Titel
Geologie
[* 2] (griech.), eine
Wissenschaft, welche dem Wortlaut nach die ganze wissenschaftliche Kenntnis von der
Erde umfassen
sollte, gebrauchsgemäß aber auf die Untersuchung der festen Erdbestandteile, der
Gesteine,
[* 3] nach
Natur und Entstehung beschränkt
wird und zudem eine sehr enge
Grenze durch die Unmögkeit ^[richtig: Unmöglichkeit], tief in das Erdinnere einzudringen,
gesteckt erhält. Gewöhnlich wird jetzt das
Wort
Geognosie identisch mit Geologie
gebraucht; sollen Unterschiede
gemacht werden, so würde
Geognosie als die
Wissenschaft von dem heutigen Zustand der festen
Bestandteile der
Erde und die
Geogenie
als
Lehre
[* 4] von der Entstehung der
Erde und der sie zusammensetzenden Mineralsubstanzen zwei Teile der ihnen begrifflich übergeordneten
Geologie
ausmachen.
Nach amerikanischen Mustern beobachten die Lehrbücher wohl auch folgende, in Einzelheiten der Benennungen und Abgrenzungen der Kapitel voneinander differierende Anordnung:
1) physiographische Geologie
(Geophysik),
Lehre von der Gestalt der
Erde, der
Temperatur des Erdinnern
(Geothermik), der Oberflächenbeschaffenheit
(Orographie) der
Erde, besonders hinsichtlich der Verteilung von
Wasser,
Festland etc.;
2) petrographische G (Petrographie, Lithologie), Lehre von der mineralogisch-chemischen Natur des die Erdkruste bildenden Materials;
3) dynamische Geologie
,
Lehre von den umgestaltenden
Kräften, welche in geologischer Gegenwart wirken und in geologischer Vergangenheit
gewirkt haben, Betrachtungen, unter welchen man gewöhnlich einen besondern
Abschnitt dem
Vulkanismus widmet;
4) petrogenetische Geologie
(Petrogenie),
Lehre von der
Bildung und Umbildung der
Gesteine;
5) architektonische Geologie
(Geotektonik),
Lehre vom
Aufbau der
Erdkruste, ein
Kapitel, unter welchem man die
Lehre von der
Schichtung
und den
Schichten (Stratigraphie) und die Ganglehre besonders zu unterscheiden pflegt;
6) historische Geologie
(Formationslehre),
Lehre von der zeitlichen
Entwickelung der
Erde in geologischer Vergangenheit
samt derjenigen der Organismen, welche in geologischer Vorzeit gelebt haben, in ihrem entwickelungsgeschichtlichen Zusammenhang
mit der heutigen
Fauna und
Flora
(Paläontologie, Petrefaktologie,
Versteinerungskunde), mit ihren zwei Teilen:
Paläozoologie
und
Paläophytologie.
Die Beziehungen der Geologie
zu Hilfswissenschaften sind zahlreich und mannigfaltig. Als die innigsten müssen diejenigen
zu den übrigen beschreibenden
Naturwissenschaften, zur
Mineralogie durch die
Petrographie, zur
Botanik und
Zoologie durch die
Paläontologie, gerechnet werden, wozu noch nach dem gelungenen Nachweis menschlicher Reste in
Schichten
prähistorischer Entstehung Grenzgebiete der Geologie
gegen
Anthropologie,
Ethnographie
[* 5] und
Urgeschichte kommen. Kaum weniger wichtig
sind die Bezüge zur
Physik (so besonders zur
Optik mit Rücksicht auf die neuern Untersuchungsmethoden
namentlich der
Gesteine, aber auch der
Versteinerungen vermittelst des
Mikroskops und des polarisierten
Lichts, mikroskopische
Geologie
) und zur
Chemie (chemische. Geologie
). Zu beiden zuletzt genannten
Wissenschaften ist die
Verwandtschaft um so enger geworden,
als sich eine experimentierende
Richtung in der Geologie
(Experimentalgeologie
) entwickelt hat.
Die in der
oben gegebenen
Einteilung der Geologie
als erste aufgeführten
Kapitel der
Geophysik greifen unablässig
in das Gebiet der
Geographie über, und bei einem Herbeiziehen von Betrachtungen über die ersten Stadien der
Entwickelung
unsers
Planeten
[* 6] wird man der
Astronomie
[* 7] und ihrer
Lehren
[* 8] nicht entbehren können. Ihrerseits als begründende
Wissenschaft dient
die Geologie
der
Geographie, ferner der wissenschaftlichen
Bodenkunde (Pedologie) und vor allem dem
Bergbau,
[* 9] zu
welchem außerdem eine ganze
Reihe technischer Aufgaben, deren
Lösung geologische Kenntnisse voraussetzt, im innigsten Zusammenhang
stehen, wie das
Bohren artesischer
Brunnen,
[* 10] Weg-,
Kanal-,
Eisenbahn-, namentlich Tunnelanlagen etc. (technische Geologie
).
Noch sei
der Wichtigkeit der Mitwirkung geologisch gebildeter Fachmänner bei der
Entscheidung hygieinischer
Fragen
gedacht.
Die Geschichte der Geologie
ist nicht alt, denn alles, was zunächst aus dem klassischen
Altertum uns überliefert und wohl mit
dem
Namen »Geologie der Griechen und
Römer«
[* 11] belegt worden ist, reduziert sich auf die Aufzeichnung einiger geologischer
Beobachtungen,
welche gerade in ihrer Isoliertheit Erstaunen erregen, sicher aber nicht als geologisches Lehrgebäude
bezeichnet zu werden verdienen. Ebensowenig dürfen die von den Alten aufgestellten zahlreichen
Kosmogonien mit der in engern
Zusammenhang gebracht werden; sie sind Ausflüsse philosophischer und theologischer Betrachtungen, keine Verallgemeinerung
geologischer
Beobachtungen.
Nicht viel fruchtbarer stellt sich das ganze Mittelalter und die ältere Hälfte der Neuzeit dar; auch hier erregen einige wenige Publikationen unser gerechtes Erstaunen, mehr aber in dem Sinn, daß der Einzelne bewunderungswürdig seine Zeit überragt, als daß diese seine Ansichten Eingang in größere Kreise [* 12] hätten finden können. Am klarsten geht dies aus dem Umstand hervor, daß, selbst wenn eine Wahrheit errungen schien, spätere Schriftsteller auf den alten Irrtum zurückgriffen. So sollen schon 1517 der berühmte Maler und Bildhauer Leonardo da Vinci (direkt ist keins seiner schriftstellerischen Werke auf uns gekommen) und der veronesische Arzt Fracastoro (gest. 1553), entgegen der landläufigen Ansicht, die Versteinerungen seien zufällige Bildungen (Naturspiele), die wahre Natur dieser Reste erkannt haben; Agricola (1490-1555) aber fiel in den alten Irrtum zurück, ja als 1597 Simon Majoli ¶
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und 1616 Fabio Colonna von neuem die Wahrheit entdeckt hatten, konnte der um die Entwickelung der Geologie sonst hochverdiente Engländer Lister (1638-1712) wiederum die organische Natur der Versteinerungen leugnen. Selbst nachdem die Existenz vorweltlicher Tiere und Pflanzen allmählich allgemein angenommen war, hinderte das ängstliche Festhalten an den biblischen Überlieferungen einen gesunden Ausbau der Versteinerungskunde. Scheuchzer, der 1726 das kaum metergroße Skelett [* 14] eines Molches (jetzt Andrias Scheuchzeri genannt, vgl. Tafel »Tertiärformation«) [* 15] als Homo diluvii testis beschrieb, ist das populärste Beispiel des Festhaltens an der Sintflut, welche alles Vorsintflutliche vernichtet und Raum für eine ganz neue Welt geschaffen habe. Doch ist schon aus der zweiten Hälfte des 17. und der ersten Hälfte des 18. Jahrh. eine Mehrzahl höchst verdienstlicher Werke zu verzeichnen. In England lieferten Woodward (1665-1728), Lhwyd (1660-1709), Hooke (1635-1703) u. a. gute paläontologische Arbeiten;
der oben citierte Lister empfahl schon die Anfertigung geologischer Karten;
in des Dänen Steno (1631-86) Werk »De solido intra solidum naturaliter contento« (Flor. 1669) sind klare Beobachtungen über die Reihenfolge der Schichten enthalten;
in Leibniz' »Protogäa« (Mainz [* 16] 1671) finden sich Andeutungen einer an die Laplace-Kantsche Theorie erinnernde Erdbildungshypothese. In Deutschland [* 17] gaben Knorr (1705-61) und Walch (1725-78) eine »Sammlung von Merkwürdigkeiten der Natur«, später »Naturgeschichte der Versteinerungen«, heraus, während Lehmann in seinem »Versuch einer Geschichte von Flözgebürgen« (1756) und Füchsel durch seine an die Thüringer Formationen geknüpften Studien (welche auch zum Entwerfen der ersten geologischen Karte eines Teils von Deutschland führten) die Grundsätze der Stratigraphie entwickelten. In Frankreich und der Schweiz [* 18] wirkten besonders Buffon und Saussure anregend, ersterer durch seine »Époques de la nature« (1780),
in welchen er für die Erde eine Entstehung aus feurig-flüssigem Zustand (mit einer Abkühlungszeit von 34,000 Jahren) annahm; letzterer durch seine »Alpenreisen« (1779-96), in denen er unter anderm die ersten guten Beobachtungen über die Gletscher veröffentlichte.
Als Gründer einer wissenschaftlichen Geologie wird gewöhnlich Werner (1750-1817), der berühmte Lehrer an der Freiberger Bergakademie, bezeichnet und mit Recht, hat er doch zuerst ein völlig durchgearbeitetes System aufgestellt und diesem System bei seinen Schülern das größte Ansehen zu verschaffen gewußt. Werner teilte die sämtlichen Formationen ausschließlich in neptunische und vulkanische; die letztern, denen er nur eine ganz untergeordnete Rolle und zwar nur in der Jetztzeit zuschrieb, leitete er von brennenden Kohlenflözen, sich zersetzenden Schwefelverbindungen etc. her; die erstern waren ihm die wesentlichen Teile der Erdrinde. Er teilte sie wieder in Urgebirge, zu denen der bei sehr hohem Wasserstand gebildete Granit, der bei niedrigerm entstandene Gneis, Glimmerschiefer u. dgl. nebst »Urkalk« und Serpentin, endlich Thonschiefer gehören, auf welche dann bei wieder höherm Ansteigen des Wassers die Porphyre, Grünsteine, jüngern Serpentine etc. folgen.
Auf die Periode des Urgebirges, hinsichtlich dessen Werner die Unklarheit wohl mit den meisten spätern Geologen teilen dürfte, folgt das Übergangsgebirge, welches man jetzt als Silur und Devon [* 19] unterscheidet. Die »ruhige« Ablagerung, welche die kristallinischen Gesteine hervorgebracht haben sollte, kombiniert sich nach Werner in dieser Zeit, in welcher die ersten lebenden Wesen auftraten, mit einer mechanisch zerstörenden Wirkung des Wassers, welche Veranlassung zur Entstehung der Grauwackengesteine (nebst Thonschiefer, Kieselschiefer, Kalkstein) und gleichzeitiger Grünsteine, Trappgesteine gibt.
Stürmischer ist wiederum die Zeit des Flözgebirges, das zum Teil in eine erste Ablagerungsperiode (Steinkohlenformation, Rotliegendes und Zechstein nebst Kupferschiefer, Gips [* 20] und Steinsalz), zum Teil nach einer Minderung des Wasserstandes in eine zweite Ablagerungsepoche (Buntsandstein, Muschelkalk, Quadersandstein und Kreide) [* 21] fällt. Eine Entblößung und neue Wasserbedeckung, mehr partiell, brachte das Braunkohlengebirge, die sogen. Flöztrappe, Basalt, Dolerit, Phonolith; alsdann erst folgte die Zeit des aufgeschwemmten Landes als letzte Sedimentbildung.
Das Auffallendste an Werners System ist die Ausdehnung [* 22] der »neptunischen« Bildungsweise auf die altvulkanischen Gesteine. Die Reaktion gegen eine Ansicht, welche nur aus beschränktem Beobachtungsmaterial entsprungen war, konnte nicht ausbleiben. Voigt (1793) eröffnete die Opposition mit der Behauptung, der Basalt müsse auf feurig-flüssigem Weg entstanden sein, und bald stand dem Wernerschen Neptunismus eine »plutonistische« Schule gegenüber, welche sich im wesentlichen zu Huttons 1796 (in kürzerm Auszug schon 1788) erschienener »Theorie der Erde« bekannte und mit dieser eine Entstehung unsers Planeten aus feurigem Fluß annahm und dem »Plutonismus« und »Vulkanismus«, der »Reaktion des noch flüssigen Erdinnern gegen die schon erstarrte Kruste«, eine mannigfaltige Rolle in Bildung und Umbildung der Gesteine und Erdkonturen zusprach.
Werners größter Schüler, Leopold v. Buch (1774-1853), sagte sich nach Studium der erloschenen Vulkane [* 23] in Zentralfrankreich vom Neptunismus los und stand bald an der Spitze der gegensätzlichen Schule. Vielleicht niemals und in keiner Wissenschaft ist der Einfluß einer einzelnen Persönlichkeit ein so großer und nachhaltiger gewesen wie derjenige Buchs in der ersten Hälfte unsers Jahrhunderts auf die weitere Entwickelung der Geologie. Weite Reisen, scharfe Beobachtungsgabe, glänzendes Darstellungsvermögen, alles gab Buch eine unbestrittene Führerschaft unter seinen Zeitgenossen, von ihm nicht selten bis zur Unduldsamkeit gegen andre Meinungen ausgebeutet. A. v. Humboldt, Laplace, die Geologen Naumann, Freiesleben, Elie de Beaumont u. v. a., die Zoologen und Paläontologen Cuvier, Lamarck und Brongniart, alle stimmten den Ideen Buchs mehr oder weniger unbedingt bei oder waren selbständig zu ähnlichen Anschauungen gekommen.
Das Resultat war ein plutonistisches System, welches der innern Erdwärme und den Ausbrüchen des flüssigen Erdinnern die mannigfachsten Rollen [* 24] zuschrieb. Die Umbildung des Kalks zu Dolomit durch Magnesiadämpfe, die Zurückführung aller Hebungen und Senkungen auf vulkanische Kräfte, die momentane Entstehung sogen. Erhebungskrater, die Bildung der Gebirge durch zentrale Eruptionsmassen, das zeitweise Eintreten gewaltiger Katastrophen, welche epochenartig geologische Formationen zum Abschluß bringen und jede Vermittelung zwischen zwei aufeinander folgenden Perioden verhindern, das dürften die extremsten Ansichten sein, welche die Zeit der unbestrittenen Herrschaft des Plutonismus zu Tage gefördert hat. Langsam, Schritt für Schritt, sind diese extravaganten Auswüchse einer in Beschaffung von Beobachtungsmaterial äußerst fruchtbaren Schule abgestoßen worden, und sieht man sich nach den Mitteln ¶
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um, mit welchen dies bewerkstelligt wurde, so läßt sich zweierlei formulieren: das Bestreben, die in der Physik und Chemie geltenden Gesetze auch auf die Geologie zu übertragen, und das weitere Bemühen, die geologischen Erscheinungen der Vorzeit mit denjenigen, welche die Gegenwart erfahrungsmäßig darbietet, zu parallelisieren. Obgleich beide Sätze so einfach klingen und so naturgemäß sind, daß sie Anspruch erheben können, als Grundsätze aller wissenschaftlichen Forschung auf dem Gebiet der Geologie zu gelten, war doch ihre Formulierung seiner Zeit ein hohes Verdienst, und Bischofs Wort: »Unsre Erde ist ein großes chemisches Laboratorium« [* 26] (1847) und Lyells erste Anwendung der Methode (1830), von der Betrachtung der geologischen Erscheinungen der Gegenwart auszugehen und an ihnen und durch sie die frühern geologischen Vorgänge zu studieren, können als Wendepunkte in der Entwickelung der Geologie betrachtet werden.
Als weiteres Mittel, schlecht fundierte Hypothesen zu untergraben, muß die Vervollkommnung der Untersuchungsmethoden geologischer Objekte betont werden, in erster Linie die Einführung des Mikroskops (Sorby, Vogelsang, Zirkel, Rosenbusch), wesentlich ergänzt durch den Ausbau mikrochemischer Reaktionen (Streng, Behrens). Auf paläontologischem Gebiet hat sich gleichfalls die Überzeugung von der Notwendigkeit der Rücksichtnahme auf das »Jetzt«, d. h. auf die in der gegenwärtigen geologischen Periode lebenden Formen, rückhaltlos Bahn gebrochen, und die befruchtende, weil heuristische Kraft [* 27] des Darwinismus, welche auch von den Gegnern nicht geleugnet werden kann, hat auch auf diesem Gebiet reiche Lorbeeren gepflückt.
Und so können wir als die das heutige Studium geologischer Erscheinungen beherrschenden Grundideen die Sätze formulieren: Alle umwandelnden Prozesse in den verschiedenen Perioden der Entwickelung der Erde haben sich langsam und stetig im Verlauf großer Zeiträume vollzogen unter nicht größern Katastrophen, als heute ebenfalls noch lokal auftreten;
bei aller Umwandlung waren keine andern Ursachen und Kräfte wirksam als die, welche auch heute gleichen Umwandlungen zu Grunde liegen;
nicht einseitig dem Neptunismus oder dem Vulkanismus ist ausschließlich oder auch nur vorwiegend die Umgestaltung der Erde nach Form und Material zuzurechnen, sondern beide wirkten zu allen Zeiten wie heute neben- und miteinander;
an der allmählichen, nicht sprungweisen Entwickelung haben die Lebewesen gleichfalls teilgenommen;
auch für sie darf von keiner allgemeinen Katastrophe die Rede sein.
Diese Sätze sind nun freilich in vielfacher Beziehung nur ein Programm für die Fortsetzung begonnener und für den Angriff neuer Untersuchungen; auf dem Gebiet der Geologie muß uns aber gerade der Vergleich mit frühern Perioden in der geschichtlichen Entwickelung unsrer Wissenschaft belehren, daß die Existenz einer Reihe noch »offener Fragen« unbedingt dem Zustand vorzuziehen ist, in welchem solche streitige Punkte schul- und schablonenmäßig erledigt oder vielmehr in Selbsttäuschung hinweggeleugnet werden.
Vgl. Hoffmann, Geschichte der Geognosie (Berl. 1838);
Cotta, Beiträge zur Geschichte der Geologie (Leipz. 1877), und die betreffenden Kapitel in den unten citierten Lehrbüchern, namentlich in Lyells »Principles«.
Sammlungen. Karten. Litteratur.
Als Hilfsmittel des Studiums der Geologie, welche wenigstens bis zu einem gewissen, freilich nur bescheidenen Grad eigne Beobachtung und eignes Sammeln ersetzen können, sind vor allen die öffentlichen Sammlungen aufzuführen, welche sich an allen Universitäten, Polytechniken, Bergakademien, forstlichen und landwirtschaftlichen Hochschulen zu Lehrzwecken und in den meisten Residenzen als Staatssammlungen vorfinden, und deren Benutzung meist durch übersichtliche Beschreibungen des Systems der Aufstellung erleichtert wird. Von größtem wissenschaftlichen Wert sind besonders auch diejenigen Sammlungen, welche die geologischen Landesanstalten (s. d.) von dem bei der Kartierungsarbeit gesammelten Beweismaterial anlegen. Die litterarischen Hilfsmittel zerfallen in Kartenwerke, Lehrbücher und Zeitschriften, einschließlich der Gesellschaftsschriften.
[Karten.]
Von Karten seien mit Übergehung der geologischen Spezialkarten folgende, meist mit besondern Erläuterungen versehene genannt: Marcou. Carte géologique de la terre, Maßstab [* 28] 1:23,000,000 (Zürich [* 29] 1875);
Dumont, Carte géologique de l'Europe, 1:4,000,000 (Par. u. Lütt. 1850);
Dufrenoy u. Elie de Beaumont, Carte géologique de la France, 1:500,000 (Par. 1840);
Phillips, Geological map of the British Isles and adjacent coast of France, 1:1,500,000 (2. Aufl., Lond. 1862);
Dumont, Carte géologique de la Belgique, 1:833,333 u. 1:160,000 (1836-49);
Staring, Geol. kaart van Nederland, 1:200,000, mit einer Übersichtskarte in 1:1,500,000 (Haarlem [* 30] 1858-67);
Dechen, Geognostische Übersichtskarte von Deutschland, Frankreich, England und den angrenzenden Ländern, 1:2,500,000 (2. Ausg., Berl. 1869);
Derselbe, Geologische Karte von Deutschland, 1:2,000,000 (das. 1870);
Gümbel, Geognostische Karte des Königreichs Bayern [* 31] und der angrenzenden Länder, 1:500,000 (Münch. 1855);
Fraas, Geognostische Wandkarte von Württemberg, [* 32] Baden [* 33] und Hohenzollern, 1:280,000 (Stuttg. 1882);
Bach, Geognostische Übersichtskarte von Deutschland, der Schweiz und den angrenzenden Ländern (Gotha [* 34] 1855, 9 Blatt); [* 35]
Derselbe, Geologische Karte von Zentraleuropa (Stuttg. 1859) und Geognostische Karte von Württemberg, Baden und Hohenzollern, 1:450,000 (das. 1860);
Hauer, Geologische Übersichtskarte der österreichisch-ungarischen Monarchie, 1:576,000 (Wien [* 36] 1867-76, 12 Blatt);
Derselbe, Geologische Karte von Österreich-Ungarn, [* 37] 1:2,026,000 (4. Aufl., das. 1884);
Studer und Escher von der Linth, Carte géologique de la Suisse, 1:760,000 (2. Aufl., Winterthur 1867; Übersichtskarte in 1:380,000, 2. Aufl., das. 1872);
»Carta geologica d'Italia«, 1:1,111,111 (Rom [* 38] 1881).
Über die Veröffentlichungen der geologischen Landesanstalten s. d.
[Lehrbücher.]
Naumann, Lehrbuch der Geognosie (2. Aufl., Leipz. 1858-72; nicht vollendet);
Lyell, Principles of geology (Lond. 1830-32; 12. Aufl. 1876, 2 Bde.);
Derselbe, Elements of geology (1838, 6. Aufl. 1865);
Bischof, Lehrbuch der chemischen und physikalischen Geologie (2. Aufl., Bonn [* 39] 1863-66);
Roth, Allgemeine und chemische Geologie (Berl. 1879 ff.);
Credner, Elemente der Geologie (5. Aufl., Leipz. 1883);
Vogt, Lehrbuch der Geologie und Petrefaktenkunde (4. Aufl., Braunschw. 1879);
Leonhard, Grundzüge der Geognosie und Geologie (4. Aufl., hrsg. von Hörnes, Leipz. 1885);
Pfaff, Allgemeine Geologie als exakte Wissenschaft (das. 1873);
Senft, Lehrbuch der Mineralien- und Felsartenkunde (Jena [* 40] 1869);
Derselbe, Synopsis der Mineralogie u. Geognosie (Hannov. 1878);
Derselbe, Fels und Erdboden (Münch. 1876);
Gümbel, Grundzüge der Geologie (Kassel [* 41] 1884 ff.);
Dana, Manual of geology (10. Aufl., Philad. 1880);
Geikie, Textbook of geology (2. Aufl., Lond. 1885);
Stoppani, Corso di geologia (Mail. 1871);
Süß, Das Antlitz der Erde (Prag [* 42] 1885, 2 Bde.);
Quenstedt, Epochen der Natur (Tübing. 1861);
Cotta, Geologie der ¶