismus
- Differenzierung vulkanischer Förderprodukte und Vulkantypen
- Didaktische Konzepte und Experimente für die Sekundarstufe I
- Nutzen und Risiken vulkanischer Aktivitäten für den Menschen
Auszug aus dem Buch
5.2.2. Aktive Kontinentränder - Beispiel Anden
Taucht eine ozeanische Lithosphärenplatte unter einen kontinentalen Plattenrand ab, wie das eindrucksvoll am Westrand Südamerikas der Fall ist, so werden in diesen Kompressionszonen die Kontinentalränder kräftig gestaucht und mit tiefreichenden Brüchen durchsetzt. Außerdem kommt es zum Zusammenpressen der davor angehäuften kontinentalen Abtragungsprodukte.
Da diese so genannten „Stoßfronten“ der Kontinente teilweise deckenartig daraufgeschoben und teilweise angefaltet werden, stapeln sich mächtige Faltengebirgsstränge auf wie vom Typ der Anden. Deshalb scheint es nicht verwunderlich zu sein, dass die Randbereiche des Pazifiks nicht nur Zonen hoher seismischer Aktivität sind (Abb. 4), sondern auch ungewöhnlich aktiven Vulkanismus aufweisen (vgl. Rast 1987, 86).
Da im Lehrplan für Mittelschulen in Sachsen vor allem in der Klassenstufe 8 im Lernbereich 2 (Der Doppelkontinent Amerika im Überblick) das Thema Plattentektonik und Vulkanismus behandelt wird, scheint es passend zu sein, am Beispiel der Anden diesen Typ von Subduktionsvulkanismus näher zu erläutern.
Die Anden sind mit einer Länge von 7500 Kilometern das längste durch aktive Subduktionsvorgänge gebildete Gebirge an einem aktiven Plattenrand. Durch das Zusammenspiel von Abtauchen ozeanischer Kruste (Nazca - Platte), Magmatismus in der südamerikanischen Platte über der Subduktionszone, einer zum Teil extremen Krustenverdickung durch Verkürzung und Stauchung der südamerikanischen Erdkruste erfolgt ihre Prägung. Von Nord nach Süd variieren die Subduktionszonen und die Subduktionsgeschwindigkeit über einen großen Bereich. Damit sind die Anden heute noch ein ideales natürliches Labor, um die Prozesse an den aktiven Plattenrändern zu studieren.
Zusammenfassung der Kapitel
0. Einleitung: Die Einleitung beleuchtet die kulturelle Bedeutung von Vulkanen und das wissenschaftliche Interesse am Phänomen, während sie gleichzeitig die Notwendigkeit moderner Lehrmaterialien für die Sekundarstufe I begründet.
1. Auf dem Weg zur Theorie der Plattentektonik: Dieses Kapitel zeichnet die historische Entwicklung der Plattentektonik von Alfred Wegeners Hypothese der Kontinentalverschiebung bis hin zur modernen Beweisführung durch sea-floor spreading nach.
2. Der innere Aufbau der Erde: Hier werden der schalenförmige Aufbau des Erdkörpers sowie die physikalischen Eigenschaften von Kruste, Mantel und Kern erläutert, wobei insbesondere die Moho-Diskontinuität und Asthenosphäre thematisiert werden.
3. Die Lithosphärenplatten: Das Kapitel beschreibt die Erde als ein Mosaik aus Lithosphärenplatten und erklärt, warum sich geologische Aktivität und Vulkanismus vornehmlich an deren Grenzen konzentrieren.
4. Internes Energiesystem der Erde – Motor des Vulkanismus: Hier werden Konvektionsströme im Erdmantel als primäre Antriebsmechanismen für die Plattentektonik und den damit verbundenen Wärmetransport analysiert.
5. Erscheinungsformen des gegenwärtigen Vulkanismus an den Plattengrenzen: Dieses umfangreiche Kapitel detailliert die verschiedenen vulkanischen Erscheinungsformen in Abhängigkeit von den Plattengrenzen, einschließlich Riftzonen, Subduktionszonen und dem Intraplattenvulkanismus.
6. Vulkanische Förderprodukte: Die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Magma, Gasen, Lavatypen, Lockerprodukten und Glutwolken bilden den inhaltlichen Kern dieses Kapitels.
7. Vulkanbauten: Dieses Kapitel klassifiziert Vulkane nach ihrem Aufbau und ihrer Entstehungsweise, von linearen Systemen bis hin zu komplexen Schicht- und Zentralvulkanen.
8. Postvulkanische Erscheinungen - Beispiel Geysire: Es wird erläutert, welche vulkanischen Restaktivitäten, insbesondere Geysire, nach dem Abklingen des aktiven Vulkanismus auftreten können.
9. Nutzen der Vulkane – Energiegewinnung aus vulkanischen Quellen: Das letzte fachliche Kapitel untersucht das geothermische Potenzial von Vulkangebieten als nachhaltige Energiequelle für die Zukunft.
Schlüsselwörter
Vulkanismus, Plattentektonik, Erdkruste, Lithosphärenplatten, Magma, Subduktionszonen, Geysire, Seamounts, Hot Spots, Konvektion, Geothermie, Erdmantel, Stratovulkan, Schildvulkan, Pyroklastika.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der grundlegende Gegenstand dieser wissenschaftlichen Arbeit?
Die Arbeit behandelt die geologischen Ursachen des Vulkanismus und analysiert, wie diese komplexen Phänomene didaktisch aufbereitet werden können, um sie im Geographieunterricht an Mittelschulen zu vermitteln.
Welche zentralen Themenfelder werden in der Arbeit abgedeckt?
Die Arbeit deckt die theoretischen Grundlagen der Plattentektonik, die Klassifikation von Vulkantypen, die physikalischen Eigenschaften vulkanischer Produkte sowie praktische Unterrichtsmaterialien und Experimente ab.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Das Ziel ist es, den Schülern durch fachlich fundierte und didaktisch aufbereitete Materialien ein Verständnis für die komplexen Prozesse der Vulkanentstehung und deren Auswirkungen zu ermöglichen.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturanalyse bestehender geologischer Theorien, die durch die didaktische Aufbereitung und Strukturierung von Unterrichtseinheiten ergänzt wird.
Was wird im Hauptteil des Werkes behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine fachliche Analyse der geologischen Antriebskräfte (z.B. Konvektion) und der verschiedenen Erscheinungsformen des Vulkanismus sowie in einen umfangreichen Praxisteil mit Materialien.
Welche Begriffe charakterisieren die Arbeit am stärksten?
Wichtige Begriffe sind Plattentektonik, Subduktionszonen, Magmenentstehung, didaktische Analyse, Konvektion sowie spezifische geologische Strukturen wie Schichtvulkane oder Hot Spots.
Warum sind die Anden ein besonders wichtiges Fallbeispiel in dieser Arbeit?
Die Anden dienen als ideales natürliches Labor, um das Zusammenspiel von Subduktionsvorgängen, Gebirgsbildung und aktivem Vulkanismus an einem aktiven Kontinentrand anschaulich zu erklären.
Welchen Stellenwert nimmt die Erdwärmenutzung in der Arbeit ein?
Die Erdwärmenutzung wird als positives Beispiel für den Nutzen von Vulkanen behandelt, um Schülern in Zeiten der Energiediskussion eine nachhaltige Perspektive auf das Thema zu bieten.
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- Anja Pöche (Author), 2007, Vulkanismus im Geographieunterricht an Mittelschulen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/87541
