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8 – Die Oberfläche der Erde
Die Oberfläche der Erde, die Grenze zwischen Lithosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre wird durch chemische, physikalische und biologische Prozesse ständig verändert. Die Prozesse finden auf verschiedenen Raum- und Zeitskalen statt. Die Raumskalen reichen von der Gebirgsbildung bis zu Domänen innerhalb einzelner Mineralkörner. Die geologische Zeitskala reicht von Gebirgsbildungs- bis zu Klimazyklen.
Seit einigen Jahrtausenden beeinflusst auch der Mensch maßgeblich die Vorgänge an der Oberfläche der Erde. Heute bewegt der Mensch durch Landnutzung und Siedlungsbau bereits mehr Sediment als auf natürliche Weise erodiert und durch die Flüsse transportiert wird.
Von großem Interesse ist ein besseres Verständnis der gewaltigen Stoffflüsse an der Oberfläche der Erde. Milliarden Tonnen chemischer Elemente werden jährlich aus Gesteinen herausgewittert, und über diesen Prozess wird der Atmosphäre CO2 entzogen. Über lange Zeiträume stabilisiert die Verwitterung den Treibhauseffekt der Erde. Der geochemische Stoffaustausch zwischen der Lithosphäre, der Hydrosphäre und der Atmosphäre findet zumeist an Mineraloberflächen statt. Dort reagieren wässrige Lösungen mit den Mineralen und lösen verschiedene Stoffe aus ihnen heraus. Diese chemische Verwitterung von Mineralen, an der häufig auch (mikro-)biologische Prozesse beteiligt sind, ist der zentrale Prozess, der die Zyklen der Elemente Kohlenstoff, Sauerstoff, Schwefel und Eisen auf globaler Ebene steuert. Die Verwitterung kontrolliert, welche Stoffe in Gewässer und Flüsse gelangen, sie versorgt die Pflanzen mit Nährstoffen und sie hat einen Einfluss darauf, wie mobil Schadstoffe in oberflächennahen Systemen sind. Wie sich in den letzten Jahren gezeigt hat, sind Mikroorganismen bei vielen Verwitterungsreaktionen als Katalysatoren beteiligt.
Die Oberfläche der Erde wird auch durch Impaktprozesse beeinflusst, die sich als Spuren früherer Kollisionen überall auf der Erde finden. Heute werden pro Jahr bis zu fünf neue Meteoritenkrater entdeckt. Sie lassen sich durch verformte und veränderte Minerale eindeutig nachweisen.