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<p><b>Neue Seite</b></p><div>[[Datei:Geochem.svg|mini|Schematische Darstellung eines geochemischen Kreislaufs]]<br />
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Die '''Geochemie''' ({{grcS|γεω-|geo-|prefix=nein}} ‚die Erde betreffend‘ [zu {{lang|grc|γῆ|ge}} ‚Erde‘] und -chemie) ist ein Teilgebiet der [[Chemie]], die sich mit dem stofflichen Aufbau, der Verteilung, der Stabilität und dem Kreislauf von [[Chemisches Element|chemischen Elementen]] sowie deren [[Isotop]]en in [[Mineral]]en, [[Gestein]]en, im [[Boden (Bodenkunde)|Boden]], [[Wasser]] und in der [[Erdatmosphäre]] sowie der [[Biosphäre]] befasst. Sie ist die naturwissenschaftliche Fachrichtung, die [[Geologie]] und Chemie verbindet. Dabei hat sie mit der Geologie den [[Erkenntnisobjekt|Untersuchungsgegenstand]] und mit der Chemie die Untersuchungsmethoden gemein.<br />
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== Geschichte ==<br />
Bis in das späte 19. Jahrhundert hinein wurde in den Geowissenschaften ein beschreibender Ansatz verfolgt, der die Gesteine und Minerale nach ihren äußeren Eigenschaften zu verstehen suchte, hingegen jedoch nicht oder kaum die stoffliche Basis und deren chemische Dynamik mit einschloss. Ein Verständnis dieser Dynamik ist jedoch unerlässlich, denn viele Fragen lassen sich nur durch geochemische Ansätze beantworten.<br />
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Die Geschichte der modernen Geochemie, zu deren Gründern [[Victor Moritz Goldschmidt]], [[Wladimir Iwanowitsch Wernadski]], [[Frank Wigglesworth Clarke]] und [[Alfred Treibs]] am Anfang bis Mitte des 20. Jahrhunderts gehörten, ist dadurch eng mit jener der [[Geologie]] und [[Mineralogie]] verknüpft. Der Begriff selbst geht auf den Schweizer Chemiker [[Christian Friedrich Schönbein]] (1838) zurück. Wichtige Etappen auf dem Weg zum modernen Verständnis der Geochemie stellten die Arbeiten von [[Karl Gustav Bischof]] (1846), [[Justus Roth]] (1818–1892; 1859) und [[James David Forbes]] (1868) dar.<br />
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== Untersuchungsgegenstand ==<br />
In der modernen Geochemie ist eine Zweiteilung des Faches zu beobachten. Auf der einen Seite steht die Untersuchung metamorpher und magmatischer Gesteine, wobei das Hauptaugenmerk auf deren Spurenelementgehalten und (meist radiogenen) Isotopenverhältnissen liegt. Erklärtes Ziel hierbei ist es, Aussagen über Alter ([[Geochronologie]]) und Bildungsbedingungen ([[Geothermobarometrie]]) machen zu können. Überschneidungen gibt es hier im Bereich der Rekonstruktion der frühesten Erdgeschichte mit der [[Planetologie]] und der [[Kosmochemie]]. Auf der anderen Seite steht die Untersuchung von Sedimenten, Wässern, Böden, Lebewesen, der Luft und erdinneren Gasen (Gasgeochemie)<ref>[https://moseskonto.tu-berlin.de/moses/verzeichnis/veranstaltungen/veranstaltung.html?kalenderveranstaltung=73238&startdate=2020-10-19&enddate=2021-02-27&dateforweek=2020-10-19 Vorlesung an der TU Berlin]</ref> wobei die Untersuchung stabiler Isotope und der Speziierung von Elementen eine herausragende Rolle spielt. An diesem Ende des Spektrums der Geochemie bildet die [[Biogeochemie]], also die Untersuchung des Einflusses von Organismen auf die Chemie der Erde, den Übergang zur [[Biochemie]] und zur [[Biologie]].<br />
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== Untersuchungsmethoden ==<br />
Für die Untersuchung flüssiger Proben wird für die Bestimmung der Hauptelemente oft die [[Ionenaustauschchromatographie]], für die Spurenelemente die [[ICP-OES|Optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma]] (ICP-OES) und für Ultraspurenelemente die [[Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma]] (ICP-MS) verwendet. Mit letzterer kann auch die [[Isotopengeochemie|Häufigkeit verschiedener Isotope]] in einer Probe gemessen werden. Durch die Kopplung mit einem Laser können mit der ICP-MS zudem feste Proben untersucht werden, wobei der Laser Material von der Probenoberfläche abträgt. Eine weitere Möglichkeit, die chemische Zusammensetzung fester Proben direkt zu messen, ist die [[Elektronenstrahlmikroanalyse]]. Oft werden feste Proben auch einem [[Aufschluss (Chemie)|Aufschluss]] unterzogen und entweder aufgeschmolzen oder aufgelöst. Die erstarrte Schmelztablette kann dann mit der [[Röntgenfluoreszenzanalyse]] untersucht werden, während für Lösungen die gesamte Bandbreite der oben genannten Methoden zur Verfügung steht.<br />
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Neben diesen Standardmethoden existieren weitere Verfahren für besondere Fragestellungen: die [[Mößbauerspektroskopie]] zur Unterscheidung von zweiwertigem und dreiwertigem [[Eisen]], die [[Elektronenspinresonanz]] zum Nachweis geringer Konzentrationen paramagnetischer Ionen in Mineralen, die [[Röntgenabsorptionsspektroskopie]] und die [[Rasterkraftmikroskop]]ie zur chemischen Untersuchung von Oberflächen, die [[Raman-Spektroskopie]] und die [[Infrarotspektroskopie]] zum Nachweis bestimmter Bindungen und der an ihnen beteiligten Elemente sowie die [[Neutronenaktivierungsanalyse]] für extrem geringe Konzentrationen.<br />
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== Anwendungen ==<br />
* Geochemie der [[Lithosphäre]]: Die Gehalte und die Verteilung von [[Chemisches Element|Elementen]] in einem [[Mineral]] geben Aufschluss über die Entstehungsgeschichte des [[Gestein]]s einschließlich der [[Druck (Physik)|Druck]]- und [[Temperatur]]verhältnisse zur Zeit der Bildung ([[Geothermobarometrie]]). Viele Klassifikationen von Gesteinen beruhen auf geochemischen Daten. Beispiele hierfür sind das [[TAS-Diagramm]] (Total Alkali Silica) für glasige [[Vulkanit]]e und die Unterteilung der [[Granit]]e in [[Granit#Granitgenese|S-Typ-Granite]] und [[Granit#Granitgenese|I-Typ-Granite]]. Sehr oft werden die Konzentrationen der [[Lanthanoide]] zur Bestimmung der Entstehungsbedingungen und zur Klassifikation von Gesteinen verwendet.<br />
* Geochemie der [[Hydrosphäre]]: Die Hydrogeochemie untersucht die Wasserqualität von [[Oberflächenwasser|Oberflächen]]- und [[Grundwasser]], den [[Wasserkreislauf]] und die Wechselwirkungen von [[Wasser]] mit Mineralen.<br />
* Geochemie der [[Erdatmosphäre]]: Wichtige Themen der Atmosphärenchemie sind der [[Treibhauseffekt]], die [[Luftverschmutzung]] durch [[Feinstaub]] und der [[Saurer Regen|saure Regen]].<br />
* [[Isotopengeochemie]]: Stabile [[Isotop]]e geben Auskunft über Bildungsbereiche, [[Verwitterung]]sprozesse und Transportprozesse von Gesteinen, [[Erz]]en und Wässern, radiogene Isotope ermöglichen eine Altersbestimmung von Mineralen und Gesteinen ([[Geochronologie]]).<br />
* [[Kosmochemie]]: Die Untersuchung von [[Meteorit]]en gibt Aufschluss über die Entstehung des [[Universum]]s, des [[Sonnensystem]]s und der [[Erde]].<br />
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== Studiengänge ==<br />
Grundlagen der Geochemie werden in vielen geowissenschaftlichen [[Bachelor]]-Studiengängen (z.&nbsp;B. „Geowissenschaften“, „Geologie/Mineralogie“) vermittelt. Vertiefende Kenntnisse können im [[Master]]-Studiengang „Geomaterialien und Geochemie“ oder in geochemischen Vertiefungen meist mineralogisch orientierter Studiengänge erworben werden. In der deutschen Hochschulpolitik ist die Geochemie als [[Kleines Fach]] eingestuft; sie wird von der „Arbeitsstelle Kleine Fächer“ gemeinsam mit der Mineralogie, der Petrologie und ähnlichen Fachgebieten erfasst.<ref>{{Internetquelle |hrsg=Arbeitsstelle Kleine Fächer |url=https://www.kleinefaecher.de/kartierung/kleine-faecher-von-a-z.html?tx_dmdb_monitoring%5BdisciplineTaxonomy%5D=39&cHash=e3ecc4edd2569e5e45f0baa0861f2991 |titel=Geochemie|abruf=2021-02-07}}</ref><br />
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== Literatur ==<br />
* C. J. Allègre, G. Michard, R. N. Varney: ''Introduction to Geochemistry.'' ISBN 90-277-0497-X.<br />
* G. Faure: ''Principles and applications of geochemistry.'' 2. Auflage. Prentice Hall, New Jersey 1998, ISBN 0-02-336450-5.<br />
* A. A. Levinson: ''Introduction to Exploration Geochemistry.'' 2. Auflage. Applied Publishing, 1980, ISBN 0-915834-04-9.<br />
* C. P. Marshall, R. W. Fairbridge: ''Encyclopedia of geochemistry.'' (= ''Encyclopedia of Earth Sciences Series''). Springer-Verlag, 1999, ISBN 0-412-75500-9.<br />
* B. Mason, C. Moore: ''Grundzüge der Geochemie.'' 2. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, 1985, ISBN 3-432-94611-2.<br />
* J. Matschullat, H. J. Tobschall, H.-J. Voigt: ''Geochemie und Umwelt.'' Springer-Verlag, Berlin 1997, ISBN 3-540-61866-X.<br />
* W. H. Schlesinger: ''Biogeochemistry.'' (= ''Treatise on Geochemistry.'' Vol. 8). Elsevier Science, 2005, ISBN 0-08-044642-6.<br />
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== Weblinks ==<br />
{{Wiktionary|Geochemiker}}<br />
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== Einzelnachweise ==<br />
<references /><br />
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{{Navigationsleiste Teilbereiche der Chemie}}<br />
<br />
{{Normdaten|TYP=s|GND=4020198-3}}<br />
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[[Kategorie:Geochemie| ]]<br />
[[Kategorie:Wissenschaftliches Fachgebiet]]</div>imported>Sokonbud