Macht hohe Temperatur die Leute nur emotional? Aus geologischer Sicht ist sein Beitrag nicht unerheblich!

In letzter Zeit sind die Temperaturen in den meisten Teilen unseres Landes stark angestiegen und in vielen Gegenden wurden Hitzewarnungen herausgegeben. Sind hohe Temperaturen wirklich nutzlos? Tatsächlich ist der Beitrag der hohen Temperaturen aus geologischer Sicht enorm! Es entstehen viele geologische Mineralien und besondere geologische Phänomene. In dieser Ausgabe werfen wir einen Blick auf das Hochtemperaturwetter im geologischen Geschichtsverlauf sowie auf die durch hohe Temperaturen entstandenen geologischen Mineralien und besonderen geologischen Phänomene.

01 Hohe Temperaturen „erzeugen“ eine große Menge an Evaporit

Das typischste Mineral, das im Laufe der Erdgeschichte durch hohe Temperaturen entstanden ist, ist Evaporit. Evaporite sind Gesteine, die durch chemische Niederschläge entstehen, die durch die Verdunstung von Lösungen oder Salzlaugen mit hohem Salzgehalt bei hohen Temperaturen verursacht werden. Evaporite bestehen hauptsächlich aus Chloriden (Steinsalz, Kalisalz etc.), Sulfaten (Polyhalit, Gips etc.), Nitraten (Kalium, Natrium, Salpeter etc.) und Boraten (Borax etc.). Nach ihrer Zusammensetzung lassen sie sich in Gips- und Anhydritgestein, Salzgestein und Kalium-Magnesium-Gestein unterteilen.

Abbildung 1: Kalimineralien (Copyright-Bild aus der Bibliothek, Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen)

Die geologischen Epochen Kambrium, Silur, Devon und Perm sind wichtige Perioden für die Bildung von Evaporiten. Die geologischen Perioden für die Bildung von Evaporiten in meinem Land sind hauptsächlich die Trias, die Kreidezeit, das Paläogen und das Neogen.

Evaporite werden häufig in der Landwirtschaft und Industrie verwendet und sind eine wichtige Mineralart. Zu den üblichen Evaporitmineralien zählen natürliche Alkalien, Soda, Thenardit, wasserfreier Thenardit, Calcium-Thenardit usw., von denen Speisesalz am häufigsten vorkommt. „Der Duft des Südwindes kann den Zorn meines Volkes lindern. Die Zeit des Südwindes kann den Reichtum meines Volkes bereichern.“ Bereits in der Yao- und Shun-Ära, im Gebiet des Yuncheng-Salzsees in der südlichen Provinz Shanxi in meinem Land, fassten die Vorfahren die starke Verdunstungs- und Kristallisationswirkung zusammen, die der Südwind über die Zhongtiao-Berge bis zum Salzsee unterhalb des Berges brachte.

Abbildung 2: Eine Ecke des Yuncheng-Salzsees (Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

Der konkrete Vorgang ist: Der Südostmonsun verliert im Sommer vom Meer aus seinen gesamten Wasserdampf, nachdem er langsam über den südlichen Fuß des Zhongtiao-Berges geklettert ist. Wenn die Luft über die Bergkette strömt und entlang des Leehangs absinkt, steigt aufgrund der adiabatischen Kompression die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit nimmt weiter ab, wodurch ein trockener und heißer Wind entsteht. Die dadurch mitgeführte enorme Heißluft beschleunigt die Verdunstung des Wassers im Salzsee unter den Füßen, wodurch die Salzkonzentration des Seewassers zunimmt und die Löslichkeit abnimmt. Es wird schließlich in Form von Salzkristallen abgeschieden, wodurch „unser Volk“ über eine stetige Salzversorgung verfügt, die es verkaufen kann.

Neben Salzgestein ist auch Evaporit eine Quelle für natürlichen Kalidünger. Das gebildete Gipsgestein ist ein gutes Deckgestein für Öl und Erdgas in den Schichten und spielt eine wichtige Rolle bei der Öl- und Gasmigration sowie der Isolierung und Schließung von Lagerstätten. Aus der Perspektive der Exploration kann man sagen, dass das Finden von Evaporit bedeutet, dass man nicht weit davon entfernt ist, einen „Schatz“ auszugraben .

02 Hohe Temperaturen sind die Voraussetzung für die Bildung von Rotbett-Landformen

In meinem Land gibt es eine große Anzahl roter Schichten, die von Nordwesten nach Südosten verteilt sind. In der Geologie wird dieser Typ von Landform zusammenfassend als „Rote-Schicht-Landform“ bezeichnet. Die Schichten, aus denen diese Rotbett-Landformen bestehen, bestehen hauptsächlich aus terrestrischem Rotsandstein, Konglomerat und Schiefergestein, die in tropischen oder subtropischen, heißen und trockenen Umgebungen vom Mesozoikum bis zum frühen Känozoikum entstanden sind.

Die weltberühmte Landschaftsform Danxia ist im Wesentlichen eine Reihe von Rotbett-Landformen aus Sandstein und Konglomerat aus dem Mesozoikum. Die rote Farbe ist die Farbe von Eisen in Form von Fe2O3 in tropischen oder subtropischen Umgebungen mit hohen Temperaturen und Trockenheit [1].

Rote-Bett-Landformen sind in meinem ganzen Land verbreitet, insbesondere im Südosten. Das größte Gebiet liegt im Sichuan-Becken und umfasst 260.000 Quadratkilometer[2]. Laut Statistik beträgt die Gesamtfläche der bekannten Rotbett-Landformen in meinem Land 916.000 Quadratkilometer, was 9,5 % der Landfläche des Landes entspricht. Sie sind auf vier Regionen verteilt: den Nordwesten, die Mitte, den Osten und das Qinghai-Tibet-Plateau[2].

Abbildung 3: Rotes Bodenland im malerischen Gebiet des Pingshan-Sees Grand Canyon im Bezirk Ganzhou, Stadt Zhangye, Provinz Gansu (Quelle: Xinhuanet)

Aufgrund der ungleichmäßigen Härte der roten Schicht können sich leicht seltsame Gipfel und steile Klippen bilden, die zum Spielen, Bergbau oder Schnitzen genutzt werden können. Auf diese Weise bleibt ein großes kulturelles und natürliches Erbe zurück.

Die roten Bodenformen haben eine große Anzahl von Landschaftsformen geformt und sind zu einer schönen Visitenkarte für den geologischen Tourismus meines Landes geworden. Die bekannteste davon ist die Danxia-Landform, die aufgrund ihrer einzigartigen Naturlandschaft und kulturellen Konnotationen zu einer wichtigen geologischen Tourismusressource geworden ist[3]. Was die Ursachen ihrer Entstehung betrifft, so ist die Bildung der Red Beds nicht nur auf geeignete paläogeomorphologische Bedingungen zurückzuführen, sondern auch auf die großflächige Auswaschung anderer Mineralien in der trocken-heißen Umgebung, die zur Ansammlung einer großen Menge an Eisenelementen führt. (Hinweis: Auslaugung ist ein Prozess der Boden- oder Gesteinsverwitterung, der sich auf den Verlust von Elementen durch Auslaugung durch Witterung und Wasser bezieht.)

03 Hohe Temperaturen erzeugen einzigartige Schmucksteine

Schlammrisse, auch als Trockenrisse oder Risse bekannt, sind Oberflächenrisse, die oben breit und unten schmal sind und durch Sedimente verursacht werden, die vor ihrer Verfestigung der Wasseroberfläche ausgesetzt sind und hohen Temperaturen durch Sonnenlicht, Wasserverdunstung und Volumenschrumpfung ausgesetzt sind. Moderne Schlammrisse sind ein Symbol für trockenes und regenloses Klima.

In der Erdgeschichte ist die Schlammrissstruktur eine deutlichere und häufigere Schichtstruktur in alten Erdschichten. Es ist das Produkt einer abwechselnd trockenen und feuchten Umgebung. Bei einem Wechsel der Klimabedingungen von feucht zu anhaltender Trockenheit kommt es zu großflächiger Entstehung an der Oberfläche. Schlammrissstrukturen in den Schichten geben nicht nur Aufschluss über das Klima, sondern können auch Hinweise auf die Lage der antiken Küstenlinie, regionale Schichthebungen, klimatische Temperaturänderungen, Trockenheit und Nässe, die Exposition gegenüber flachem Wasser usw. geben und spielen eine wichtige Rolle bei der Erforschung von Klima- und Umweltänderungen in der Antike.

Abbildung 4: Wellen auf gebrochenen Felsen (Quelle: Screenshot von Xiaohongshu)

In den roten Schichten des Mesoproterozoikums, der Kreidezeit und der Trias in meinem Land bildeten sich zahlreiche Schlammrisse. Die Schlammrisse in den Schichten werden im Allgemeinen mit Zement gefüllt, um Schlammrisssteine ​​oder Turtleback-Steine ​​zu bilden. Einige Tonsteine ​​werden aufgrund der schwachen Verwitterungsfähigkeit des Muttergesteins erodiert , und die Bindemittel, die die Risse in der Sedimentschicht füllen, bleiben aufgrund ihrer starken Viskosität und härteren Textur erhalten und bilden eine Fenstergitterstruktur, die einem Netzwerk ähnelt. Die durch Schlammrisse entstandenen Steine ​​aus den mesoproterozoischen Schichten des Taihang-Gebirges in meinem Land werden häufig zur Dekoration von Sichtschutzwänden, Türpfeilern, Wänden und Innendekorationen verwendet, da sie häufig Wellen- oder Regenflecken oder andere Muster und Formen aufweisen. Sie haben einen hohen praktischen, dekorativen und Sammlerwert.

[Wissenserweiterung] Neben der Geologie können hohe Temperaturen auch die „Selbsterneuerung“ des Waldes fördern.

Neben den bereits erwähnten Schlammrissen können langanhaltend hohe Temperaturen auch eine Vielzahl von Waldbränden verursachen, was objektiv die Selbsterneuerung des Waldes fördert.

Waldbrände sind ein wichtiger Teil der biologischen und geologischen Evolution. Sie fördern die Erneuerung und den Ersatz von Waldbeständen, beschleunigen die Beseitigung der Baumartenschädigung, schaffen Platz für das Wachstum und die Entwicklung neuer Baumarten und verbessern die Vegetationsstruktur des Waldes.

Darüber hinaus können Waldbrände Parasiten im Wald abtöten und das Auftreten von Krankheiten und Schadinsekten hemmen. Kurz gesagt: Waldbrände spielen eine wichtige Rolle bei der Schaffung und Erhaltung des Gleichgewichts von Waldsystemen und bei der Förderung einer stabilen Entwicklung der Wälder.

Häufige Waldbrände weisen normalerweise darauf hin, dass die Temperatur während des jeweiligen geologischen Zeitraums höher war, während weniger häufige Waldbrände darauf hinweisen, dass die Temperatur während des jeweiligen geologischen Zeitraums niedriger war. Wissenschaftler in meinem Land und in anderen Teilen der Welt verwenden Ruß- und Holzkohleablagerungen, die durch Waldbrände in Erdschichten entstehen, als Indikatoren zur Untersuchung des Klimawandels in der Erdgeschichte.

Obwohl Waldbrände aus makroökonomischer Sicht auch ihre eigenen geologischen Auswirkungen haben, sollten wir zunächst versuchen, die Häufigkeit und das Auftreten von Waldbränden zu reduzieren und unsere wertvollen Waldressourcen so weit wie möglich zu schützen. Zu diesem Zweck hat unser Land ein Luft-Boden-Waldbrandverhütungsnetz eingerichtet, ein umfassendes technologisch intelligentes Brandverhütungssystem mit Satellitenüberwachung am Himmel, Flugzeugpatrouillen in der Luft und Videoüberwachung am Boden geschaffen und durch den umfassenden Einsatz einer Vielzahl digitaler Hightech-Mittel ein vollständiges und dreidimensionales Waldbrandverhütungsnetz aufgebaut.

Abschluss

Was uns Menschen betrifft, so haben die gegenwärtig hohen Temperaturen zwar gewisse Schwierigkeiten und Unannehmlichkeiten für unsere derzeitige Produktion und unser Leben verursacht, doch haben die hohen Temperaturen in der Erdgeschichte den Menschen auch viele reiche und farbenfrohe geologische Mineralressourcen und Tourismusressourcen beschert und die Optimierung und Anpassung der terrestrischen Ökologie gefördert. Es ist ein unverzichtbarer Klimatyp und eine treibende Kraft für die ökologische Entwicklung der Erde. Wir müssen es richtig betrachten!

Quellen:

[1] Zhou Cuiying, Liao Jin, Liu Zhen. Identifizierung roter Schichten und ihre Bedeutung für die wissenschaftliche Forschung: von der unscharfen Unterscheidung der Gesteinsoberflächenmerkmale bis zur quantitativen Bestimmung geologischer Gene [J/OL]. Geowissenschaften, 1-22 [08.07.2024].

[2Ding Hua, Zhao Ruixue, Shen Yi, et al. Eine vorläufige Studie zu den Landschaftsmerkmalen, der räumlichen Verteilung sowie dem Schutz und der Nutzung von Danxia-Landformen im Nordwesten Chinas[J]. Geological Review, 2023, 69 (06): 2274-2284.

[3] Guo Fusheng, Ling Yuanyuan, Chen Liuqin et al. Studie zu den Kontrollfaktoren und Landschaftstypen des Danxiashan World Geopark. Moderne Geologie, 2023, 37 (06): 1665-1679.

Autor: Liu Hanbin, leitender Ingenieur, Shanxi Coal Geology Bureau

Gutachter: Li Zhongdong, stellvertretender Direktor des Sichuan Geophysical Survey Institute, Chefexperte für Wissenschaftskommunikation des Ministeriums für natürliche Ressourcen, Direktor der China Science Writers Association, Chefexperte des Earth Science Talent Program des Sichuan Institute of Geology and Survey

Produziert von: Science Popularization China