Die Gashülle der Erde kann nicht scharf von den anderen Teilsphären des Erdsystems abgegrenzt werden. Insbesondere durchdringen und beeinflussen sich die Pedo-, Litho-, und Hydro- und Atmosphäre. Die Atmosphäre hat auch keine scharfe Obergrenze, sie läuft allmählich in den interstellaren Raum aus. Die Atmosphäre besteht aus einem physikalischen Gemisch verschiedener gasförmiger Elemente (Zusammensetzung der Atmosphäre). Die vertikale Gliederung der Atmosphäre kann nach unterschiedlichen Kriterien vorgenommen werden. Aufgrund ihrer Bedeutung für die Dynamik der Atmosphäre ist die thermische Einteilung am häufigsten (nach Bramer & Liedtke 1997, S. 725; Brunotte et al. 2002; Lauer 1995, S. 9, 12-14; Strahler und Strahler, S. 12).

Linearer Ausdehnungskoeffizient von Gesteinen

Der  lineare Ausdehnungskoeffizient von Gesteinen gibt die Länge [mm] an, um die sich ein Gestein bei Temperaturerhöhung ausdehnt beziehungsweise bei Temperaturabnahme zusammenschrumpft.

Der lineare Ausdehnungskoeffizient der meisten Gesteine liegt ungefähr zwischen 5 · 10 ^-6   und  25 · 10 ^-6 ; dass heisst, ein Gesteinsblock von 2 m Länge, der um 50° erwärmt wird, dehnt sich je nach Art des Gesteins um 0,5 mm und 2, 5 mm aus beziehungsweise zieht sich bei einer Abkühlung um 50° entsprechend zusammen (Ahnert 1996, S. 91).

Auslastungsstrecke ist ein Begriff aus der Fluvialmorphologie, der von Hornmann geprägt wurde. In einer Auslastungsstrecke eines Flusses besteht das Flussbett vollständig aus Sanden und Schottern, die der Fluss selbst herbeigebracht und abgelagert hat. Der Fluss kann die und Sande und Schotter auch aktuell oder bei einem zu erwartenden Hochwasser weitertransportieren. In einer Auslastungsstrecke ist demnach immer ausreichend Fracht da, um die jeweils vorhandene Flussenergie voll für den Transpsort zu nutzen. Falls mehr Lockermaterial nach flussab weggeführt wird als von flussauf herangeführt wird, geht der Materialtransport mit Tiefenerosion einher. Dies führt jedoch längerfristig dazu, dass die Tiefenerosion so weit fortschreitet, dass der Felsuntergrund erreicht wird. Daher wird die Auslastungsstrecke zu einer Resistenzstrecke, in der andere Bedingungen vorherrschen (nach Ahnert 1996, S. 201).

Unter Bänderton wird ein in regelmäßiger Folge abgelagertes Sediment aus hellen Heinsand-/Schluff- und dunklen Ton-/Schlufflagen im Schmelzwasserbecken des Gletschervorlandes verstanden. Die helleren Schichten wurden im Sommer abgelagert, die dunkleren hingegen im Winter. Eine hellere und eine dunklere Schicht bilden dabei jeweils eine mm- bis cm--dicke Jahresablagerung (= Warve). Mit ihrer Auszählung befasst sich die Warvenchronologie (nach Schreiner 1997, 65-67; Schroeder 1997, S. 190).

Die Biosphäre ist der belebte Teil der Erdoberfläche, für den die abiotischen Teilsphären die Grundlage bilden. Sie umfasst Ausschnitte der weiteren Teilsphären des Erdsystems und steht mit diesen in enger Wechselbeziehung. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften der abiotischen Sphären bestimmen die jeweiligen Ausprägungen dieser biotischen Sphäre. Aufgrund der herausragenden Bedeutung des Menschen, wird der Mensch und seine vielfältigen Aktivitäten häufig in der Anthroposphäre als Teilsphäre der Biosphäre zusammengefasst (nach Brunotte et al. 2002; Muthoka et al. 1998, S. 40/41).

Als Dropestones werden Steine bezeichnet, die eingeschlossen in Eis von den Kontinenten in die Tiefsee transportiert wurden und dort in die allgemein feinkörnigen Tiefseesedimente abgelagert wurden. Dabei kann sowohl Eis von kalbenden Gletschern als auch Schelfeis Gesteinsfragmente verschiedener Größe einschließen und bis in mittlere Breitengrade transportieren. Dropstones werden sie genannt, weil sie sozusagen beim Abtauen des Eisbergs einzeln "abgeworfen" werden (nach Press & Siever 2003, S. 404; http://www.meeresgeo-online.de).

Diese wurden vom Gletschereis im Herkunftsgebiet oder auf seinem Weg aufgenommen und später beim Schmelzen abgelagert. Eine andere Bezichnung für Findling ist auch erratischer Block oder kurz Erratica . In Deutschland wird der Begriff meist für Großgeschiebe verwendet. Dabei kann Großgeschiebe (Megablocks) eine flächenhafte Ausdehnung von über hundert Metern erreichen (nach Brunotte et al. 2002; Schroeder 1997, S. 191).

Geologie

Unter Geologie versteht man die Lehre von der Entstehung, Beschaffenheit und Entwicklung der Erde sowie der Entwicklung des Lebens unter Einbeziehung von Paläoklima und paläogeographischen Gegebenheiten.

Die Geologie lässt sich in mehrere Teilbereiche gliedern:

• Die allgemeine Geologie untersucht, welche endogenen und exogenen Vorgänge die Erdkruste gestalten. Zur Aufdeckung der exogenen Vorgänge trägt vor allem die Sedimentologie bei, während Tektonik, Vulkanologie und die Untersuchung von Plutonen endogene Prozesse und ihre Ursachen klären.
• Demgegenüber untersucht die historische Geologie die Entwicklung der Erde und der sie bewohnenden Lebewesen. Dabei wird sie unter anderem durch die Stratigraphie und Paläontologie unterstützt.
• Die angewandte Geologie beschäftigt sich mit Fragen bezüglich der Anwendung der Erkenntnisse der Geologie in der Alltagspraxis, etwa zur Auffindung von Lagerstätten und Wasservorräten, zur Beurteilung der Eignung eines Baugrundes und zur Schadensbegrenzung im Hinblick auf Naturkatastrophen.
• Aufgabe der regionalen Geologie ist die Darstellung der geologischen Verhältnisse von Teilräumen der Erde

(nach Brunotte et al. 2002).

Gondwanda

Als Gondwana oder Gondwanaland wird eine alte Landmasse der (heutigen) Südhalbkugel bezeichnet, die vom späten Proterozoikum bis zum Mesozoikum bestand. Diese bildete sich nach dem Auseinaderdriften des Großkontinents Pangea heraus, der vor ungefähr 250 Mio. Jahren existierte und sich danach durch die Öffnung einer großen Meeresbucht (Tethys) in die Landmassen Laurasia ("Nordkontinente") und Gondwana ("Südkontinente") teilte. Aus dem Zerfall des Gondwana-Kontinents gingen schließlich die Kontinente Afrika, Teile Südamerikas, Australien, die Antarktis und der indische Subkontinent hervor. Der Name Gondwana wurde nach einer Landschaft und einem Volk in Zentralindien abgeleitet (nach Ahnert 1996, S: 51/52; Brunotte et al. 2002; Press & Siever 2001, S. 558/559).

Hydrosphäre

Die Hydrosphäre wird vom Wasser der Erdoberfläche in allen seinen Aggregatzuständen gebildet. Demnach umfasst die Hydrosphäre neben den Weltmeeren die Reservoirs der Gewässer des Festlandes mit Seen, Flüssen, Bodenwasser und Grundwasserkörper, Schnee- und Eiskörper der Erde (Kryosphäre) mit Eisschilden, Meereseis, Gebirgsgletschern und Permafrost sowie flüssiges Wasser in der organischen Substanz. Der Hydrosphäre ist ein entscheidendes Bindeglied zwischen allen Teilsphären des Erdsystems. Wasser wirkt als universelles Lösungs-, Transport-, Speicher- und Reaktionsmedium im Gesamtsystem (nach Brunotte et al. 2002; Matschullat, J. et al. (Hrsg.) 1997, S. VIII; Strahler und Strahler 1999, S. 12).

Klimatologie

Die Klimatologie ist die Lehre vom Klimasystem und dessen räumliche und zeitliche Veränderung sowie die dafür verantwortlichen Faktoren. Daher untersucht die Klimatologie die Bedingungen und Abläufe der physikalischen Erscheinungen der Atmosphäre. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Betrachtung der physikalischen Zustände in der mittleren und höheren Atmosphäre und deren Einflüsse auf das Klimageschehen auf der Erdoberfläche. Dabei ist für sie eine analytische Arbeitsweise kennzeichnend, indem sie das Klimasystem in einzelne physikalisch definier- und messbare Elemente, die Klimaelemente, auflöst.

Die Klimatologie kann in zwei Teilgebiete untergliedert werden:

• Separative Klimatologie : Die separative Klimatologie untersucht separat die kausalen Verflechtungen und raum-zeitlichen Strukturen der einzelnen Klimaelemente.
• Synoptische Klimatologie : Aufbauend auf der separativen Klimatologie und der Synoptik, untersucht die synoptische Klimatologie die längerfristige Abfolge der Zustände und Prozesse der Atmosphäre und ihre Häufigkeit, insbesondere die  Atmosphärische Zirkulation, die Entwicklung von Druckgebieten und Fronten und die sie jeweils beeinflussenden Faktoren. Demnach führt diese die einzelnen Elemente im Sinne des Klimasystems wieder zusammen. 

Da das Klimasystem eng mit den anderen Teilsystemen der Erde in Wechselbeziehung steht, ist die Klimatologie als Teilgebiet der Meteorologie eine multi- und interdisziplinär arbeitende Wissenschaft

(nach Brunotte et al. 2002; Lauer 1995).

Kryosphäre

Die Kryosphäre umfasst als Teil der Hydrosphäre die Schnee- und Eisflächen der Erde mit Eisschilden, Meereseis, Gebirgsgletschern und Permafrost. Sie steht in enger Wechselbeziehung mit den anderen Teilsphären des Erdsystems, vor allem mit der Hydro- und Atmosphäre (nach Brunotte et al. 2002).

Lithosphäre

Die Lithosphäre ist der - im Gegensatz zu Hydro- und Atmosphäre - feste Anteil der Erde. Sie umfasst den oberen Teil des Erdmantels und die Erdkruste, die von der sehr viel beweglicheren Asthenosphäre unterlagert wird. Unter anderem stellt diese eine „stabile Plattform“ für die Biosphäre bereit und liefert im Rahmen der Pedogenese wichtige Nährstoffelemente für die Lebewesen und Pflanzen. Die Lithosphäre steht mit den weiteren Teilsphären des Erdsystems in enger Wechselbeziehung, insbesondere mit der Pedo- und Hydrosphäre (nach Ahnert 1996, 46; Brunotte et al. 2002; Press und Siever 2003, S. 19).

Massenspektrometer

Was ist ein Massenspektrometer? Es ist zunächst hilfreich, sich zu vergegenwärtigen, was ein Spektrometer ist. Ein Spektrometer ist ein analytisches Instrument, das zur Aufspaltung von Licht in sein Spektrum und zur Messung der Linienintensitäten bei verschiedenen Wellenlängen dient. Ein Massenspektrometer funktioniert auf ähnliche Weise, aber es trennt Atome statt Licht in ein "Massenspektrum". Mit einem Massenspektrometer kann demnach die isotopische Zusammensetzung eines Elements sehr genau bestimmt werden.

Die drei Hauptkomponenten eines Massenspektrometers sind:

1. die Ionenquelle ,
2. der Magnet und
3. das Detektorsystem .

Ein Massenspektrometer braucht zusätzlich Pumpen, um ein Hochvakuum zu erzeugen, stabilisierte elektrische Versorgungen und einen Rechner, um das Gerät zu steuern und die gemessenen Daten weiterzuverarbeiten (nach: http://www.mpch-mainz.mpg.de/~geo/sjg/msblatt.html; http://de.wikipedia.org/wiki/Massenspektrometrie)

Um nähere Erläuterungen zu den Komponenten und verschiedenen Methoden bei der Anwendung eines Massenspektrometer zu erhalten, können Sie sich z.B. einen Einblick auf der entsprechenden wikipedia-Seite verschaffen.

Meteorologie

Die Meteorologie stellt die Wissenschaft von den physikalischen und chemischen Vorgängen in der Atmosphäre sowie den Wechselwirkungen mit der flüssigen und festen Erdoberfläche und den Einflüssen aus dem Weltraum dar. Daher ist die Aufgabe der Meteorologie die Erfassung und Erklärung der Zustände und Prozesse in der Atmosphäre. Das Ziel besteht dabei darin, unter Anwendung der Gesetze der Physik Wettervorhersagen auf wissenschaftlicher Grundlage zu erstellen. Die Konzentration auf die wetterwirksamen Schichten der Troposphäre und der Stratosphäre haben eine eigenständige Entwicklung der Physik der höheren Atmosphäre, der Aeronomie, gefördert.

Die Meteorologie wird in folgende Teilbereiche differenziert:

• Allgemeine Meteorologie : diese behandelt die Grundlagen sowie die thermodynamischen und hydrodynamischen Prozesse, die für Bewegungsvorgänge in allen Maßstäben entscheidend sind.
• Synoptische Meteorologie : diese befasst sich mit der räumlichen Struktur und zeitlichen Dynamik meteorologischer Felder auf der Grundlage synoptischer Beobachtungen (Synoptik).
• Angewandte Meteorologie : verschiedene Teilgebiete haben sie neben der Wettervorhersage herausgebildet, beispielsweise die Agrarmeteorologie oder die Medizinmeteorologie.

Da die Meteorolgie ein Anwendungsgebiet der Physik ist, wendet diese die  Methoden der Naturwissenschaften an

(nach Brunotte et al. 2002 &  http://www.met.fu-berlin.de/de/student/studienordnung).
 

Die Morphosphäre

Als Morphosphäre wird der Bereich der Reliefbildung an der Außengrenze der Lithosphäre bezeichnet. Hier findet durch endogene und exogene Prozesse die Bildung der Oberflächenformen der Erde statt.

Pedosphäre

Als Pedosphäre wird die Bodendecke auf der Erde bezeichnet. Die Bodendecke wird dabei als Grenzphänomen der Erdoberfläche aufgefasst, in der sich die Litho-, Hydro-, Atmo- und Biosphäre mit wechselnden Anteilen durchdringen und beeinflussen. Die Eigenschaften der Pedosphäre sind je nach Konstellation der Bodenbildungsfaktoren ausgeprägt; d.h. der Beteiligung, Einflussdauer und Wirksamkeit der sich überlagernden Teilsphären des Erdsystems (nach Brunotte et al. 2002; Schröder 1992, S. 9).

Periglazial

Die Nähe von Gletschern ist aber nicht erforderlich. Der größte Teil der heutigen Periglazialgebiete in Sibirien und Nordamerika liegt in gletscherfreiem Gebiet. Wesentliches Charakteristikum ist die Kälte. Beim Periglazial wird anstelle von Eiszeit von Kaltzeit gesprochen.

Periglaziale Bildungen

Fast alle periglazialen Bildungen hängen mit Bodenfrost zusammen, z.B. Frostverwitterung, Bodenfroststrukturen, periglaziale Schuttbewegungen. Beim Bodenfrost ist Dauerfrostboden oder Permafrost von nicht andauerndem und weniger tiefgehendem Bodenfrost zu unterscheiden.

Weitere periglaziale Vorgänge sind beispielsweise die kaltzeitliche Tätigkeit des Windes mit den daraus folgenden Ablagerungen (Löß, Flugsand) und die periglaziale Erosion und Aufschotterung (nach Schreiner, Albert 1997, S. 70).

Proxydaten

Proxydaten sind indirekte Klimazeiger oder Klimazeugen. Dies können beispielsweise Baumringe, Pollen, Warven, Eisbohrkerne oder Hinweise auf Gletscherstände sein. Aber auch historische Quellenangaben, Ernteertragszahlen, phänologische Phasen, Vereisungs- und Hochwasserangaben, die Rückschlüsse auf das Vorzeitklima oder auf vergangene Zustände der Atmosphäre zulassen, sind Proxydaten.
Im Zusammenhang mit der quartären Klimageschichte wird in den letzten Jahren vor allem den stabilen und radioaktiven Isotopen Aufmerksamkeit gewidmet. Sie finden weite Verbreitung in der Paläoklimatologie und benachbarter Disziplinen. Nur mit ihrer Hilfe lassen sich meist lange, über die instrumentelle Messperiode zurückreichende, hoch aufgelöste Informationen zum Zustand der Atmosphäre und der Umwelt ableiten (nach Brunotte et al. 2002).

Resistenzstrecke

Der Begriff Resistenzstrecke ist ein Begriff aus der Fluvialmorphologie. In einer Resistenzstrecke fließt der Fluss in einem Felsbett. Die Sohle seines Bettes besteht demnach aus anstehendem Gestein ohne eine zusammenhängende Schotterauflage. Der Fluss besitzt dann offensichtlich mehr Energie, als er zum Transport seiner anfallenden Geröllfracht benötigt. Vorhandene Schotterbänke im Flussbett sind kurzfristiger Natur. Beim nächsten Hochwasser werden die Ablagerungen sofort weitertransportiert. Dabei wird das Flussbett tiefer gelegt. Ein Teil der Flussenergie wird somit zur Tiefenerosion verwendet. Ein anderer Energieteil wird in zusätzlicher, morphologisch unwirksamer Turbulenz verbraucht. Diese drückt sich im schießenden Fließen von Stromschnellen und in Wasserfällen aus. Wegen der hohen WIderständigkeit des Betts kann der Fluss in einer Resistenzstrecke seinen Energieüberschuss demnach nicht vollständig in Tiefenerosion umsetzen.
Der gegenteilige Begriff ist Auslastungsstrecke (nach Ahnert 1996, S. 200).

Siedepunkt des Wassers

Der Siedepunkt des Wasser ist diejenige Temperatur, bei der Verdampfung einsetzt. Deshalb wird dieser auch als Siedetemperatur bezeichnet. Erreicht die Flüssigkeit die entsprechende Temperatur, geht die geordnete Verdunstung in Verdampfung über.
Der Siedepunkt des Wassers ist stark druckabhängig. Unter Normaldruck beträgt der Siedepunkt von Wasser 100°. Bei geringeren Luftdruckwerten nimmt die Siedetemperatur ab. Beispielsweise beträgt diese bei einem Luftdruck von 800 hPa nur noch 93,5°C und bei 200 hPa nur noch 60,2°C.
Diese Druckabhängigkeit des Siedepunkts macht man sich bei der Bestimmung des Luftdrucks mit dem Siedethermometer zu Nutze (nach Brunotte et al. 2002; Schönwiese 2003, S. 76/77).

Solarkonstante

Die Solarkonstante beschreibt die näherungsweise konstante Bestrahlungsstärke der Sonnenstrahlung an der Obergrenze der Atmosphäre bei einem mittleren Sonnenabstand. Die Solarkonstante wird für eine Fläche senkrecht zur Einstrahlung mit ungefähr 1370 W/m2 angegeben.
Kurzfristige Änderungen in der Größenordnung von etwa 4 W/m2 erfährt die Solarkonstante in Abhängigkeit zu solaren Aktivitätsschwankungen. Für längerfristige Schwankungen werden Änderungen der Bestrahlungsstärke von bis zu einem Prozent der Solarkonstanten angenommen (nach Brunotte et al. 2002; Schönwiese 2003, S. 110).

Thermohaline Zirkulation

Unter thermohaliner Zirkulation werden Meeresströmungen bezeichnet, die auf Dichteunterschieden des Meerwassers beruhen. Die Unterschiede in der Dichte hängen von der Temperatur und vom Salzgehalt ab. Die Unterschiede von Temperatur und Salzgehalt sind wiederum eine Folge von Erwärmung und Abkühlung an der Oberfläche des Ozeans sowie von Süßwasserzuflüssen (z.B. Niederschlägen). Die thermohaline Zirkulation umfasst den Ozean in der ganzen Tiefe, nicht nur die Oberflächenschicht wie bei den vom Wind angetriebenen Meeresströmungen (nach Potsdamer Institut für Klimafolgenforschung 2005).

Tillite

Der Begriff Tillite wird für zu Stein verfestigtes Morändenmaterial und Geschiebelehme präquartärer Vereisungen verwendet.
Ein Beispiel hierfür ist das sogenannte Dwyka-Konglomerat , eben eine fossile Grundmoräne (Geschiebelehm), aus der permokarbonischen Vereisung im südafrikanischen Karroobecken (nach Brunoote et al. 2002).

Trockental

Ein Trockental ist eine ursprünglich durch Fluvialerosion geschaffene lineare Hohlform, die aktuell nicht von einem Fluss durchflossen und daher auch nicht fluvial weiterentwickelt werden, wobei das Trockenfallen unterschiedliche Ursachen haben kann. Die Trockentäler der semiariden und ariden Gebiete sind Jetztzeitformen, die bei periodisch oder episodisch auftretenden Niederschlägen weiter geformt werden (nach Brunotte et al. 2002).

Vorflut

Vorflut: wenn das Wasser durch natürliche oder künstliche Vorgaben die Möglichkeit hat, mit natürlilchem Gefälle abzufließen. Dies geschieht im Vorfluter (Leser et al. 1994, S. 618).

Vorfluter

Der natürliche Vorfluter ist ein in der Regel offenes Fließgewäser, das die Vorflut aufnimmt, dass heißt abfließendes Wasser aus Gerinnen niedrigerer Ordnung, aus Grundwasserkörpern, Hangwasser- oder Oberflächenabflussystemen. Praktisch jedes Gewässer erfüllt gegenüber anderen Vorfluter-Funktion (Leser et al. 1994, S. 618).