Didaktisches Konzept mit Unterrichtsmaterialien für die ... · und Schülern bewusst wird, dass Geologie und geologische Themen etwas mit ihnen zu tun haben. Deshalb stellt die Grundlage

Fachgruppe GEograpie

Fachgruppe Geografie

Didaktisches Konzept

mit Unterrichtsmaterialien

für die Sekundarstufe II

zur erdwissenschaftlichen Ausstellung

Autorenteam

Prof. Dr. Monika Reuschenbach (Projektleitung) Dipl. geogr. Hans Moser

Dr. Stefan Padberg

Zürich, Februar 2010

Fachgruppe Geographie, PHZH – focusTerra H. Moser, S. Padberg, M. Reuschenbach Seite 2

Didaktisches Konzept focusTerra

Grundlagen

Bezugnehmend auf die aktuelle Lehrplansituation ist es wichtig, gute Bezugspunkte zur Lebenswelt der

Schülerinnen und Schüler zu schaffen. Dies garantiert, dass echte Lernsituationen stattfinden und Geolo-

gie als Bestandteil des Alltags wahrgenommen und erlebt werden kann. Im Zentrum der didaktischen

Überlegungen steht deshalb der Einbezug aktueller Fragestellungen, das Ermöglichen von Konzeptwech-

seln in Bezug auf geologische Themen und die Schaffung von Alltagsbezügen, so dass den Schülerinnen

und Schülern bewusst wird, dass Geologie und geologische Themen etwas mit ihnen zu tun haben.

Deshalb stellt die Grundlage für das didaktische Konzept der geologischen Ausstellung focusTerra der

Schwerpunkt „Die Landschaft, ihre Genese und der Einfluss des Menschen darauf“ dar. Während die Aus-

stellung hauptsächlich über die natürlichen Grundlagen informiert bzw. diese Informationen dazu bereit-

stellt, nehmen das didaktische Konzept und die dazu erarbeiteten Materialien die Dialektik zwischen

Mensch und Umwelt auf. Dabei wird sowohl die Notwendigkeit der "In-Wert-Setzung" der Ressourcen des

Planeten durch uns Menschen als auch die Notwendigkeit einer nachhaltigen Entwicklung eben dieses

Umgangs des Menschen mit dem Planeten hervorgehoben.

Kernanliegen

Folgende Kernanliegen werden mit den Unterrichtsmaterialien realisiert:

Die Schülerinnen und Schüler können lernen

die heutige Naturlandschaft in ihrer Genese zu verstehen,

Strukturen und Prozesse, denen Landschaft unterliegt, zu erkennen,

Zusammenhänge zwischen natürlicher Landschaftsentstehung und Nutzungsformen durch den Men-

schen im Verlauf seiner kulturellen Entwicklung herzustellen. Dabei wird Kultur im Wesentlichen als

materielle Kultur verstanden, wie z.B. Anbauformen, Hausbau und Anlage von Wegen. Natur ist als

Gegensatz all das, was es auf dem Planeten ohne Zutun des Menschen gibt.

Wichtiges Anliegen ist es, bei den Schülerinnen und Schülern eine Haltung der Wertschätzung gegenüber

natürlichen Lebensgrundlagen aufzubauen. Gleichermassen möchten die Unterrichtsanregungen sie dazu

anhalten, Geologie mit ihrem Alltag und ihrer Umwelt in Verbindung zu bringen, so dass sie verstehen,

warum sie sich mit geologischen Fragen und Aspekten auseinander setzen. Diese Verständnisse sind

nach heutigen Erkenntnissen für Lernprozesse bedeutsam.


Roter Faden

Aufgrund der oben genannten Ausführungen lässt sich für die didaktischen Materialien im Sinne eines

anregenden Roten Fadens für die Unterrichtsvorschläge der Schülerinnen und Schüler folgendes Thema

formulieren:

Geheimnisse unserer Erde lüften

Ich erkunde den Planeten, der mein Lebensraum ist.

Dieses Thema soll eine grosse Tür sein, durch welche die Lerngruppen in die Ausstellung eintreten, be-

ziehungsweise sich auf den Besuch vorbereiten. Hinter dieser Tür öffnen sich Angebote, die unterschiedli-

chen Schülerinnen und Schülern – und auch anderen Besucherinnen und Besuchern – viele eigene Zu-

gänge in Form von Aufgaben bieten. Am Ende des Besuchs in der Ausstellung empfiehlt es sich, die Lern-

gruppe zu einem Austausch dazu anzuleiten, was den Einzelnen wichtig geworden ist und was sie gelernt

haben. Das formulierte Thema soll dabei wieder Gegenstand der Diskussion und Reflexion werden.

Die ausgearbeiteten Unterrichtsvorschläge (in der Vorstellung „die kleinen Türen“) überschneiden sich

vielfach, sodass sich die Schülerinnen und Schüler beim Zusammentragen gegenseitig ergänzen oder

einander produktiv widersprechen werden.

Überblick über die Materialien

Unter dem Gesichtspunkt der einführenden Gedanken wurden mit einem orientierenden Einstieg in die

Ausstellung zehn Oberthemen festgelegt, die sich aus einer Synthese zwischen den Lehrplänen der Se-

kundarstufe II und den Ausstellungsinhalten ergeben. Zu jedem Themenschwerpunkt liegen Aufgabenstel-

lungen für die Schülerinnen und Schüler sowie ergänzende Materialien vor. Eine kurze Information für die

Lehrpersonen informiert über die Ziele der einzelnen Themen. Es ist vorgesehen, dass die Aufgaben in

Kleingruppen bearbeitet werden. Ein gemeinsamer Einstieg und ein reflektierender Abschluss (siehe Kap.

5) garantieren, dass sowohl individualisierende Arbeitsweisen als auch Gruppendiskussionen und ein

fachlicher Austausch stattfinden.

Die Themenschwerpunkte wurden so ausgearbeitet, dass für den Ausstellungsbesuch jeweils ein Auf-

tragsblatt vorliegt, mit welchem die Schülerinnen und Schüler Grundlagen erarbeiten und Antworten auf

die entsprechenden Fragen finden können. Ausgangspunkt sind eine oder mehrere zentrale Fragestellun-

gen, welche die oben genannten Aspekte der Mensch-Umwelt-Beziehung zum Thema und die Wertschät-

zung gegenüber der Erde (unter einem bestimmten Blickwinkel) ansprechen. Bei einem Ausstellungsbe-

such werden zunächst in der Klasse die Fragestellung thematisiert und entsprechende Präkonzepte bei

den Schülerinnen und Schülern bewusst gemacht. Dann erarbeiten die Schülerinnen und Schüler mit den

jeweiligen Aufträgen die Grundlagen zur Beantwortung der Fragestellung oder / und werfen neu entste-

hende Fragen auf. Am Ende des Besuchs werden diese aufgegriffen und diskutiert, sodass der Erkennt-

nisgewinn ausgetauscht, besprochen und fixiert werden kann. Kontroverse Ansichten oder Erfahrungen


sind dabei gewünscht. Die Unterlagen entbinden die Lehrperson nicht davon, sich mit der Thematik aus-

einander zu setzen. Sie sind so konzipiert, dass verschiedene Meinungen möglich sind und eine Diskussi-

on notwendig wird. Da auch die Grundlagen relativ anspruchsvoll zu erarbeiten und zu begreifen sind, ist

eine Nachbearbeitung und Vertiefung im Sinne dieser vorgeschlagenen Besprechungen unabdingbar. Ob

dies im Anschluss an den Ausstellungsbesuch direkt in der Ausstellung geschieht (damit allfällige Fragen

auch vor Ort geklärt werden können) oder erst im Schulzimmer, entscheidet die Lehrperson.

Aus dem gleichen Grund werden nur wenige Lösungen angegeben, denn es soll vermieden werden, dass

die Schülerinnen und Schüler nach vorgefertigten Antworten suchen und dabei den Inhalt aus den Augen

verlieren. Bewusst geht es um Diskussionen, Meinungen und Auseinandersetzungen, die für das mündige

Verstehen der Zusammenhänge auf dieser Welt und im Sinne eines wissenschaftspropädeutischen Unter-

richts unabdingbar sind. Wo Antworten eindeutig sind, werden Lösungshinweise gegeben.

Lernverständnis

Die Konzeption der Zugänge und der Unterlagen basiert auf der Grundhaltung, dass Schülerinnen und

Schüler dann am besten lernen, wenn sie dies eigenständig, aktiv und im Dialog mit anderen Lernenden

tun können. Fachliches Lernen, soziales Lernen und Persönlichkeitsentwicklung sind dabei gleichermas-

sen wichtig. Diese Auffassung wird auch als „gemässigter Konstruktivismus“ verstanden. Den Vorstellun-

gen, die die Schülerinnen und Schüler bereits haben, bevor sie sich mit einem Lerngegenstand auseinan-

dersetzen (Präkonzepte), kommt eine besondere Rolle zu. Erst wenn diese bewusst und transparent ge-

macht und in die konkrete Arbeit am Lerngegenstand einbezogen werden, findet nachhaltiges Lernen statt.

Denn auf diese Weise können Erfahrungen und Erkenntnisse an bestehende Konzepte und Wissensbe-

stände angeknüpft werden. Die eigenständige aktive Auseinandersetzung mit Lerninhalten, das Suchen

nach Antworten, der Aufbau einer eigenen Fragehaltung mit Neugier und Interesse ist dabei zentral. Es

wurde versucht, diese Lernsituation sowohl mit der Eingangsfrage als auch mit interessanten Aufträgen

und den Zugängen zur Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler zu schaffen.

Eigenständiges Lernen allein bleibt aber bedeutungslos, wenn Erkenntnisse und Erfahrungen nicht mit

anderen Lernenden ausgetauscht werden können. Deshalb bedingen das Konzept der Aufgabenstellun-

gen und die angebotenen Zugänge immer eine abschliessende (oder im Verlauf der Arbeitsphase stattfin-

dende) Diskussion über die Fragestellung. Entsprechende Hinweise sind jeweils unter dem Stichwort

„Präsentation“ aufgeführt. Bei diesen werden Erkenntnisse positioniert, Fragen geklärt oder nochmals er-

forscht, Meinungen ausgetauscht, Haltungen aufgebaut oder Bezüge zur Lebenswelt hergestellt.


Inhaltliche Übersicht

Aufgrund der oben genannten Rahmenbedingungen wurden zu den unten aufgeführten Themen Aufga-

benstellungen für die Schülerinnen und Schüler formuliert.

Nicht alle Themen der Ausstellung finden dabei Eingang, dies besonders aufgrund der fehlenden Lehr-

planbezüge oder der Verfügbarkeit der Themen ausschliesslich auf den Computerbildschirmen.

Die unten aufgeführte Reihenfolge ist nicht als Bearbeitungsreihenfolge zu verstehen. Die einzelnen Bau-

steine stehen parallel zueinander und sind eng miteinander verknüpft. Für eine Besprechung kann dann

die Reihenfolge beigezogen werden; Themen mit grossem Lebensweltbezug zu den Schülerinnen und

Schülern stehen dabei eher zu Beginn des Austausches.

Thema Eingangsfrage Themenaspekte Ziele im Bezug auf die Geologie

Orientierung

mit Suchbil-

dern

Was ist wo in

focusTerra?

Orientierung in der Ausstellung;

Eintauchen in Themenschwer-

punkte;

Aufmerksam und neugierig wer-

den

Überblick über die geologische

Vielfalt;

Neugier wecken

Mineralien I Was tut der Quarz

in der Quarzuhr?

Bedeutung von Mineralien in ver-

schiedenen Lebensbereichen;

Fragen an Mineralien stellen

Mineralien kennen und untersu-

chen / erforschen;

Verschiedenartigkeit der Minera-

lien erkennen

Mineralien II Helfen Rosen-

quarze wirklich

gegen Strahlung?

Wissenschaft versus Kommerz;

Beurteilung von Alltagsbegeg-

nungen mit Mineralien

Wissenschaftliche Untersuchung

im Hinblick auf Kommerzialisie-

rung

Rohstoffe Welche Schritte

sind vom Rohstoff

bis zur Kette mit

Anhänger nötig?

Begriffsklärung;

Bedeutung der Rohstoffe für den

Menschen

Entstehung, Abbau, Förderung,

Transport und Weiterverarbeitung

von Rohstoffen

Rohstoffgenese

Aufbau der

Erde

Wie reise ich zum

Erdmittelpunkt?

Grössenordnungen / Eigenschaf-

ten kennen und vergleichen;

Science-Fiction und Wissenschaft

im Disput

Aufbau der Erde analysieren

Wissenschaftliche Erkenntnisse

hinterfragen

Erdbeben I Was hat die Mafia

mit Erdbeben zu

tun?

Zusammenhänge erkennen;

Wirkung der Naturkräfte abschät-

zen

Plattentektonische Verschiebun-

gen im globalen Kontext

betrachten


Thema Eingangsfrage Themenaspekte Ziele im Bezug auf die Geologie

Erdbeben II Warum kann man

ein Erdbeben

nicht voraussa-

gen?

Anwendung von Erkenntnissen;

Forschungsaufgabe;

Bezug herstellen zwischen Tsu-

nami und Erdbeben

Erdbeben untersuchen und hin-

terfragen;

Grenzen der Wissenschaft er-

kennen / untersuchen

Endlagerung Was passiert an

Orten, die geolo-

gisch sicher und

stabil sind?

Recherche von passenden Orten;

Forschungsaufgabe;

Vergleich mit Realität

Gesteinsanalysen im weiteren

Sinn;

Bedeutung von geologischen

Anwendungen / Kenntnissen

erfahren

Entstehung

der Alpen

Wo wohne, arbei-

te, einkaufe, turne,

... ich geologisch

gesehen?

Orientierung in der Geologie der

Schweiz

Gesteine und geologische For-

men kennen und erkennen;

Geologie der Schweiz anwenden

Zürich: einst

– heute -

morgen

Welche Merkmale

weist der Standort

Zürich auf?

Landschaftsgenese, -entwicklung;

Grundwasser;

Aktuelle Veränderungen

Geologische Entstehung von

Zürich;

Charakterisierung des Unter-

grundes und seine Nutzung

Jede der 10 Aufgaben erfordert einen Ausstellungsbesuch von etwa 2 Stunden Dauer. Am besten werden

die Aufträge gruppenteilig ausgeführt. Eine Vor- und Nachbereitung im Unterricht ist unabdingbar, damit

das erworbene Wissen verankert und gefestigt werden kann.

Hinweise zur Vorbereitung für Lehrpersonen

Im Sinne der guten Exkursionsdidaktik findet ein Besuch in focusTerra integriert in eine Unterrichtsse-

quenz zur Geologie statt. Dies impliziert die gezielte Vor- und Nachbereitung des Ausstellungsbesuches

im Unterricht. Die Zugänge zur Ausstellung sind verschieden denkbar:

Die Schülerinnen und Schüler besuchen die Ausstellung focusTerra als Einstieg ins Thema Geologie.

Die Klasse löst zunächst die Einstiegsaufgabe zur Übersicht und wird danach in verschiedene Grup-

pen aufgeteilt, die jeweils ein Thema bearbeiten. Die Zusammenführung der Erkenntnisse geschieht

entweder in der Ausstellung, so dass Fragen noch in der Ausstellung besprochen, das Interesse wei-

tergeführt oder dem Forscherdrang nachgegangen werden kann. Im nachfolgenden Unterricht bezieht

sich die Lehrperson in der Lektionsgestaltung jeweils auf die einzelnen Erkenntnisse aus der Ausstel-

lung.


Die Schülerinnen und Schüler haben bereits einzelne Themen im Unterricht besprochen und gehen

nun mit konkreten Fragen in die Ausstellung. Auch können vermittelte Inhalte in focusTerra anschau-

lich noch einmal wiederholt bzw. betrachtet werden. Die Aufgaben dienen dabei als Leitfaden für die

Gestaltung des Unterrichts; dieser bereitet quasi auf die entsprechenden Aufträge vor. Bei dieser Vari-

ante ist es denkbar, dass die Schülerinnen und Schüler nicht alle Aufgaben bearbeiten, sondern nur

diejenigen, die einen Bezug zum Unterrichtsthema aufweisen. Ein mehrmaliger Besuch (auch in der

Freizeit) könnte sich daraus ergeben. Es ist aber auch möglich, die Exkursion so zu planen, dass be-

reist mehrere Themen im Unterricht besprochen wurden, so dass erneut eine gruppenteilige Arbeits-

weise Sinn macht.

Es ist auf alle Fälle zentral, dass sich die Lehrperson mit der Klasse auf den Besuch in focusTerra vorbe-

reitet. Erwiesenermassen ist ein Ausstellungsbesuch nachhaltiger, wenn die Schülerinnen und Schüler

bereits Vorwissen und entsprechende Fragen mitbringen. Die in der Ausstellung gewonnenen Erkenntnis-

se können dadurch besser verankert werden. Die konkrete Vorbereitung kann mit den üblichen Lehrmitteln

erfolgen. Es ist nicht zwingend nötig, sich mit Spezialliteratur vorzubereiten (siehe „Kontakt mit Experten

und Expertinnen“), denn die Aufgaben weisen eine hohe Übereinstimmung mit in den Lehrplänen geforder-

ten Zielen und Inhalten auf. Ebenfalls reicht es, die Aufgabenstellungen zu kopieren und lösen zu lassen;

Zusatzmaterialien sind nur für persönlich gewünschte Ergänzungen nötig. Für die Aufgabenstellungen in

diesem Konzept liegen alle Materialien bei. Es wird der Lehrperson aber dringend empfohlen, die Ausstel-

lung vor einem Besuch mit der Klasse alleine zu besuchen und die Aufgabenstellungen durchzulesen oder

gar selbst durchzuarbeiten, damit sicher gestellt werden kann, dass Fragen beantwortet oder Hinweise zur

Bearbeitung gegeben werden können.

Kontakt mit Experten und Expertinnen

Je nach Themenstellung und Zugangsweise zur Ausstellung focusTerra macht es Sinn, dass die Schüle-

rinnen und Schüler im Anschluss an die selbständige Bearbeitung die offenen Fragen einem Experten

oder einer Expertin stellen können. Die Geowissenschaftlerinnen und Geowissenschaftler, die an der Aus-

stellung beteiligt sind, bieten dies gerne an ([email protected]). Wichtig ist dabei, dass der

Ausstellungsbesuch nicht unvorbereitet ist, und dass die Schülerinnen und Schüler diejenigen sind, die

ihre zuvor vorbereiteten Fragen stellen. Erst dann wird die Begegnung mit dem Experten oder der Expertin

wirklich zu einem nachhaltigen und wissensreichen Erlebnis.

focusTerra: Eine Begegnung mit Naturwissenschaften

Auch wenn das vorliegende Konzept und die ausgearbeiteten Unterrichtsmaterialien hauptsächlich den

Einbezug von focusTerra in den Geographieunterricht aufzeigen, sind Bezüge zu weiteren Naturwissen-


schaftlichen Fächern wie insbesondere Physik, Mathematik oder Umweltwissenschaften usw. naheliegend.

In diesem Sinn eignet sich der Besuch von focusTerra auch für fächerübergreifende Projekte. Wird diese

Ausweitung angestrebt, müssen zusätzliche Materialien oder Fragestellungen ausgearbeitet werden.

Wir sind davon überzeugt, für Lehrpersonen ein Instrumentarium geschaffen zu haben, das ihnen zu ei-

nem guten, engagierten und alltagsnahen Geographieunterricht verhilft. Sicher wird mit diesen Zugangs-

weisen das Bild der Geologie positiv beeinflusst – nicht nur dadurch, dass den Erdwissenschaftlerinnen

und Erdwissenschaftlern mit dem Besuch der Ausstellung focusTerra auch ein wenig bei der Arbeit über

die Schulter geblickt werden kann.

Zürich, April 2010


Arbeitsmaterialien und Aufträge für die Schülerinnen und Schüler

Einstieg: Orientierung mit Suchbildern

Aufgaben für die Schüler-/innen:

Die Ausstellung focusTerra erklärt mit einer Fülle an Informationen Hintergründe und komplexe Vorgänge

in und auf unserem Planeten. Im Dialog mit der Erde wird dargestellt, wie Erdbeben entstehen, was Vul-

kane ausbrechen lässt, woher Edelsteine stammen, was Fossilien über den Ursprung des Lebens erzäh-

len, wie die Alpen entstanden sind, ob das Klima früher auch schon einmal so warm war und vieles mehr.

Sie ist in drei Ebenen gegliedert, die sich unterschiedlichen Themenkreisen widmen:

Dynamik der Erde: Auf der ersten Ausstellungsebene stehen Themen wie der innere Aufbau der Erde

und Prozesse wie Erdbeben, Erdmagnetismus, Vulkaneruptionen, Gebirgsbildung und Gesteinsver-

formung im Mittelpunkt.

Schätze der Erde: Auf der zweiten Ebene können die Entstehung von Kristallen, die Beschaffenheit

von Edelsteinen und der Ursprung mineralischer Rohstoffe studiert werden.

Archive der Erde: Sedimentgesteine und ihre Ablagerungsräume sind die Archive der Erdgeschichte,

aus denen sich die Umweltbedingungen früherer Zeitepochen ablesen lassen. Über Jahrtausende bis

Jahrmillionen dokumentieren Sedimentschichten die früheren Oberflächenprozesse auf der Erde und

die langfristige Entwicklungsgeschichte zahlreicher Organismengruppen. Dies kann auf der dritten

Ebene erforscht werden. (Quelle: www.focusterra.ethz.ch)

a. Um sich einen Überblick über die Ausstellung zu verschaffen und bereits zu erforschen, was Sie dort

finden und entdecken können, erhalten Sie ein oder zwei Fotos, die etwas aus der Ausstellung, ein

Detail oder eine Innenansicht, ein Blitzlicht oder eine Anregung darstellen (siehe Arbeitsmaterialien).

Betrachten Sie Ihr Bild und überlegen Sie sich, in welchem Kontext es stehen könnte.

Suchen Sie mit Hilfe Ihres Fotos das Original in der Ausstellung.

Fotografieren Sie in einem grösseren Ausschnitt das, was das Foto klein zeigt.

Notieren Sie sich zwei, drei Stichworte zum Kontext, in dem das Bild steht und was auf dem Bild

zu sehen ist.

b. Präsentieren Sie Ihr Ergebnis der Klasse und weisen Sie besonders auf den Kontext hin. Beschreiben

Sie so genau wie möglich, wo das entsprechende Thema und das Bild zu finden sind.


Bezüge zur Ausstellung „focusTerra“

Überblick und Orientierung

Materialien

Schreibzeug, Unterlage, Farbstifte

Fotoapparat / Handy

Bildkarten, evtl. laminiert und vergrössert

Informationen für Lehrerinnen und Lehrer

Da die Ausstellung sehr umfangreich ist, bietet es sich an, als Einstiegsübung eine orientierende Suche

mit Hilfe der Bilder zu machen. Die Bilder zeigen kleine Ausschnitte von Ausstellungsinhalten. Mit der

Suchübung wird einerseits die Orientierung gefördert und die Schülerinnen und Schüler wissen danach,

was sie wo in der Ausstellung aufsuchen können. Sie finden sich zurecht und werden vertraut mit der

Lernumgebung, in der sie sich die nächsten zwei bis drei Stunden aufhalten.

Zudem fördert der Einstieg die Neugier und das Interesse der Lernenden, weil noch viel mehr entdeckt

und untersucht werden kann, als das was nachher effektiv bearbeitet wird. Auf diese Weise werden Fra-

gen geweckt, die Schülerinnen und Schüler sind für das Thema Geologie sensibilisiert. Sie werden anders

an die Aufgabenstellungen herangehen, weil sie bereits wissen, was sie erwartet, und weil sie neugierig

sind, sich damit zu beschäftigen.

Es empfiehlt sich deshalb auch, die Zeit für die Fotosuche zu begrenzen – ausser, wenn dies das einzige

Ziel der Exkursion in die Ausstellung ist. Gruppenarbeiten bzw. gegenseitige Hilfestellungen sind wün-

schenswert, damit möglichst „viele Augen“ aufmerksam durch die Ausstellung gehen.

Lösungshinweise:

Die Angaben sollen helfen, die Bildkarten aufzufinden. Sie sind nach Etagen der Ausstellung gruppiert.

Unterste Etage

1-01 Profil Axendecke 1-07 Meteorit Nr. 19

1-02 Detail im Profil Axendecke 1-08 Erdaufbau

1-03 Profilbeschriftung 1-09 Modell Isostasie

1-04 Entstehung Erdmagnetfeld 1-10 Gestein bei Alpenprofil

1-05 Hebel Bereich Magnetfeld 1-11 Gestein bei Alpenprofil

1-06 Bildschirmwand Seismologie 1-12 Dünnschliff


Mittlere Etage

2-01 Grosser Quarz in der Mitte 2-07 Phantomquarz

2-02 Staurolith 2-08 Goldfolie

2-03 Kristallgitter 2-09 Schwefel

2-04 Kristallisator (ohne Kristalle) 2-10 Baryt

2-05 Geschichte Mineralien 2-12 Mineralausfällungen aus Lösungen

2-06 Kupferkarte 2-12 Text Mineralien / Rohstoffe

Oberste Etage

3-01 Modell Zürich 3-07 Eis im Zürichsee-Modell

3-02 Vergletscherung (Modell) 3-08 Letzte Phase Interglazial, Zeitleiste

3-03 Zeit-Uhr 3-09 Quartärmächtigkeit (Schublade

Glazialtäler am Profil)

3-04 Turbiditstrom 3-10 Spuren im Schlamm / Wand

3-05 Seesedimente 3-11 Gesteinsbohrer im Gang

3-06 Black Smokers 3-12 Beschreibung Sedimente

Kompetenzen:

Methoden

Orientierung

Kommunikation


Arbeitsmaterialien „Einstieg: Orientierung“

Suchbilder


Reihenfolge der Nummern:

Seite 1 Seite 2 Seite 3

1-05 1-08 3-08 2-02 1-03 3-07 1-02 1-07 2-09

3-10 3-01 3-11 2-06 1-01 2-11 3-03 3-06 1-11

1-04 1-10 3-05 2-01 2-08 3-09 2-03 2-05 3-02

2-12 1-12 2-07 1-06 2-04 3-12

2-10 1-09 3-04


Mineralien I


Mineralien sind die Grundlage für viele Geräte, Stoffe, Verbindungen oder Bestandteile unserer Ernäh-

rung. Die Vielfalt ihrer Verwendung ist auf die unterschiedlichen Eigenschaften vieler Mineralien zurück zu

führen. Vertiefen Sie sich deshalb in die faszinierende Welt der Mineralien!

a. Suchen Sie in der Ausstellung vier verschiedene Mineralien, die Sie besonders ansprechen, z.B. weil

sie so gross, farbig, speziell, strahlend oder interessant sind.

b. Skizzieren und beschreiben Sie Ihre 4 Mineralien so genau wie möglich.

c. Recherchieren Sie, welche Lebensbereiche in Ihrem Leben die ausgewählten Mineralien tangieren.

Lösen Sie die Aufgaben a. bis c. auf den Arbeitsblättern.

d. Tauschen Sie Ihre Ergebnisse aus.

e. Überlegen Sie sich mindestens eine Frage, die Ihnen während der Arbeit eingefallen ist und die Sie

nicht klären konnten. Versuchen Sie, diese mit Hilfe von Expertinnen und Experten oder Literatur zu

klären.

f. Fortführung im Klassenzimmer (Vorschläge)

Fragen klären

Mineralien bestimmen, sortieren und klassieren

Mineralien gruppieren

Mineralien im Alltag suchen und ihre Eigenschaften für den bestimmten Zweck nennen

Besonderen Fragen nachgehen (siehe Lehrerhinweise)


Kristalle und Mineralien

Edelsteine

Materialien


Kärtchen für die Notizen der Eigenschaften

Idealerweise: Kiste mit Mineralien zum Anfassen und Untersuchen



Mineralien an sich sind kein Thema im Geographieunterricht, im besten Fall werden sie als Bestandteil

eines Gesteins bestimmt und aufgrund ihrer Härte charakterisiert. Dennoch faszinieren die schönen Stü-

cke viele Schülerinnen und Schüler.

Weniger bewusst dürfte den Schülerinnen und Schülern sein, dass Mineralien die Grundlage für viele An-

wendungen im Alltag sind – wir verwenden die Namen für diese Mineralien ohne Bewusstsein für diesen

Hintergrund. In der Anwendung kommen die unterschiedlichen Eigenschaften der Mineralien zum Tragen.

Mit den Aufträgen sollen die Schülerinnen und Schüler genau beobachten und beschreiben lernen. Dabei

werden Sie von Ihrem eigenen Interesse geleitet, indem Sie „Ihre“ Mineralien selbst auswählen. Gleichzei-

tig wird der Frage nachgegangen, wo uns Mineralien im Alltag begegnen. Es geht darum, über die Eigen-

schaften und die Anwendungsgebiete der verschiedenen Materialien Hintergrundinformationen zu erhalten

und ein Bewusstsein dafür zu erlangen, wo überall Mineralien vorkommen und wofür sie genutzt werden.

Die Beantwortung der Fragen gelingt in der Ausstellung unterschiedlich differenziert, weshalb es sich emp-

fiehlt, im Anschluss an diese Aufgaben ein Gespräch mit einem Experten aus der Ausstellung einzuplanen

(siehe didaktische Einleitung). Der Austausch zwischen Schülerinnen und Schülern und geowissenschaft-

lichen Expertinnen und Experten wird dann zu einem bereichernden Lernanlass, wenn die Lernenden

selbst zu Experten geworden sind und mit echten Fragen aufwarten.

Ein ganz besonderer Reiz könnte die Klärung folgender Fragen sein:

Warum sind Diamanten so hart? (Aufgrund der Kristallstruktur: Diamant besteht aus Kohlenstoff-

atomen und ist der härteste bekannte Stoff. Die Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen sind sehr

stark und energiereich und zeigen in die 4 Ecken eines Tetraeders, also in alle Raumrichtungen.)

Quelle: Wikipedia

Wie unterscheidet sich Graphit von Diamant, wo doch beides Kohlenstoff ist? (Aufgrund der Kris-

tallstruktur: Graphit ist schichtförmig aufgebaut und nur innerhalb dieser Schichten sind die Atombin-

dungen stark. Zwischen den Schichten sind sie schwach und können leicht gespalten werden. Da-

durch können die einzelnen Schichten können leicht gegeneinander verschoben werden.)


Quelle: http://www.cumschmidt.de/sm_graphit.htm

Warum sind Blutdiamanten blutig? (Dies ist nur eine Redewendung und bezieht sich darauf, dass

die Gewinnung von Diamanten oft zu blutigen Auseinandersetzung führt.)

Was tut der Quarz in der Quarzuhr? (In einer Quarzuhr wird der Takt nicht mit einem mechani-

schen Pendel angegeben, sondern mit Hilfe eines Quarzoszillators. Dass die Frequenz dabei genau

eingehalten wird, wird durch kleine Quarzkristallplättchen, sogenannte Schwingquarze, gewährleistet.

Warum ist Asbest gefährlich? (Asbest ist gefährlich, weil seine kristalline Struktur dazu neigt, sich

in dünne Fasern aufzuspalten, die vom Organismus nicht abgebaut oder ausgeschieden werden kön-

nen. Werden diese Fasern eingeatmet, so beginnen sie, das Lungengewebe zu zerstören. Schliesslich

kann es zu unterschiedlichen bösartigen Tumoren kommen, u.a. in der Lunge und am Bauchfell.)

Warum leuchtet Fluorit? (Fluorit leuchtet nur mit Hilfe von UV-Licht und auch nur, wenn Lanthanoi-

de, d.h. gewisse Metalle der seltene Erde Elemente, eingelagert sind.)

Was macht Kupfer so wertvoll? (Kupfer ist aufgrund seiner begrenzten Verfügbarkeit und des stei-

genden Bedarfs für die Industrie wertvoll.)

Wieso ist Gold so wertvoll (Gold ist ein Edelmetall. Es oxidiert nicht, glänzt und ist selten. Gold hat

einen relativ geringen industriellen bzw. technischen Nutzen. Sein Wert entstand eher geschichtlich,

ökonomisch und kulturell: Es wird schon seit Jahrtausenden für Schmuck oder für rituelle Gegenstän-

de verwendet, war Zahlungsmittel und Regierungen haben bis Mitte letzten Jahrhunderts ihre Wäh-

rungen fest an Gold gebunden (Goldstandard). So war beispielsweise die Goldmark im Deutschen

Kaiserreich dadurch definiert, dass 2790 Goldmark dem Wert von einem Kilogramm Feingold entspra-

chen.)

Die Liste der Fragen ist nicht abschliessend und kann von den Schülerinnen und Schülern selbst fortge-

führt werden. Hier ist ein fächerverbindender Unterricht mit der Chemie empfehlenswert.

Kompetenzen:

Fachwissen

Methoden

Beurteilung


Arbeitsmaterialien „Arbeitsblatt Mineralien“

Mineral 1: Skizze

Beschreibung:

Anwendung im Alltag:

Mineral 2: Skizze

Beschreibung:



Mineral 3: Skizze

Beschreibung:


Mineral 4: Skizze

Beschreibung:



Mineralien II


a. Im Alltag werden uns Mineralien zuweilen als Heilsteine verkauft, die für verschiedene Lebenssituatio-

nen oder zu Sternzeichen usw. passen. Zum Beispiel werden Bernsteinketten gegen Zahnschmerzen

bei Kleinkindern angepriesen oder Rosenquarze gegen die Strahlung von Fernsehern oder Compu-

tern.

b. Recherchieren Sie in der mineralogischen Ausstellung, was Sie an wissenschaftlichen Informationen

zu den Mineralien finden. Fertigen Sie eine Tabelle mit eigenen Beispielen an. Notieren Sie, was Sie

über das Mineral wissen und warum Sie es aufgeschrieben haben.

c. Beurteilen Sie aufgrund Ihrer Recherchen die Aussagen über die Wirkung der Mineralien als Heilstei-

ne. Diskutieren Sie folgende Fragen:

Wie weit lässt sich die Heilkraft von Mineralien wissenschaftlich belegen?

Warum werden Mineralien als Heilsteine verkauft bzw. warum wird den Mineralien eine Heilkraft-

Wirkung nachgesagt?

Wie können Sie die wissenschaftlichen Erkenntnisse mit den Aussagen über die Heilkraft in Ein-

klang bringen?

d. Präsentieren Sie Ihre Ergebnisse in Form eines Verkaufsgesprächs: Zwei Personen möchten in einem

Laden mit Heilsteinen für ein bestimmtes Anliegen ein Mineral erwerben. Die beiden fragen sich, ob

das Mineral wirklich hilft. Sie – als Expertin – belauschen das Gespräch und geben den beiden zusätz-

liche Informationen. Spielen Sie die Szene und diskutieren Sie dann mit der Klasse darüber. Gibt es

Alternativen? Wie ist die Meinung in der Klasse?

e. Fortführung im Klassenzimmer (Vorschläge)

Mineralien bestimmen, sortieren und klassieren

Mineralien in Schmuck oder aus dem Alltag zu Hause bestimmen und besprechen, warum und wo-

für man sie hat

Kristalleigenschaften besprechen

Rohstoffe thematisieren: Entstehung, Vorkommen, Abbau, Nutzung, ...


Kristalle und Mineralien

Edelsteine


Materialien


Fotoapparat

Idealerweise: Kiste mit Mineralien zum Anfassen und Untersuchen


Mineralien an sich sind kein Thema im Geographieunterricht, im besten Fall werden sie als Bestandteil

eines Gesteins bestimmt und aufgrund ihrer Härte charakterisiert. Dennoch faszinieren die schönen Stü-

cke viele Schülerinnen und Schüler – sie tragen Schmuckstücke, besitzen schöne geschliffene Mineralien

als Geschenke usw.

Mit den vorgestellten Aufgaben möchten wir den Widerspruch zwischen geringer Bedeutung in der Schule

und zunehmender Bedeutung im Alltag aufgreifen und eine Brücke zwischen Wissenschaft und Alltagswis-

sen schlagen. Bewusst greifen wir deshalb die Heilwirkung auf, die den Mineralien nachgesagt wird und

leiten die Schülerinnen und Schüler dazu an, sich auf Spurensuche zu begeben um zu recherchieren, ob

die Wissenschaft eine Antwort auf die Frage nach der Heilwirkung hat. Es ist möglich, dass die Lernenden

gewisse Anhaltspunkte finden, z.B. die Kristallstruktur, die Farbe oder andere Eigenschaften, auch wenn

wissenschaftlich gesehen keine Beweise für die Heilwirkung vorliegen. Auf alle Fälle kann und soll durch

die Aufgabenstellung die Diskrepanz zwischen „Wissen“ und „Glauben“ thematisiert und bewusst diskutiert

werden. Dies trägt dazu bei, dass sich die Schülerinnen und Schüler Gedanken machen über die Kom-

merzialisierung von Objekten und hinterfragen, was ihnen angeboten bzw. vorgesagt wird. Betont werden

soll, dass es wissenschaftlich keine Belege gibt, dass Mineralien eine heilende Wirkung haben.

Kompetenzen:

Fachwissen

Methoden

Beurteilung

Kommunikation

Handlung


Arbeitsmaterialien „Arbeitsblatt Mineralien“

Name / Bild Wissenschaftliche Informationen Grund für die Auswahl


Rohstoffe


Korrodierte Handyplatine. Quelle: Wikipedia

Ihr Handy rostet! Auch Ihr Computer korrodiert. Die elektronischen Kontakte werden dadurch zerstört und

die Geräte unbrauchbar. Unvorstellbar? Es kommt noch besser: In den Geräten steckt pures Gold, um

genau das gerade beschriebene Szenario zu verhindern.

Finden Sie mit Hilfe der Ausstellung und der Zusatzmaterialien heraus:

Lohnt es sich, das Gold aus dem Handy zu entfernen und weiterzuverkaufen?

Wieviel ist überhaupt darin enthalten? Was ist es wert und wozu ist es gut?

a. Beschreiben Sie dazu genau, welche Arbeitsschritte bis zur Verwendung des Goldes in Ihrem Handy

erfolgen müssen und welche Auswirkungen diese auf die Gesellschaft (sozial und wirtschaftlich) und

die Umwelt hat. Erstellen Sie eine Karte zu den verschieden Standorten der Produktion und Vermark-

tung.

b. Listen Sie mindestens zwei offen gebliebene oder im Laufe ihrer Arbeit entstandene Fragen auf. Fü-

gen Sie genaue Ideen hinzu, wie Sie an eine Antwort gelangen können. Wen können Sie fragen, wel-

che Organisation könnte diese Informationen veröffentlichen?

c. Recherchieren Sie mit Hilfe der Texte, was mit einem Handy bzw. seinen Bestandteilen passiert, wenn

Sie es wegwerfen. Überlegen Sie:

Wie erfolgt das Recycling?

Wer profitiert vom Handy-Recycling, wer nimmt davon Schaden?

Schreiben Sie zunächst Ihre Ideen auf und lesen Sie dann erst die Texte.



Rohstoffabbau

Rohstoffentstehung

Materialien

Schreibzeug, Unterlage

Texte zu den Themen


Bei der gestellten Aufgabe handelt es sich um eine Produktlinienanalyse. Zusätzliche Hinweise und Materia-

lien zu diesem didaktischen Ansatz finden Sie unter:

a) Retzmann, Thomas (2003): Das Unterrichtsprojekt "Produktlinienanalyse". Bildung für eine nachhaltige

Entwicklung In: Unterricht Wirtschaft, 4, 16, 21-28

b) Stiftung Verbraucherinstitut (1996): Wege zu

einem globalen umwelt- und sozialverträglichen

Konsum. Aufgezeigt an der Produktlinienanalyse

eines Lebensmittels. Berlin.

Der arbeitsmethodische Ansatz der Produktlinien-

analyse wurde hier verflochten mit der Sichtweise

der "Bildung für nachhaltige Entwicklung" (BNE),

der sich die Geographiedidaktik besonders ver-

pflichtet fühlt. BNE basiert ursprünglich auf dem auf

der Weltentwicklungskonferenz in Rio de Janeiro

1992 formulierten Nachhaltigkeitsdreieck: Quelle: www.agenda21.rlp.de

Ein interessantes neueres Projekt zu diesem Thema finden Sie unter: www.sourcemap.org.

Kompetenzen:

Fachwissen

Methoden

Beurteilung

Kommunikation

Handlung


Arbeitsmaterialien:

Quelle: http://www.stocks.ch/rohstoffe/goldpreis@chf, Stand 8.2.2010


Informationstext:

Handy-Recycling

Handys enthalten je nach Modell etwa 56 % Kunststoffe (Gehäuse, Tastaturmatte, Leiterplatte), 25 % Me-

talle (Leiterbahnen, elektronische Bestandteile, mechanische Komponenten), 16 % Glas und Keramik

(Display, Keramikteile) und 3 % sonstige Stoffe (Flüssigkristalle, Flammenhemmer). Diese Bestandteile

wiederum sind aus über 50 Stoffen aufgebaut. Bei den Metallen sind es Kupfer, Aluminium und Eisen, die

nochmals rund einen Viertel des Handys ausmachen. Andere Stoffe wie Nickel, Blei oder Silber liegen im

Bereich von 1 % oder darunter. Bewertet man die Toxizität von Handys, so dominieren die Schwermetalle,

ihre Legierungen und Verbindungen: Handys können Spuren von Cadmium, Blei, Lithium, Nickel, Zink,

Arsen und Beryllium enthalten. Die Gewinnung einiger dieser Stoffe ist mit hohem Energieaufwand und

langen Transportwegen verbunden (z.B. Kupfer, Silber, Gold).

Mit Beginn der industriellen Revolution stieg der Bedarf an Rohstoffen stetig an. Dank neuer Technologien

wurden auch immer mehr Rohstoffe und Rohstoffvorkommen entdeckt. Steigender Lebensstandard und

ein sorgloser Umgang mit Rohstoffen führen zu einer zunehmenden Rohstoffknappheit. Edelmetalle wie

Gold, Silber oder Platin bilden zusammen mit Kupfer, Zinn und Halbleitern die Grundlage der Elektroin-

dustrie und der Elektronik. Auch ihre Verfügbarkeit ist begrenzt. Die beiden Stoffe Indium und Gallium

werden mit Sicherheit schon bald sehr knapp werden. Grund genug also, Handys dem Recycling zuzufüh-

ren und so die darin enthaltenen Stoffe als so genannte Sekundärrohstoffe wieder zu verwenden.

Ökobilanz eines Handys

Vermutlich hat Ihr Handy (oder Teile davon) schon mehr von der Welt gesehen als mancher Tourist in

seinem ganzen Leben –. Ihr Handy wurde vielleicht in China produziert. Das Lithium für die Herstellung

des Lithium-Ionen-Akkus kommt wahrscheinlich aus Chile, das Kupfer ebenfalls. Das Gold stammt aus

Südafrika und das Silber aus Russland. Der Lebensweg eines Handys beginnt mit der Gewinnung und der

Aufbereitung der Rohstoffe sowie deren Transport zum Produktionsstandort. Dabei können bereits einige

1000 Kilometer zusammenkommen. Das benötigt Energie, genauso wie die Montage eines Handys. Auch

die Herstellung, der Transport der Verpackung und der Weg des verpackten Gerätes zu den Verkaufs-

märkten verbrauchen Energie. Danach folgt der Stromverbrauch des Handys während der Gebrauchsdau-

er. Anschliessend braucht es Energie, um das Gerät zu demontieren und zu entsorgen. Alle diese Fakto-

ren zusammen ergeben die Ökobilanz beim Handy. Für eine gute Ökobilanz ist wichtig, das Handy am

Ende seiner Lebensdauer dem Recycling zuzuführen. Laut www.focus.de kann man von folgender Tatsa-

che ausgehen: Wenn alle drei Milliarden Handybesitzer auf der Welt je ein Handy rezyklieren würden,

könnte man 240’000 Tonnen Rohstoffe einsparen und die Treibhausgase entsprechend dem jährlichen

Ausstoss von vier Millionen Autos reduzieren.

Gekürzt aus: www.umweltschutz.ch, Stiftung Praktischer Umweltschutz (PUSCH) Schweiz


Informationstext: "Eure Computer vergiften unsere Kinder"

100’000 Tonnen Elektroschrott werden jedes Jahr aus Deutschland in Drittweltländer verschoben. Ein

Grossteil landet in Ghana, wo Kinder den Müll nach Wertstoffen durchsuchen. Sie verbrennen die Geräte -

und vergiften sich dabei.

SPIEGEL ONLINE: Herr Anane, jedes Jahr kommen neue, bessere Computer auf den Markt - was

passiert mit den alten?

Anane: In den meisten Ländern gelten Umweltschutzgesetze, es gibt Recyclingsysteme für Schrottcompu-

ter - doch die haben grosse Lücken. Von Jahr zu Jahr wird deshalb mehr Elektromüll in die Dritte Welt

verschifft. Die Gründe liegen auf der Hand. Niemand will den Schrott bei sich haben. Also schicken sie ihn

zu uns, die Amerikaner vor allem, aber auch die Deutschen, die Niederländer, die Briten. Ich schätze, hier

in Ghana kommen inzwischen jeden Monat 500 Container an. Entwicklungsländer haben keine Chance,

derartige Massen ohne enorme Schäden für die Umwelt und die Menschen zu entsorgen.

SPIEGEL ONLINE: Wer schafft den Computerschrott ins Ausland?

Anane: Es sind zum einen Leute aus den Recyclingfirmen, die damit viel Geld verdienen. Denn eine sau-

bere Entsorgung in Deutschland etwa ist teuer, es ist viel billiger, die Uraltgeräte per Schiff nach Ghana zu

schicken. Dazu gibt es Händler, die solche Deals abwickeln. Die wenigen Computer, die in den Lieferun-

gen noch funktionieren, verkaufen sie dann hier - alles andere werfen sie weg. Im Schnitt sind wohl 80%

der Computer, die hier ankommen, Schrott. Der Rest lässt sich noch brauchen, aber oft nicht mehr lange.

Und dann müssen diese Rechner ebenfalls verschwinden.

SPIEGEL ONLINE: Was passiert damit?

Anane: Eure alten Computer vergiften hier

unsere Kinder. Es gibt mehrere Plätze allein in

Ghana, auf denen Kinder die alten Rechner

auseinanderreissen und die Bildschirme zer-

trümmern müssen. Dann werfen sie den Kram

ins Feuer, damit alles aus Plastik wie zum

Beispiel die Kabel-Isolierungen verbrennt. Die

Metallreste können sie schliesslich verkaufen.

Der mit Abstand grösste solcher Plätze liegt

hier in Accra, in Agbogbloshie.

Bild oben: Die jüngeren Elektroschrott-Kinder ziehen mit Eimern oder Beuteln über den Platz von Agbogbloshie in Accra und sam-meln die kleinen Metallteile ein, die ältere Kinder beim Ausschlachten und Verbrennen der Computer übrig lassen. Vom Verkauf leben sie.


SPIEGEL ONLINE: Was bedeutet das für die Kinder?

Anane: Greenpeace-Leute haben vergangenes Jahr Bodenproben in Agbogbloshie genommen. Sie fan-

den Dioxine, Furane, polychlorierte Biphenyle, Blei, Kadmium - einen hochgefährlichen Giftcocktail, der

Krebs auslösen kann, die Leber schädigt, die Nieren, die Gehirne, gerade bei Kindern. Und die Kinder

arbeiten dort jeden Tag, sie sind noch sehr jung, manche erst fünf oder sechs Jahre alt. Sie haben keine

Schutzmasken, keine Handschuhe und natürlich kein Geld für Medikamente. Sie nehmen die Schwerme-

talle auf und all die anderen Gifte im Rauch der brennenden Computer. Zudem gibt es dort einen Fluss

und eine Lagune, inzwischen regt sich nichts mehr in den Gewässern. In der Regenzeit wird das ganze

Gift in den Atlantik gespült, dort gelangt es in die Fische und dann wieder in die Menschen. Denn die meis-

ten dieser Stoffe verschwinden nicht einfach, sondern reichern sich in Lebewesen an.

SPIEGEL ONLINE: Befürworter der Computerexporte argumentieren, die alten Rechner seien doch

gut für Entwicklungsländer, weil sie die sogenannte digitale Kluft überbrückten - auch die Armen

bekämen so Zugang zum Wissen der globalen Informationsgesellschaft.

Anane: Das ist doch Unsinn. Die meisten Geräte funktionieren ja gar nicht. Wie soll man mit einem Com-

puter ins Internet, der nicht einmal mehr hochfährt? Man kann die digitale Kluft nicht mit Digitalmüll zu-

schütten.

SPIEGEL ONLINE: Es gibt einen internationalen Vertrag, die Basler Konvention. Sie verbietet den

Export von Computerschrott in die Dritte Welt. Warum funktioniert das nicht?

Anane: Die USA zum Beispiel haben den Exportbann der Baseler Konvention nie ratifiziert. Und viele an-

dere Länder, etwa die EU-Staaten, haben zwar unterschrieben - setzen das Verbot aber nicht durch. Sie

müssten die Container viel wirksamer kontrollieren, die Schiffe stoppen, die Giftexporteure hart bestrafen.

All das passiert aber nicht. Und Länder

wie Ghana bräuchten viel mehr und

besser ausgebildete Kontrolleure, die

das Zeug wieder zurückschicken. Sonst

werden immer mehr Computer kom-

men und immer mehr Kinder vergiften.

Quelle: Spiegel online, unter http://www.spiegel.de/panorama/gesellschaft/0,1518,665030,00.html

Bild rechts: Der Slum wird von Beamten der

Stadt Accra "Sodom und Gomorrha" genannt. Er

liegt direkt neben dem Platz Agbogbloshie, auf

dem Kinder Computer ausschlachten und

verbrennen. In den Hütten leben die älteren Elektroschrott-Kinder, die genug Geld verdienen, oder jene, die noch ihre Eltern haben.

Die jüngeren und die Waisen schlafen meistens irgendwo zwischen den Hütten.


Arbeitsblatt 1:

Das Gold in meinem Handy

Ich beschreibe die erforderlichen Arbeitsschritte und ihre Auswirkungen auf Gesellschaft und Umwelt

Name des Arbeits-schritts

Was passiert im Einzelnen?

Welche Auswir-kungen auf die Umwelt vermute ich?

Spielen soziale As-pekte eine Rolle, z.B. hinsichtlich der Ar-beitsbedingungen?

Ich beurteile den Arbeitsschritt aus wirtschaftli-cher Sicht:

Fragen, die für mich offen blei-ben:


Arbeitsblatt 2:

Meine Gedanken dazu, wie ich mir das Recycling eines Handys vorstelle:

Was ich im Text zusätzlich erfahren habe:

Was mich beeindruckt:


Aufbau der Erde


a. Verfassen Sie ein Reisetagebuch auf Ihrer Reise zum Erdmittelpunkt. Sie haben dazu sieben Tage

Zeit. Das Reisetagebuch beinhaltet:

Angabe, wie weit sie pro Tag reisen

Aufzeichnungen darüber, was Sie an jedem Tag erleben, sehen, empfinden, ...

ein treffendes Bild pro Tag (Handy oder Kamera)

Notizen zu Ihrer Ausrüstung pro Tag

Reflektierende Gedanken zur Reise, wenn Sie am Erdmittelpunkt angekommen sind.

Der Umfang beträgt ca. 2 Seiten Notizen. Sie können auch eine Tabelle erstellen (vgl. Arbeitsmaterialien).

b. Lesen Sie die Zusammenfassung der Geschichte von Jules Verne: „Reise zum Mittelpunkt der Erde“

(siehe Arbeitsmaterialien). Jules Verne lebte von 1828 bis 1905. Er war einer der Erfinder des Scien-

ce-Fiction-Romans, bezeichnete sich selbst aber als Autor von wissenschaftlich belehrenden Roma-

nen. Führen Sie nach der Lektüre folgende Aufträge aus:

Recherchieren Sie, welche Bedeutung die fettgedruckten Wörter im Bezug auf unser heutiges

Wissen über die Welt haben. Einen Teil der Antworten finden Sie in der Ausstellung, einen ande-

ren Teil müssen Sie recherchieren.

Vergleichen Sie die Geschichte mit der von Ihnen erarbeiteten „Wirklichkeit“. Halten Sie Gemein-

samkeiten und Unterschiede fest.

Als Jules Verne die Geschichte schrieb, war dies Science-Fiction. Heute hat die Wissenschaft ei-

nen ganz anderen Stand. Beurteilen Sie aufgrund der heutigen Kenntnisse den Wahrheitsgehalt

der Geschichte von Jules Verne. Achten Sie auf eine möglichst differenzierte Beantwortung der

unterschiedlichen Aspekte in der Geschichte. Zeigen Sie auf, was Wissenschaft und was Fiktion

ist.

c. Finden Sie heraus bzw. denken Sie darüber nach, wie Wissenschaftler die heutigen Erkenntnisse über

das Erdinnere gewonnen haben, wenn man bedenkt, dass Bohrungen heute nur bis maximal 13 Kilo-

metern möglich sind. Stichworte für Ihre Recherchen können sein: Mond, Meteoriten, Gebirgsbildung,

Seismik, Tektonik, Analogien, Vulkanismus, Modellierungen. Notieren Sie Ihre Gedanken auf dem

Antwortblatt und überprüfen Sie sie gegebenenfalls im Gespräch mit Expertinnen oder Experten.

d. Präsentieren Sie Ihre Ergebnisse während 5 Minuten der Klasse. Stellen Sie dabei die Geschichte von

Jules Verne ihren eigenen Recherchen gegenüber, z.B. in einem kurzen Theaterspiel. Zeigen Sie be-

sonders die Unterschiede auf, und bringen Sie Ihre Überlegungen über die Zeit, in der die Geschichte

geschrieben wurde, in die Präsentation ein.


e. Fortführung im Klassenzimmer (Vorschläge)

Lesen der ganzen Geschichte von Jules Verne

Wissenschaftliche Theorien in den Kontext der Zeit setzen, z.B. Kontinentaldrift (18. und frühes 19.

Jahrhundert, z.B. A.Wegener); ab 1960: Plattentektonik

Erdgeschichte / Evolution thematisieren; Vergleiche zur Geschichte von J. Verne erarbeiten


Aufbau der Erde

Plattentektonik

Erdgeschichte

Materialien


Taschenrechner

Fotoapparat / Handy


Am Beispiel der Reise zum Mittelpunkt der Erde soll die oft als trocken empfundene Thematik des Erdauf-

baus spielerisch und im Kontext einer Literaturquelle angegangen werden. Die Schülerinnen und Schüler

müssen bei der ersten Aufgabenstellung folgende Schritte durchlaufen bzw. Recherchen vornehmen:

b. Berechungen dazu anstellen, wie weit man in einem Tag ins Erdinnere reisen kann, d.h. die Strecke,

die dem Radius bis zum Erdmittelpunkt entspricht, auf sieben Tage aufteilen. Dazu werden auch Über-

legungen zur Reisegeschwindigkeit offensichtlich, die z.B. in die Frage der Ausrüstung einbezogen

werden können.

c. Unterscheiden und Kennenlernen der verschiedenen Materialien -> Bezüge zur Ausrüstung und den

Empfindungen herstellen

d. Durch die Frage nach den persönlichen Erlebnissen auf dieser Reise werden Materialien und Zusam-

mensetzungen erlebbarer (heiss, kalt, zäh, hart, weich, ...). Dadurch wird das Vorstellungsvermögen

besser angesprochen und aktiviert.

Der zweite Teil der Aufgabenstellung hat zum Ziel, wissenschaftliche Ergebnisse mit einer Geschichte,

damaliger Science-Fiction, zu vergleichen. Es gibt Elemente aus der Geschichte, deren Herkunft sich geo-

logisch und phänomenologisch erklären lassen, andere entsprechen der Phantasie des Autors. Es stellt

sich auch die Frage, woher man die heutigen Erkenntnisse hat und wie gesichert sie sind. Diese Diskussi-

on soll durch die Aufgabenstellung ebenfalls angeregt werden. Die Schülerinnen und Schüler werden da-

bei sensibilisiert für einen kritischen Blick auf wissenschaftliche oder auch populärwissenschaftliche Infor-

mationen z.B. aus dem Fernsehen.


Die Lehrperson kann aufgrund ihres eigenen Wissens die Schülerinnen und Schüler bei der notwendigen

Schrittigkeit der Aufgabe unterstützen, so dass die Lernenden in der Vorgehensweise angeleitet werden.

Bei Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe II kann auch davon ausgegangen werden, dass sie

dazu selbständig in der Lage sind. Zudem wird das Wissen über den Aufbau der Erde, das sie schon in

früheren Klassen erworben haben, in einen neuen Kontext gestellt und hier angewendet. Die Informatio-

nen in der Ausstellung helfen, diese Transferleistung zu vollziehen.

Die Frage nach den wissenschaftlichen Erkenntnissen öffnet eine weitere Tür im Hinblick auf das Verste-

hen wissenschaftlichen Arbeitens. Obwohl man „nur“ 13 Kilometer in die Tiefe bohren kann, weiss man

trotzdem ziemlich genau über den Erdaufbau Bescheid. Erreicht wird diese Erkenntnis über Beobachtun-

gen der Gebirgsbildung / Tektonik, die Zusammensetzung von Meteoriten, vulkanische Ereignisse, seismi-

sche Messungen und Vergleiche oder die Altersbestimmung von Meteoriteneinschlägen. Es ist wichtig,

dass die Schülerinnen und Schüler zu eigenen Gedanken angehalten werden. Sinnvoll ist, wenn sie zu

Erkenntnissen kommen und diese dann gegebenenfalls in einem Expertengespräch (siehe didaktische

Einleitung) klären und austauschen können.

Lösungshinweise:

Tag 1: bis Kilometer 910; Reise durch die Erdkruste (hart) und den Erdmantel (zähplastisch);

Ausrüstung z.B. Stahlkappe, Helm, Pickel, dann Schutzanzug, Gummistiefel, ...

Tag 2 und 3: bis Kilometer 1820 bzw. 2730; Weiterreise durch den Erdmantel

Tag 4: bis Kilometer 3640: Reise durch den Rest des Erdmantels und dann durch den flüssigen

Teil des Erdkerns (Eisen); Ausrüstung z.B. Magnet, Sauerstoffgerät, ...

usw.

Lösungshinweise zu den fett gedruckten Wörtern in der Geschichte von Jules Verne:

Zum Beispiel: Weggabelungen gibt es im Erdinnern nicht.

Zum Beispiel: Obwohl es einen eigentlichen Kraterboden nicht gibt, liegt die Vorstellung nahe,

durch den Vulkan ins Erdinnere zu gelangen, weil von dort ja auch Material aus dem Erdinnern

nach draussen geschleudert wird.

Kompetenzen:

Fachwissen

Methoden

Orientierung

Beurteilung

Kommunikation


Arbeitsmaterialien „Aufbau der Erde“

Tabelle für die Reise zum Erdmittelpunkt

Tag Distanz Aufzeichnungen über die Erlebnisse,

Empfindungen

Bild Notizen zur Aus-

rüstung

1

2

3

4

5

6

7

Reflexion:


Zusammenfassung der Geschichte von J. Verne „Reise zum Mittelpunkt der Erde“

Hauptfigur ist der eigenwillige Professor Otto Lidenbrock, der in Hamburg lebt und dort Mineralogie und

Geologie unterrichtet. In einem Manuskript von Snorri Sturluson findet Professor Lidenbrock eine ver-

schlüsselte Mitteilung des fiktiven isländischen Alchimisten Arne Saknussemm. Da er davon ausgeht, dass

Saknussemm eine wissenschaftliche Entdeckung mitteilen will, zwingt der Professor seinen Neffen und

Assistenten Axel, den Ich-Erzähler des Romans, ihm bei der Entzifferung der Geheimschrift zu helfen. Zu

diesem Zweck schliesst er die Haushälterin Martha, Axel und sich selbst in seinem Haus ein.

Durch Zufall kann Axel das Dokument entziffern, schweigt aber zunächst. Erst als ihn der Hunger zer-

mürbt, teilt er dem Professor seine Entdeckung mit. Arne Saknussemm schreibt, dass ein Reisender, wenn

er in den Krater des isländischen Vulkans Snæfellsjökull steigt, zum Mittelpunkt der Erde gelangt; er habe

die Reise selbst gemacht. Professor Lidenbrock als echter Geologe beschliesst, ebenfalls zum Mittelpunkt

der Erde zu reisen, Axel soll ihn begleiten.

Der ungeduldige Professor Lidenbrock und der ängstliche Axel verlassen Hamburg. Nach einem Aufent-

halt in Kopenhagen gelangen sie nach Island. In Reykjavík engagieren sie den Eiderentenjäger Hans

Bjelke als Führer. Zu dritt besteigen sie den Snæfellsjökull, klettern in den Krater und finden auf dem Kra-

terboden den Eingang einer Höhle.

Sie gelangen immer tiefer ins Erdinnere. Als sie eine Weggabelung erreichen, wählen sie zunächst den

falschen Weg. Als der Gang jedoch endet, müssen sie zur Gabelung zurückkehren. Unterdessen ist aber

der Wasservorrat zur Neige gegangen und die Expedition droht zu scheitern. Hans verlässt während des

Nachtlagers die Gefährten, um Wasser zu suchen. Als er eine Wasserader findet, die hinter der Höhlen-

wand vorbeifliesst, holt er seine Gefährten. Sie hauen mit der Spitzhacke ein Loch in die Wand, sodass

nun ein kleiner Bach durch die Höhle fliesst. Während des weiteren Abstieges wird Axel von seinen Ge-

fährten getrennt, kann aber zu ihnen zurückfinden.

Sie gelangen an das Ufer eines unterirdischen Meeres, das sie auf einem Floss überqueren. Sie stossen

auf riesige Pilze, frühgeschichtliche Pflanzen und auf eine kleine Insel mit einem Geysir. Nachdem sie

anfangs nur wenige kleine Fische zu Gesicht bekommen, werden sie im Verlauf der Flossfahrt Zeugen

eines Kampfes zwischen Dinosauriern. Kurz darauf gerät das Floss in einen Sturm. Während des

Sturms rollt ein Kugelblitz über das Floss. Der Sturm jagt sie über das Meer, bis sie an seinem Ufer Schiff-

bruch erleiden. Als sie die unbekannte Küste erkunden, stossen Axel und der Professor auf weitere heute

ausgestorbene Tier- und Pflanzenarten sowie Muschelschalen der „ersten Erdperiode“.

Sie finden Spuren Saknussemms und einen weiteren Höhleneingang. Die Höhle endet nach wenigen Me-

tern. Als die Reisenden den Weg freisprengen, reissen sie einen Abgrund auf. Auf dem Floss gelangen sie

zuerst auf Wasser, dann auf Lava in den Krater des ausbrechenden Vulkans auf der Insel Stromboli. Durch

den Krater werden sie zurück auf die Erdoberfläche geschleudert.

(Quelle: Wikipedia)


Arbeitsblatt zur Weiterführung

Frage: Wie konnten und können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Erkenntnisse über das

Erdinnere gewinnen? Suchen Sie dazu auch Belege in der Ausstellung.

a. Meine / unsere Gedanken

b. Die Antwort der Expertinnen und Experten


Erdbeben I

Aufgaben für die Schülerinnen und Schüler:

a. Am 26. Dezember 2004 erschütterte ein Seebeben der Stärke 9,2 auf der Richterskala im Indischen

Ozean den Meeresboden vor der indonesischen Küste Sumatra. Der Meeresboden riss 150 km vor der

Küste auf einer Länge von rund 1200 km auf. Es handelte sich um das zweitstärkste je gemessene

Erdbeben.

Klären Sie mit Hilfe der Ausstellung, was genau passiert ist. Beschreiben Sie auch die Bilder und Gra-

fiken genau.

b. Finden Sie heraus, was die Piraterie vor Somalia mit dem Seebeben nach Weihnachten 2004 zu tun

hat (Zusatzmaterialien) und wieso sich viele Somalis mit den "Seeräubern" solidarisch erklären. Zei-

chen Sie dazu ein Wirkungsgefüge.

c. Diskutieren Sie, ob Sie selbst etwas mit der Piraterie vor Somalia zu tun haben.

d. "Der Sprecher des somalischen Präsidenten bestätigte die Bergung von über 200 Leichen; mindestens

150 Menschen wurden vermisst. Zudem wurde die Küstenstadt Hafun vollständig zerstört und ferner

sollen Boote gekentert sein. Nach Angaben des U.N. World Food Programme (WFP) unter Berufung

auf somalische Regierungsstellen benötigten 30’000 bis 50’000 Somalis in den küstennahen Städten

der Region Puntland dringende Hilfe."

Erklären Sie, wie es dazu kam, angesichts der Tatsache, dass zwischen dem Ort des Seebebens und

Somalia ein grosser Ozean liegt.


Aufbau der Erde, Plattentektonik

Erdbeben bzw. Seebeben

Visualisierung von Tsunamiausbreitung via Globus

Erdbebensimulator

Materialien


Atlas oder Weltkarte


Siehe Erdbeben II

Kompetenzen

Fachwissen

Methoden

Beurteilung


Arbeitsmaterialien:

Lesetext: So sehen sich die somalischen Piraten selbst:

"Die Seeräuber sehen sich eigentlich als Patrioten. So erklärten die Entführer des Schiffes 'Ponant', sie

gehörten zu einer Gruppe, die sich 'Die Küstenwache' nennt. Rund fünf solche patriotischen Piratengrup-

pen gibt es. Und hier liegt auch die Wurzel des Problems. Als der Staat Somalia 1991 mit dem Sturz Siad

Barres zerfiel, gab es auch keine Marine mehr, welche die Küstengewässer vor den inzwischen fünf Teil-

staaten bewachen konnte. Bald schon tauchten europäische und asiatische Fischdampfer vor der somali-

schen Küste auf. Bis zu 700 solcher ausländischen Fischdampfer waren in den somalischen Gewässern

unterwegs. Die Fischgründe dort gehören zu den reichhaltigsten der Welt - Thunfisch, Schwertfisch, Ka-

beljau, Hummer und Krabben gibt es hier. Einige der Fischer gaben an, Genehmigungen der somalischen

Regierung zu haben. Oft waren das einfache Passierscheine, die ihnen Warlords gegen ein entsprechen-

des Entgelt auf dem Briefpapier der gestürzten Regierung ausgestellt hatten. Andere operierten ganz ohne

den Schein der Legalität. Nach Schätzungen der Ernährungsorganisation der UN (FAO) erbeutet diese

internationale Fangflotte in somalischen Gewässern jedes Jahr Fisch im Wert von rund 300 Millionen US-

Dollar.

Die selbsternannten Küstenwächter begannen Mitte der neunziger Jahre, Fischdampfer zu stürmen. Zu-

nächst wollten sie diese nur vertreiben. Dann begannen sie, eigenmächtig eine Fischereisteuer zu erhe-

ben. Diese belief sich schon bald auf mehrere Hunderttausend US-Dollar pro gekapertem Fischdampfer.

Es war nur eine Frage der Zeit, bis sich das organisierte Verbrechen für diesen Einkunftszweig interessier-

te.

Wie wenig Recht und Gesetz vor der Küste Somalias allerdings gelten, zeigte erst der Tsunami von 2004.

Die gewaltige Flutwelle zerstörte nicht nur einige Fischerdörfer entlang der 3300 Kilometer langen Küste.

Sie schwemmte auch einige rostbefallene Stahltanks an Land. Und überall dort, wo diese Tanks an-

schwemmten, klagten die Bewohner der Küstendörfer schon bald über Ausschlag und Krankheiten. Gift-

und Atommüll fanden Spezialisten aus dem Ausland in diesen Tanks, denn vor der Küste Somalias berei-

chern sich nicht nur internationale Fischereikonzerne. Auch die italienische Mafia versenkte dort giftige

Fracht in der See - ein lohnendes Geschäft. Die Entsorgung einer Tonne Giftmüll kostet in Europa um die

tausend Euro, die Mafia erledigt das diskret für acht Euro.

Kein Wunder also, dass sich die meisten Somalier mit den Piraten identifizieren, auch wenn sie von den

Raubzügen nur wenig profitieren. Nicht einmal die Piraten selbst verdienen ja mit ihren Aktionen viel Geld.

Zwischen fünf- und zwanzigtausend Dollar bleibt einem Seeräuber von den Lösegeldern, die sich für einen

Frachter oder Tanker inzwischen um die ein bis drei Millionen bewegen. Den Rest teilen sich die Warlords

und begüterten Schattenmänner im Ausland, welche die Kaperfahrten finanzieren."

Auszug aus: Kreye, Adrian (2009): Piraten vor Somalia. In: Süddeutsche Zeitung vom 11. Oktober 2009.

Vollständiger Artikel unter: http://www.sueddeutsche.de/politik/292/467862/text/print.html


Lesetext: Firmen mit Sitz in der Schweiz profitieren von den "günstigen" Giftmüll-Entsorgungs-Möglichkeiten

Wenn Omar Abdulle Hayle über das Meer vor Somalia spricht, dann spricht er nicht über Piraten oder Ma-

rineschiffe. Der ehemalige Fischer spricht über die somalischen Fischgründe: "Die waren einst die reichs-

ten der ganzen Region." Doch 1991 stürzten Rebellen den Diktator Siad Barre, der Staat brach zusammen

und damit auch die Küstenwache. "Und dann kamen die Fischtrawler aus Asien und Europa, immer mehr

und immer mehr, um unsere Gewässer leer zu fischen", sagt Hayle. Viele kommerziell gefragte Fische gibt

es vor Somalia, allen voran den kostbaren Gelbflossen-Thunfisch. Weil sie keine Regierung mehr hatten,

wandten die Fischer sich in ihrer Not an die UN. Deren Experten stellten in einer Untersuchung fest, dass

allein 2005 mehr als 700 Fischerboote illegal vor Somalia im Einsatz waren. Den wirtschaftlichen Schaden

schätzten sie auf gut 250 Millionen Euro pro Jahr. "Ökonomischen Terrorismus" nennt das Hayle. Lokale

Fischer berichteten, wie die ausländischen Fangflotten ihre Boote rammten oder ihre Netze zerstörten.

Doch niemand half. "Keiner hat protestiert, als die somalischen Gewässer leer gefischt wurden", sagt Hay-

le. "Da haben die Fischer sich bewaffnet und gewehrt." So wie Hayle beschreiben viele Somalis die Ge-

burtsstunde der Piraterie vor Somalia. Und die Geschichte der Fischer, die von den übermächtigen westli-

chen Fangflotten zu einem Robin-Hood-Dasein auf dem Meer gezwungen wurden, ist zweifellos wahr.

Doch wie alles in Somalia hat sie eine Kehrseite: Die der Warlords, der mächtigen Politiker, Geschäftsleu-

te und Clanführer mit Privatarmeen, die ab 1991 bis zur kurzzeitigen Machtübernahme der Islamisten 2006

Somalia unter sich aufgeteilt hatten und seit dem Sturz der Islamisten durch Äthiopien Ende 2006 inzwi-

schen wieder fast alle Geschäfte kontrollieren.

Warlords liessen sich schon in den 90er Jahren von Kapitänen bezahlen. Dieselben Warlords waren es,

die nach dem Schwinden der Fischvorkommen und dem steigenden Unmut die neuen Piratentruppen aus-

rüsteten - beispielsweise die 200 Mann starken Somali Marines. Ihr Ziel war es nicht etwa, die illegalen

ausländischen Fischer zu vertreiben, sondern von ihnen Schutzgelder zu erpressen. Und das, sagt And-

rew Mwangura von Kenias Seafarers Association, gilt heute noch. "Die Einnahmen aus der illegalen Fi-

scherei sind ein wichtiges Standbein der Warlords, sie haben die Piraterie im grossen Stil und die derzeiti-

ge Schutzgelderpressung erst möglich gemacht." Wenn es um die Piraterie vor Somalia geht, besitzt der

Kenianer Mwangura eine Schlüsselposition. Meist weiss er als Erster, wenn ein neues Schiff gekidnappt

wird, oder ein anderes befreit wurde. Journalisten steht er Tag und Nacht am Telefon für Fragen zur Ver-

fügung. Doch woher er sein Wissen hat, verrät er nicht, auch über die sonstige Arbeit der Seafarers’ As-

sociation schweigt er sich aus. Skrupel kennen die Fischer offenbar genauso wenig wie ihre Hintermänner,

die auch noch mit anderen illegalen Geschäften Geld machen, so Mwangura. "Das gleiche System gilt bis

heute nicht nur für die illegale Fischerei, sondern auch für die illegale Verklappung von Giftmüll."

Dafür, dass Geschäftsleute im Meer und an der Küste Somalias seit Anfang der 90er Jahre Abfälle abla-

den, für deren Entsorgung in Europa viel Geld gezahlt werden müsste, gab es 2005 erstmals zweifelsfreie

Beweise. Bis dahin hatte es viele Gerüchte gegeben, doch als der Tsunami im Indischen Ozean Ende

2004 auch Somalias Küste aufwühlte, lagen auf einmal rostige Fässer an den Stränden. In Benadir bei

Mogadischu und in Hobyo 500 Kilometer nördlich klagten Bewohner über Hautkrankheiten, Atemwegsbe-


schwerden und schwere Blutungen im Mund- und Unterleibsbereich. Fotos wurden herumgereicht. Man-

che Fischer, die die Behälter aufbrachen, waren mit eitrigen Geschwüren übersät, andere erblindeten.

Illegale Giftmüllverklappung

"Ich bin überzeugt, dass auch heute noch Abfälle vor Somalia verklappt werden", sagt der UN-

Sonderbeauftragte für Somalia, Ahmedou Ould Abdallah. "Darunter sind chemische Abfälle und mit ziemli-

cher Wahrscheinlichkeit auch nukleare Materialien." Mit grosser Sicherheit stammen die hochgiftigen Ab-

fälle aus Europa, exportiert über italienische und schweizerische Scheinfirmen zu sagenhaft billigen Prei-

sen. Von einer "Mafia" spricht der ehemalige Direktor des UN-Umweltprogramms, Mustafa Tolba. Eine

italienische Fernsehjournalistin, die der Geschichte vor einigen Jahren nachgehen wollte, wurde in Soma-

lia gemeinsam mit ihrem Kameramann ermordet. Seither versucht niemand mehr, der Sache auf den

Grund zu gehen. "Es gibt in Somalia sehr wenig Menschen mit Moral", sagt Ould Abdallah. Dass internati-

onale Marinepräsenz vor Somalia die illegalen Aktivitäten eindämmen wird, glaubt niemand. Im Gegenteil:

Als somalische Piraten den spanischen Trawler "Playa de Bakio" entführten, legte die spanische Regie-

rung in weniger als einer Woche mehr als 750’000 Euro Lösegeld auf den Tisch. Das Thunfisch-Fangboot

wurde laut Mwangura auf frischer Tat gekapert, während es in somalischen Gewässern nach Gelbflossen-

Thunfischen suchte. Heute müssten wohl EU-Soldaten seine Kaperung verhindern."

Engelhardt, Marc (2008): Vom Selbstschutz zur Erpressung. In: Die Tageszeitung vom 18. Dezember 2008, Berlin.


Grafiken zum Tsunami 2004

Vom Tsunami betroffene Staaten; Quelle: http://www.chaitanyaconsult.in/chaitanya/guide/tsunamimap.gif


Die Geschwindigkeit einer Tsunamiwelle im tiefen Ozean beträgt rund 800 km/h, das entspricht rund

220 m pro Sekunde. Auf offener See war kein aussergewöhnlicher Wellengang bemerkt worden. Das hat

mit der Tiefseesteilküste vor Japan zu tun: Die Riesenwellen türmen sich erst kurz vor dem Ufer auf,

schlagen über die Hafenmauern und zerstören alles, was sich in ihrer Bahn befindet.

Quelle: GeoFoschungsZentrum, Potsdam (2008): Broschüre GITEWS, S. 7


Bild 1: Das Seebeben erschüttert um 02.00 Uhr Bild 2: Die Wasserwelle hat um 3.45 Sri Lanka

die Insel Sumatra. erreicht.

Bild 3: Die Wasserwelle hat um 4.45 Uhr Indien Bild 4: Die Wasserwelle hat sieben Stunden nach

erreicht. dem Beben, um 9.00 Uhr, Somalia erreicht.

Quelle: http://h1015346.serverkompetenz.net/, 8.2.2010


Zusatzmaterial:

Die Zahl 9,2 auf der Richterskala muss korrekt verstanden werden. Dafür ist es wichtig zu wissen, dass

Stärke neun nicht nur 9=3x3, also dreimal, oder 9=6+3 also sechsmal so stark wie drei bedeutet. Vielmehr

ist Stärke neun 30 x 30 x 30 x 30 x 30 x 30 mal stärker als Stärke drei, also 729'000’000-mal so stark.

Der Tsunami bewegte mehr als 30 Kubikkilometer Wasser. Dessen Ausläufer sind bis zu den Küsten der

Arktis, der Antarktis sowie im Osten und Westen Amerikas gemessen worden und sogar in Europa, mehr

als 10'000 km entfernt, konnten Wasserbewegungen von anderthalb Zentimetern gemessen werden.

Die Auswirkungen des Tsunami waren enorm. Über 230’000 Tote und über eine Million Obdachlose waren

die Folge.

Einfaches Experiment zum Tsunami:

http://www.schulphysik.de/tsunami.html

Aktuelle Tsunami-Warnungen der letzten 5 Tage:

http://www.prh.noaa.gov/ptwc/

Auftreffen der Tsunami-Welle auf die Küste Thailands. / Foto von David Rydevik, veröffentlicht als Creative Commons


Erdbeben II

Aufgaben für die Schülerinnen und Schüler:

a. Am 26. Dezember 2004 erschütterte ein Seebeben der Stärke 9,2 auf der Richterskala im Indischen

Ozean den Meeresboden vor der indonesischen Küste Sumatra. Der Meeresboden riss 150 km vor der

Küste auf einer Länge von rund 1200 km auf. Es handelte sich um das zweitstärkste je gemessene

Erdbeben.

Klären Sie mit Hilfe der Ausstellung, was genau passiert ist. Beschreiben Sie auch die Bilder und Gra-

fiken genau.

b. Tilly Smith aus Grossbritannien ist 1994 geboren. 2004 war sie mit ihren Eltern am Maikhao-Strand in

Phuket/Thailand. Ein paar Wochen zuvor hatte sie in der Schule eine schriftliche Arbeit angefertigt.

Nun beobachtete sie im Urlaub in Richtung Meer und wusste sofort, was sie zu tun hatte: Sie warnte

so viele Menschen um sich herum wie sie konnte und rannte mit Ihnen so schnell es ging in höher ge-

legene Gebiete, weg vom Strand. So rettete sie viele Menschenleben. An diesem Strandabschnitt gab

es durch den eintreffenden Tsunami keine Toten.

Rekonstruieren Sie die schriftliche Arbeit, die Telly Smith geschrieben hatte und beschreiben Sie, was

sie sah, als sie Richtung Meer schaute und sicher war, dass sie vor einem Tsunami warnen musste.

Verwenden Sie dafür auch die Photos.

c. Warum kann man Erd- und auch Seebeben nicht voraussagen, Tsunamis aber schon? Erarbeiten Sie

eine Antwort anhand der Ausstellung und beantworten Sie die Fragen, welche Wellen sich schneller-

bewegen.

Diskutieren Sie zudem, warum das Konzept für ein Frühwarnsystem im Indischen Ozean erst 2005 er-

arbeitet wurde. Was wäre anders gewesen, wenn das Frühwarnsystem bereits Ende 2004 funktioniert

hätte?


Aufbau der Erde

Plattentektonik

Erdbeben bzw. Seebeben

Erdbebensimulator

Materialien




Es mag auf den ersten Blick verwundern, dass das didaktische Konzept und Material, das die PHZH für

die Ausstellung focusTerra bezüglich Erdbeben erstellt hat, die Thematik Erdbeben über den speziellen

Inhalt Tsunamis aufgreift. Wir haben uns dafür entschieden, da die Darstellung der Hintergründe und Ent-

stehung von Erdbeben sowie das Anführen von lokalen Beispielen (Visp) in der Ausstellung ausführlich

und abschliessend erfolgt. Der Alterststufe gemäss wählten wir mithin eine Didaktisierung aus, die einen

Transfer erforderlich macht, um die Aufgaben zu bewältigen.

Besonders hinweisen möchten wir auf die Vorhersagemöglichkeit des Frühwarnsystems im Indischen

Ozean. Wichtig daran ist, dass es nicht einfach ist, die Bevölkerung zu warnen, vor allem wenn Kenntnisse

über Naturgewalten fehlen. Die Aufklärung und rechtzeitige Warnung hätte viele Menschen retten können.

Lösungshinweise:

Tsunamis können deshalb vorhergesagt werden, weil sie auf das Erstereignis, das Erd, bzw.

Seebeben, folgen. Sie sind eine Auswirkung des Seebebens und nicht das Primärereignis.

Kompetenzen:

Fachwissen

Methoden

Beurteilung

Kommunikation

Handlung


Arbeitsmaterialien

Beim Beben wurde der Boden des Meeres mancherorts um einige Meter angehoben, andernorts gesenkt. Diese ruckartige Bewegung versetzte den Ozean in heftige Schwingungen. Die entlang des Bruches ent-standenen Wellen bereiteten sich nach allen Seiten hin aus und liefen auf die umliegenden Küsten mit bis zu 800 km/h zu. Quelle: Deutsches GeoFoschungsZentrum Potsdam (2008): Broschüre GITEWS, S. 8


Das Wasser ist am Ufer zurückgewichen, Boote liegen brach. Im Hintergrund sieht man die Tsunamiwelle, die auf das Ufer zukommt. Zusatzaufgabe: Diskutieren Sie, ob Tilly Smith den Tsunami erst jetzt oder bereits zu einem früheren Zeit-punkt erkannt hatte.


Die Insel Sumatra, sechs Wochen nach dem Tsunami vom 26.12.2004 Quelle: Wikipedia


Endlagerung radioaktiver Abfälle


a) Sie sind ein vorsichtiger Mensch und möchten ganz sicher sein, dass Ihr neuer Wohnort (oder ein Fe-

rienziel) in der Schweiz geologisch betrachtet „unspektakulär“ ist. Suchen Sie deshalb drei Orte aus,

die kaum bis nicht erdbebengefährdet sind. Begründen Sie die Wahl Ihrer Orte und erklären Sie, wie

Sie vorgegangen sind.

Die Informationen zur Aufgabe finden Sie in der Ausstellung in den Bereichen „Aufbau der Erde“, „Plat-

tentektonik“, „Geologie der Schweiz“ und an der Medienstation „Nutzung des Untergrundes“.

b) Überprüfen Sie nun, welche Charakteristika das Gestein an den drei von Ihnen gefundenen Orten hat

und ob der Untergrund stabil ist. Folgende Kriterien müssen dabei berücksichtigt werden:

Das Gestein darf nicht porös, nicht wasserdurchlässig und nicht rutschgefährdet sein.

Es dürfen keine tektonischen Verschiebungen oder Brüche vorkommen.

Das Gestein darf nicht stark deformiert worden sein.

Tiefe Rinnen, die während der Eiszeit entstanden sind, sind zu heikel, weil dort zu viel Wasser la-

gern könnte.

Beschreiben Sie den Gesteinsuntergrund ihrer drei Orte.

Sollten diese den genannten Anforderungen nicht entsprechen, müssen Sie neue Orte suchen.

Möglicherweise brauchen Sie für diese Aufgabe auch die geologische Karte der Schweiz (siehe Ar-

beitsmaterialien) und eine Schulkarte der Schweiz.

c) Möglicherweise liegen an einem der drei Orte Bedingungen vor, welche es erlauben würden, dort ra-

dioaktive Abfälle endzulagern. Vergleichen Sie Ihre Auswahl mit der Karte der NAGRA (Nationale Ge-

nossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle) und ihrem Auswahlverfahren (siehe Arbeitsmateri-

alien). Beschaffen Sie sich weitere Informationen zur Endlagerung radioaktiver Abfälle in der Ausstel-

lung (Medienstation „Nutzung des Untergrundes“), u.a. die Information, welche Eigenschaften radioak-

tive Abfälle haben.

Halten Sie die Informationen stichwortartig fest.

Beurteilen Sie die Auswahl Ihrer Orte im Vergleich zu dem Verfahren der NAGRA, indem Sie auf-

listen, was Sie bei Ihrer Recherche gut und richtig gemacht haben und wo Sie falsch lagen.

d) Sie haben nun einen Bereich kennengelernt, in dem radioaktive Abfälle für die Energiebeschaffung

anfallen. Überlegen Sie, ob sie noch andere Bereiche kennen, bei denen radioaktive Materialen eine

Rolle spielen.

e) Die Schweiz muss eine Lösung finden, ihre heute bereits vorhandenen radioaktiven Abfälle zu entsor-

gen. Erstellen Sie eine Übersicht der damit verbundenen Risiken und den ergriffenen Massnahmen,

um diese zu reduzieren. Diskutieren Sie in diesem Zusammenhang, ob radioaktive Abfälle in der Zu-

kunft vermieden werden könnten oder sollten und wie dies möglich wäre. Besprechen Sie auch, wel-

che Konsequenzen dies auf Politik, Wirtschaft und Alltag hätte.

Erstellen Sie eine Tabelle (siehe Arbeitsmaterialien) für die Ergebnisse.


f) Präsentieren Sie Ihre Ergebnisse in Form eines Rollenspiels, bei dem Sie die Argumente für und ge-

gen die Lagerung radioaktiver Abfälle diskutieren. Beziehen Sie dabei auch die Orte (Aufgaben a) und

b)) und die Anforderungen an die Orte mit ein. Diskutieren Sie mit der Klasse, wie Sie bei einer Volks-

abstimmung entscheiden würden – wenn Sie an einem dieser Orte leben bzw. wenn Sie dort nicht le-

ben würden.

g) Fortführung im Klassenzimmer (Vorschläge)

Exkursion zur NAGRA bzw. in eines der Felslabore Grimsel oder Mont Terri

Zeichnen von geologischen Profilen von verschiedenen Standorten

Thema Tunnelbau (Neat, Gotthard, Üetliberg) –> geologische Beurteilung, Recherche von Proble-

men, Beurteilung von Kosten und Nutzen

Weitere Unterrichtsmaterialien im Lehrerordner der NAGRA (www.nagra.ch)


Geologie der Schweiz

Plattentektonik, Erdbeben, Seismik

Endlagerung

Rohstoffe und Energie

Materialien


Schulkarte der Schweiz


Das brisante Thema der Lagerung radioaktiver Abfälle wird in zwei wichtige Kontexte gestellt. Einerseits

geht es um die Frage der geologischen Beschaffenheit und im Zuge von Erdbeben und anderen Störungs-

zonen auch um geologisch „unspektakuläre“ Gebiete. Es stellt sich die Frage nach dem „ruhigen Raum“,

der dann zur Lagerung hochgefährlicher Materialien dienen soll.

Andererseits muss und soll die Frage nach der Lagerung dieser Abfälle diskutiert werden. Mit dem Ver-

such, diese Diskussion an einen konkreten Raum, der unter besonderen Gesichtspunkten ausgewählt

wurde, anzubinden, wird ein empathisches Vorwissen initiiert, das die Diskussion authentischer werden

lässt. Erst durch den Einstieg an einen Raum, den man sich aus bestimmten Gründen z.B. als Ferienziel

ausgesucht hat, wird die Lagerung radioaktiver Abfälle auch zu einem „persönlichen“ Problem, einem An-

liegen, das mit mir zu tun hat. Diese Kombination, bzw. diese persönliche Anbindung ist für die kritische

Beleuchtung des Anliegens wesentlich, denn sonst fehlt der Bezug zum eigenen Leben. Erst so kann die

Frage beantwortet werden, ob man selbst in der Nähe oder über gelagertem radioaktivem Material leben

möchte.

Gleichermassen müssen sich die Schülerinnen und Schüler auch mit den geologischen Beschaffenheiten

des Untergrundes auseinandersetzen. Dies vollständig lösen zu können, wird in der Ausstellung allein


kaum möglich sein, dennoch bieten die Grundlagen erste Anhaltspunkte und visualisieren z.B. verschie-

dene Gesteinsformationen. Zudem sollten die Lernenden in der Lage sein, die geologische Karte dahinge-

hend zu interpretieren und die Ergebnisse aus den Beobachtungen zu übertragen.

Die Beantwortung der Fragen steht im Spannungsfeld zwischen „wir produzieren radioaktive Abfälle und

müssen sie irgendwo sicher lagern“, „wo und wie lagern wir die Abfälle heute“, und „niemand möchte diese

in seiner Nähe haben“. Deshalb schliesst an die Fragestellungen auch die Thematik der alternativen Ener-

gien und der zukünftigen Energieversorgung, welche hier aufgegriffen werden soll. In diesem Zusammen-

hang kann/soll auch eine Initiative „Abschaltung der Atomkraftwerke diskutiert werden.

Lösungshinweise:

Es müsste den Schülerinnen und Schülern eigentlich leicht fallen, als Regionen mit wenig seismischer

Aktivität das Mittelland der Schweiz auszumachen. Dies wird sowohl aus der geologischen Karte deutlich,

da es als grosse, wenig komplexe Fläche auffällt. Auch im Relief können Informationen dazu gewonnen

werden, denn dort wird sichtbar, dass der Untergrund kaum verzahnt, hochgestellt oder verschoben ist.

Die konkrete Fixierung der Regionen durch die NAGRA erfolgt durch Hintergrundwissen, das sich die

Schülerinnen und Schüler nicht ohne weiteres erschliessen, aber durch die Informationen verständlich

wird.

Kompetenzen:

Fachwissen

Methoden

Orientierung

Beurteilung

Kommunikation

Handlung


Arbeitsmaterialien „Endlagerung radioaktiver Abfälle“

a) Geologische Karte der Schweiz

Quelle: Labhart, Toni (2003): Geologie der Schweiz. Ott Verlag

Tertiär (Molasse-) Becken <- Nagelfluh Subalpine Molasse

Mesozoische Sedimente im Jura und im Südtessin (in den Profilen auch autochthon) der massive und des Mittellandes <- Faltenjura Helvetische Decken

Pen

nini

sche

D

ecke

n

Sedimente <- Ophiolith Kristallin

Ost

alpi

ne D

e-ck

en

Sedimente Kristallin

Vulkanische Gesteine Grössere Granitkörper Kristallines Grundgebirge


b) Auswahlverfahren der NAGRA und geeignete Standorte in der Schweiz

Um geeignete Standorte für die Lagerung radioaktiver Abfälle zu finden, werden der Tafeljura und die Mo-

lasse, die Alpen und der Faltenjura mit folgenden Fragen geprüft:

Welche Teile der Schweiz kommen aufgrund der geologischen Beschaffenheit in Frage?

Welche Gesteine in diesen Grossräumen erfüllen die Sicherheitsanforderungen an ein Lagerge-

stein?

Wo liegt das Lagergestein in geeigneter Tiefe?

Wo ist das Lagergestein geologisch ruhig gelagert, in genügender Mächtigkeit und Qualität vor-

handen und deshalb für ein Tiefenlager geeignet?

Die Karte zeigt, welche Gebiete als geeignet befunden wurden.

Quelle: www.nagra.ch

Aufträge:

Beurteilen Sie die Regionen im Hinblick auf Gemeinsamkeiten aus geologischer Sicht (d.h. in Be-

zug auf Tektonik, Lage, Gestein, ...).

Diskutieren Sie, wie man den Untergrund untersuchen kann, um zu zuverlässigen Ergebnissen zu

kommen.


c) Die Endlagerung radioaktiver Abfälle in der Schweiz: pro und contra

Argumente für die Endlagerung Argumente gegen die Endlagerung

Vermeidung radioaktiver Abfälle Konsequenzen für Alltag, Wirtschaft und Politik


Alpenentstehung, Geologie Schweiz


a) Tiefenprofil der Alpen (Bodensee – Bergamo):

Das Tiefenprofil der Alpen zeigt das Resultat der Verkeilung von Gesteinseinheiten zweier ursprüng-

lich getrennter Kontinentalplatten. Gewinnen Sie einen Überblick über die verschiedenen Decken und

Massive innerhalb der Alpen.

Orientieren Sie sich im Alpenprofil (evtl. mit Hilfe einer Landkarte der Schweiz), indem Sie die fol-

genden Ortschaften richtig lokalisieren: Frauenfeld, Glarus, Disentis, Mesocco, Bergamo. Suchen

Sie nach weiteren Ihnen bekannten Ortschaften oder Regionen.

Beschreiben Sie an vier ausgewählten Orten das Profil so präzise wie möglich. Halten Sie die Un-

terschiede an den Orten fest. Suchen Sie die auf dem Informationsblatt „Geologie Schweiz“ erklär-

ten Regionen im Profil.

Beschreiben und erklären Sie aufgrund des Profils den Bau der Alpen.

Untersuchen Sie mit Hilfe von Lehrbüchern, ob Sie die Phasen der Alpenfaltung im Profil erkennen

können. Notieren Sie Ihre Feststellungen auf dem Arbeitsblatt.

b) Die Entstehung von Gebirgen:

Gewinnen Sie einen ersten Überblick zur Entstehung der Alpen und entdecken Sie wichtige Gesetz-

mässigkeiten. Experimentieren Sie dazu mit den Modellen „Isostasie“ und lesen Sie die Tafel „Die Ent-

stehung von Gebirgen“. Sie behandelt exemplarisch die Entstehung der Alpen zwischen St. Gallen und

Bergamo.

Erklären Sie anhand des „Tiefenprofils der Alpen“ in eigenen Worten, weshalb im Bereich der Al-

pen Hebungsprozesse stattfinden, im Mittelland aber nicht.

Die Alpen heben sich heute um bis zu 1 mm pro Jahr. Dasselbe dürfte auch für die letzten 20 Milli-

onen Jahre gegolten haben. Demnach müssten die Alpen gegen 20 bis 30 km hoch sein. Suchen

Sie nach einer Begründung, weshalb der höchste Berg der Alpen, der Mont Blanc, nur 4808 m, al-

so knapp 5 km hoch ist.

Formulieren Sie eine Prognose für das Aussehen des Tiefenprofils und der Oberfläche zwischen

dem Bodensee und Bergamo in 20 bis 30 Millionen Jahren, wenn es nicht zu einer erneuten Ge-

birgsbildung aufgrund horizontaler wirkender Kräfte kommt.

c) Lernen Sie verschiedene Gesteinsbeispiele kennen. Untersuchen Sie die Handstücke in der Gesteins-

kiste mit Hilfe der Textkärtchen und ordnen Sie die Kärtchen den Gesteinen zu.

Halten Sie verschiedene Gesteinsstücke dort an das Profil, wo Sie die passenden Gesteinseinheiten

vermuten. Bitte berühren Sie das Profil nicht! Überprüfen Sie Ihre Zuweisung mit Hilfe der geologi-

schen Karte (siehe Auftrag Endlagerung) oder im Gespräch mit den Fachexpertinnen und Experten.

d) Austausch mit den anderen Gruppen: Präsentieren Sie Ihren gewonnenen Überblick zur Entstehung

der Alpen als Pantomime. Geben Sie anschliessend Ihren Mitschülerinnen und Mitschülern Zeit, das


von Ihnen bebilderte „Tiefenprofil der Alpen“ zu studieren. Machen Sie diese auf Ihre Erkenntnisse

aufmerksam.

e) Fortführung im Klassenzimmer (Vorschläge)

Prozess der Bildung der Alpen vertiefen; Entstehungsgeschichte repetieren

Prozess der Entstehung von Gebirgen auf andere Gebirgsregionen (z.B. Himalaya und Anden)

anwenden: Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausarbeiten

Als Klasse in Gemeinschaftsarbeit eine geologische Karte der Schweiz mit Fotos und Texten ver-

anschaulichen

Gesteinskreislauf erarbeiten

Gesteine bestimmen


Omniglobe

Aufbau der Erde

Plattentektonik

Erdgeschichte

Mineralien

Gesteine im Eingangsbereich

Materialien


Fotoapparat / Handy

Schweizer Karte

Lehrmittel, welche die Alpenfaltung erklären (z.B. Schweiz (Lehrmittelverlag Zürich))

Gesteinskiste von focusTerra mit Lösungshinweisen (Nummern und Liste)


Um eine erste Vorstellung vom Bau der Alpen zu bekommen, setzen sich die Schülerinnen und Schüler

mit dem komplexen „Tiefenprofil der Alpen“ auseinander. Sie lokalisieren zuerst die geologischen Einhei-

ten, indem sie einige grössere Ortschaften und ihnen bekannte Regionen suchen. Besondere Regionen

werden aufgrund von Beschreibungen im Profil gesucht.

Danach verschaffen sich die Schülerinnen und Schüler durch das Experimentieren mit dem Modell „Iso-

stasie“ und dem Lesen der Tafeln „Die Entstehung von Gebirgen“ einen ersten theoretischen Überblick zur

Entstehung der Alpen.

Ziel ist es die isostatische Hebung der stark verdickten Kruste im Bereich der Alpen zu verstehen. An-

schliessend kann auf deren Erosion und anschliessende Ablagerung im Mittelland (Molasse) und in der

Poebene geschlossen werden.


Die Zuordnung von Gesteinsbeispielen zu Texten und deren Verortung im Profil soll noch einmal Unter-

schiede verdeutlichen. Zu beachten ist, dass die Kiste mit den Gesteinsbeispielen bei den Koordinatorin-

nen und Koordinatoren der Ausstellung anzufordern ist und dass die Gesteine zum Schutz des Profils

nicht darauf abgelegt, sondern nur hingehalten werden dürfen.

Diese schrittweise Auseinandersetzung mit Ausschnitten mit dem Alpenprofil bietet den Schülerinnen und

Schülern einerseits eine Veranschaulichung, andererseits ermöglicht sie selbstständig weitere Gesetz-

mässigkeiten zum Bau der Alpen zu erkennen.

Dies können sein:

Für das Gebiet nördlich der Insubrischen Linie gilt: Je weiter südlich ursprünglich die Einheiten la-

gen, desto höher im Deckenbau liegen bzw. lagen sie innerhalb der Alpen. Dies gilt für das Gebiet

nördlich der Insubrischen Linie.

Die Schichtdicke der Molasse nimmt mit zunehmender Entfernung vom Alpenrand ab. Damit ver-

bunden ist auch eine Abnahme der Korngrösse.

Der Metamorphosegrad in Richtung Süden nimmt bis zur Insubrischen Linie zu.

Die Darstellung der Entstehung der Alpen als Gruppenpantomime macht diesen Prozess durch die eigene

Bewegung vierdimensional (inkl. Zeit) erlebbar.

Kompetenzen

Fachwissen

Methoden

Orientierung

Beurteilung

Kommunikation

Wichtig!

Gesteinskiste mit Handstücken vor der Bearbeitung bei den Koordinatorinnen und Koordinatoren von

focusTerra anfordern.

Handstücke: Mergel, Sandstein, Nagelfluh, Kalkstein, Verrucano, Flysch, Granit, Granodiorit, Marmor,

Gneis

Quellen

Labhart, Toni (2003): Geologie der Schweiz. Ott Verlag

Pfiffner, Adrian (2009): Geologie der Alpen. Haupt UTB

Weissert, Helmut, Stössel, Iwan (2009): Der Ozean im Gebirge. 180 Seiten, vdf Hochschulverlag.


Arbeitsmaterialien „Alpenentstehung“

a) Arbeitsblatt: Beschreibung des geologischen Profils an vier Beispielen

Ort 1

Beschreibung Ort 2 Beschreibung

Ort 3

Beschreibung Ort 4 Beschreibung

Unterschiede:


b) Informationsblatt: Geologie Schweiz

Glarner

Hauptüberschiebung

Die Glarner Hauptüberschiebung gehört zum UNESCO-Weltnaturerbe „Tekto-

nikarena Sardona“. Ein viel älteres Gestein, der permische Verrucano (rund

280 Millionen Jahre alt), liegt sich gut sichtbar über den viel jüngeren tertiären

Flyschsedimenten (rund 35 Millionen Jahre alt).

Bereits im 17. Jahrhundert wurde ein geologisches Gesetz formuliert, das be-

sagt, dass in einer sedimentären Schichtenfolge die älteren Schichten immer

unter den jüngeren liegen. 1809 entdeckte Hans-Conrad Escher das umgekehr-

te Phänomen in den Glarner Alpen. Erst rund 70 Jahre später wurde die Glar-

ner Hauptüberschiebung durch den Franzosen Marcel Bertrand erstmals als

eine einzige grosse Überschiebung gedeutet. Damit war der Weg frei für das

Erkennen des Deckenbaus in weiten Teilen der Alpen.

Subalpine Molasse

z.B. Speer, Rigi

Durch einen letzten Vorschub der helvetischen Decken wurden die Molas-

seablagerungen am Alpenrand von Süden nach Norden um 15 bis 25 km über-

fahren. Vor der Überschiebungsfront wurden die davor und darunter liegenden

Molasseschichten zusammen gepresst und alpeneinwärts schräg gestellt. Durch

Erosion entstanden langgestreckte und parallel zum Alpenrand verlaufende

Höhenzüge.

Helvetische Decken

z.B. Churfirsten

Die helvetischen Decken wurden über viele Zehner Kilometer nordwärts ver-

schoben. Schichtung und Faltung sind in diesem Bereich besonders klar er-

kennbar. Nur südliche Teile der helvetischen Decken wurden durch die (heute

weitgehend erodierte) Überlagerung durch penninische Sedimentdecken

schwach metamorph überprägt.

Zentralmassive

z.B. Aaremassiv, Ta-

vetscher-

Zwischenmassiv und

Gotthardmassiv

Diese Massive sind Stücke des europäischen Grundgebirges. Sie bestehen aus

verschiedensten metamorphen und magmatischen Gesteinen, meist Graniten.

Sie sind das Resultat von weit zurück liegenden Gebirgsbildungen. Da sich die

Gesteine der „Massive“ während der Alpenbildung unter den heute abgetrage-

nen helvetischen, penninischen und ostalpinen Decken befanden, wurden sie im

Laufe der Alpenbildung noch einmal schwach bis mittelstark metamorph über-

prägt.


Nordtessin

Die Gesteine des Nordtessins wurden während der Alpenbildung mittelstark bis

stark metamorph überprägt. Gneise und untergeordnete Marmore sind typische

Gesteine für die Zone nördlich von Bellinzona. Marmor entstand durch die Me-

tamorphose von Karbonatgesteinen (Kalk oder Dolomit). Gneise können sowohl

Umwandlungsprodukte aus magmatischen Gesteinen als auch aus Sediment-

gesteinen sein.

Bergeller Intrusion Zwischen dem Bergell und dem Veltlin drangen vor rund 30 Millionen Jahren

Magmen aus grösserer Tiefe in die darüber liegenden Deckengesteine ein und

kristallisierten unter anderem zum bekannten Bergeller-Granodiorit. Die Wärme

der Magmen führte im umliegenden Gestein zu einer klassischen Kontaktmeta-

morphose: sehr hohe Temperaturen bei relativ niedrigen Druckverhältnissen.

Insubrische Linie Während die Gesteine nördlich der insubrischen Linie während der Alpenbildung

mittelstark bis stark metamorph überprägt wurden, fand in den Südalpen keine

metamorphe Überprägung statt. Die Gesteinspakete südlich der Insubrischen

Linie wurden nach Süden geschoben, während Decken nördlich davon in der

Regel nach Norden überschoben wurden.

Südalpine Überschie-

bung

Die Gesteine der südalpinen Überschiebungspakte wurden bei der Alpenbildung

nicht metamorph überprägt. Das Grundgebirge der Südalpen besteht aber sehr

wohl aus metamorphen Gesteinen, die während früherer Gebirgsbildungspha-

sen umgewandelt wurden. In der Poebene werden die südalpinen Überschie-

bungspakete von jungen Ablagerungsgesteinen des Po-Beckens überdeckt.


c) Arbeitsblatt: Die Entstehung der Alpen

Stichworte zum Bau der Alpen und der Entstehung aufgrund meiner Beobachtungen:

Vergleich mit der Entstehungsgeschichte der Alpen in Lehrmitteln:

Prozess Alpenprofil focusTerra Bericht Lehrmittel


d) Arbeitsblatt: Kärtchen für die Bestimmung von Gesteinen

Mergel

Sedimentgestein, das zu gleichen Anteilen aus

Ton und Kalk besteht. Es sind verschiedene

Mischformen denkbar. Das Gestein ist feinkörnig,

es kann hell oder dunkel sein. Bei Nässe wird es

leicht schmierig.

Vorkommen: Ablagerung weit entfernt am Nord-

rand des Molassebeckens

Sandstein

Sedimentgestein aus mit einem Mineralzement

verbundenen Sandkörnern. Die Farbe ist in der

Regel hell, es kommen aber auch dunkelgrüne,

rote oder gelborange Sandsteine vor. Die Sand-

partikel sind von blossem Auge erkennbar.

Vorkommen: Sandsteine wurden vorwiegend im

mittleren Teil des Molassebeckens abgelagert.

Nagelfluh

Nagelfluh besteht aus Geröllen, die durch ein fei-

nes Material (= Verbundmaterial) miteinander ver-

kittet sind. Sind die Gerölle gerundet, spricht man

von Konglomerat, sind sie eckig ist es eine Brek-

zie. Nagelfluh bezeichnet ein Konglomerat.

Vorkommen: Ablagerung in Alpennähe (kurze

Transportdistanz); Herkunft aus höheren Bauein-

heiten der Alpen, weshalb sie Informationen über

deren Zusammensetzung zur Zeit der Abtragung

enthalten

Kalkstein

Sedimentgestein aus Calciumcarbonat mit sehr

variabler Erscheinungsform (weiss bis schwarz in

allen Farben, oft mit weissen Adern durchzogen).

Kalkstein reagiert mit verdünnter Salzsäure, so

dass er damit einwandfrei erkannt werden kann.

Vorkommen: Kalksteine wurden in den Schelfge-

bieten sowohl am Nordrand als auch am Südrand

und auf dazwischen liegenden Schwellen der

ehemaligen Tethys („Ur-Mittelmeer“) abgelagert.

Verrucano

Alte Konglomerate und Sandsteine, hervorgegan-

gen aus der Abtragung eines früheren Gebirges;

rötliche oder selten grünliche Farbe.

Vorkommen: Die ältesten Gesteine über der Glar-

ner Überschiebung, aber auch Sedimentfüllungen

von Trögen im Untergrund der Nordschweiz

Flysch

Bezeichnung für ein Ablagerungsgestein, das sich

durch Schuttströme in tiefen Meeresbecken bilde-

te. Flysch ist – wenn er nass wird – sehr rutschig,

weshalb sich Gesteinspakete an Flyschhängen

zuweilen langsam bewegen. (Flysch kommt von

Fliessen, es ist ein Innerschweizer Begriff)

Vorkommen: Unter anderem unterhalb der Verru-

cano-Schichten in der Region der Glarner Über-

schiebung (Dachschiefer von Engi)


Granit

Magmatisches Gestein, das aus sichtbaren Kristal-

len besteht. Von blossem Auge sind Quarz (durch-

sichtig, glasig), Feldspäte (hell, rosa, weiss) und

Glimmer (dunkle, glitzernde Mineralien).

Granite gibt es in vielen Ausprägungen.

Vorkommen: in den zentralen Massiven (Aaremas-

siv, Gotthardmassiv usw.)

Granodiorit

Magmatisches Gestein, das dem Granit ähnlich ist,

sich aber durch die Anteile der Feldspatmineralien

von ihm unterscheidet (eher dunkle Farbe); die

Körnung ist gut sichtbar, die Mineralien sind nicht

gerichtet

Vorkommen: bei magmatischen Intrusionen z.B.

der Bergeller Intrusion zwischen Bergell und Veltlin

Gneis

Metamorphes Gestein, das aus Granit oder aus

Ablagerungsgesteinen entstanden ist. Im Unter-

schied zum Granit sind die blättrigen Mineralien

(Glimmer) eingeregelt, das Gestein weist eine ein-

deutige Schieferung und auch eine Bänderung auf.

Vorkommen: in den kristallinen Decken des Tes-

sins nördlich der Insubrischen Linie und in den

Grundgebirgen des Aar- und Gotthardmassivs

sowie der Alpen südlich der Insubrischen Linie

Marmor

Marmor ist ein metamorphes Gestein, das aus

Karbonatsedimenten entstanden ist. Er ist meist

hell und bisweilen sehr grobkörnig. Besonders in

geschliffenem Zustand sind die Mineralien am

Glitzern zu erkennen.

Vorkommen: in den metamorphen Gebieten nörd-

lich der Insubrischen Linie, meist in schmalen Zo-

nen


Zürich: einst – heute – zukünftig


a. Lesen Sie die Landschaftsentwicklung von Zürich während der letzten 12 Millionen Jahre anhand der

Modelle. Beim Modell „Heutiges Stadtbild“ wird gefragt, wie das Stadtbild in Zukunft aussehen wird.

Wie könnte sich Zürich entwickeln, wenn im Jahr 28’000 n. Chr. der Zürichsee endgültig verlandet

ist? Formulieren Sie mögliche Chancen und Gefahren. Treffen Sie Massnahmen, um die Chancen

zu ergreifen bzw. den Gefahren zu begegnen.

Welche Auswirkungen auf den Grossraum Zürich hätte ein erneuter Gletschervorstoss? Mit wel-

chen Problemen hätten sich die Bewohner dieses Raumes auseinander zu setzen? Schlagen Sie

mögliche Massnahmen vor.

Machen Sie eine Prognose für das Aussehen der Landschaft rund um Zürich in 20 Millionen Jah-

ren. Stellen Sie diese Prognose bei der anschliessenden Kurzpräsentation (vgl. Punkt f) zur Dis-

kussion. Tauschen Sie die Ergebnisse in den Gruppen aus und vergleichen Sie die Resultate.

b. Die Schotterkörper, welche im Vorfeld von Gletschern entstanden, sind die grossen Grundwasserspei-

cher des Mittellandes:

Zeichnen Sie ein Profil oder eine Karte Ihrer Vorstellung zum Grundwasservorkommen im Raum

Zürich. Überlegen Sie dazu: Wie wird das Grundwasser im Limmattal gespiesen? Wie gross sind

die Anteile der verschiedenen Einspeisungen? Wovon ist die Grösse dieser Anteile abhängig?

10% des Trinkwassers von Zürich stammt aus dem Grundwasser. Dieses ist durch Industrie- und

Verkehrsunfälle im Raum Zürich stark gefährdet. Im Hardhof hat das Grundwasser Trinkwasser-

qualität und wird (im Gegensatz zum Seewasser) ohne weitere Aufbereitung ins Trinkwassernetz

eingespiesen. Schlagen Sie Massnahmen vor, welche eine grösstmögliche Reinheit des Grund-

wassers im Bereich des Hardhofs garantieren.

c. Skizzieren Sie ein mögliches Vorgehen, um Ihre Hypothesen mittels Modellversuchen zu überprüfen.

Sie haben folgende Materialien zur Verfügung:

Plexiglaswanne

Sand, Kies, Ton

wasserdurchlässige Röhrchen (mit Löchern): Diese können Sie als Brunnen zum Abpumpen von

Wasser benützen.

Farbstoff, um das Wasser einzufärben

d. Lesen Sie die Arbeitsmaterialien a) und b) durch und modifizieren oder erweitern Sie eventuell Ihre

geplanten Versuchsanordnungen.


e. Bis 2013 wird die Durchmesserlinie Zürich-Altstetten – Zürich HB – Zürich-Oerlikon gebaut:

Machen Sie Vorschläge für das Bauen von Tunneln im Bereich des „lockeren“, grundwassergesättig-

ten Schotters.

Informieren Sie sich nachträglich im Internet.

f. Präsentieren Sie Ihre Erkenntnisse, Hypothesen und geplanten Versuchsanordnungen während 5

Minuten der Klasse.

g. Fortführung im Klassenzimmer (Vorschläge)

Hypothesen mittels eigener Versuche überprüfen

Wasserversorgung der Schweiz heute und in Zukunft erarbeiten

Tipp zu den Grundwasservorkommen und deren -gefährdung innerhalb des Kantons Zü-

rich: vgl. www.grundwasser.zh.ch -> Grundwasserkarte bzw. Gewässerschutzkarte

Zürich als Verkehrsknotenpunkt: Eigenständiges Informieren zum Bau der Durchmesserlinie Alt-

stetten-Zürich-Oerlikon mit nachfolgender Exkursion der Baustelle.


Omniglobe

Plattentektonik

Erdgeschichte

Quartärgeologie

Materialien


Fotoapparat / Handy


Die Schülerinnen und Schüler lernen mittels der vier Modelle die Landschaftsentwicklung von Zürich wäh-

rende der letzten 12 Millionen Jahre kennen. Die Formulierung von Zukunftsperspektiven ermöglicht eine

Anwendung ihrer gewonnenen Erkenntnisse. Wie entwickelt sich das Klima derzeit weltweit? Herrscht

Konsens? Welche unterschiedlichen Modelle gibt es?

Grosse Teile der Stadt Zürich inkl. wichtiger Verkehrsachsen und Industrieanteile liegen auf Schotter und

damit auf den eigenen Grundwasservorkommen. Die Gefährdung der eigenen Ressourcen macht die

Thematik interessant.

Alltagsvorstellungen zum Grundwasservorkommen und dessen Gefährdung sind sehr unterschiedlich.

Deshalb ist es sinnvoll, diese erst in Form von Hypothesen abzurufen. Danach schlagen die Schülerinnen

und Schüler selbst Versuchsanordnungen zur Überprüfung ihrer Hypothesen vor. Diese Pläne werden

gemeinsam diskutiert und schliesslich im Klassenzimmer umgesetzt. Dieses Vorgehen ist problem- und

handlungsorientiert. Es ermöglicht ein eigenständiges Verfeinern bzw. Korrigieren falscher Vorkenntnisse.


Wer kein eigenes Grundwassermodell herstellen möchte, kann eines unter

http://www.ecovia.ch/bildung/medienpakete/demo-koffer-grundwasser.html bestellen bzw. ausleihen.

Lösungshinweise:

Zukunft: Probleme mit dem Grund- und Trinkwasser; zunehmende Bautätigkeit, Verlust von Grünflächen,

Rutschungen – alternativ dazu: Campingplatz auf dem Delta, Biotop usw.

Gletschervorstoss: Veränderungen im Wasserregime, verändertes Klima, andere Vegetation, reduzierte

oder unmögliche Landwirtschaft, fragliche Ernährungsversorgung, andere Transportwege, aussterben von

Tier- und Pflanzenarten, verändertes Freizeitverhalten, erhöhter Energiebedarf usw.

Grundwasser: Speisung durch Limmat und Zürichsee, vereinzelt auch kleinere Seitenflüsse und versi-

ckerndes Regenwasser; Anteile sind abhängig von Niederschlagsverteilung, Temperaturen, Gletscher-

schmelze, Verbrauch;

Trinkwasser: Zürichsee nimmt den grössten Teil ein (40,6 Mio m3 / 2008), gefolgt von Quellwasser

(7.8 Mio. m3 / 2008) und Grundwasser (5,1 Mio m3 / 2008).

Quelle: http://www.stadt-zuerich.ch/dib/de/index/wasserversorgung/ueber_die_wasserversorgung/zahlen_und_fakten.html

Informationen zur Durchmesserlinie gibt es unter http://infra.sbb.ch/durchmesserlinie und unter

http://www.bgbau.de/d/pages/presse/fach_tief/tbg_ausgaben_2009/bpt1209.pdf.

Kompetenzen:

Fachwissen

Methoden

Orientierung

Beurteilung

Kommunikation


Arbeitsmaterialien „Zürich: einst – heute - zukünftig“

a) Gletscherablagerungen im Vorfeld eines Gletschers

Vorstoss der Gletscher

Flüsse im Vorfeld von Gletschern sind häufig Zopfmusterflüsse: Sie bestehen aus einer Vielzahl von Fluss-

armen, die sich talabwärts aufteilen, wieder vereinigen oder kreuzen. Sie zeichnen sich durch eine jahres-

zeitlich unausgeglichene Wasserführung aus. Zur Zeit der Schneeschmelze ist reichlich Wasser vorhanden.

Sie überfluten praktisch das gesamte Flusstal und führen viel Gesteinsschutt, der vom Gletscher transportiert

wurde, mit. In Abhängigkeit von ihrer Fliesskraft lagern sie Kiese und Sande im Vorfeld des Gletschers sor-

tiert und geschichtet ab.

So entstanden die grossen Schottervorkommen des schweizerischen Mittellandes.

Rückzug der Gletscher

Zog sich durch die Erwärmung ein Gletscher zurück, so entstand vorerst ein langgezogener Stausee, unten

gestaut durch die Endmoränenwälle, oben begrenzt durch das Gletschereis. In Eisnähe wurde Moränenma-

terial vermischt mit feinem Seeton abgelagert. Abseits des Eises bildete sich reiner, fein gebänderter Seeton.

Sobald der See aufgefüllt war, wurde über diesen feinen Ablagerungen grober Kies als Flussablagerungen

abgelagert. Diese Rück-

zugsschotter sind häufig

nicht sehr mächtig, schlecht

sortiert und nicht verkittet.




b) Der Hardhof – das Herz der Zürcher Wasserversorgung Quelle: http://www.stadt-zuerich.ch/content/dam/stzh/dib/Deutsch/BILDERwasserversorgung/Bilder-pdf-ab2009/OEFFENTLICHER%20RUNDGANG%20Version%20Internet-Intranet16%2004%2009.pdf

Zürich ist bezüglich Wasserversorgung in einer komfortablen Lage. Mit dem riesigen Wasserspeicher Zürich-

see, den umliegenden Quellen und dem Grundwasser ist reichlich Trinkwasser vorhanden. Das Grundwas-

ser wird im Grundwasserfeld Hardhof in Zürich-Altstetten gefördert. Es ist ebenso hochwertig in Bezug auf

seine Qualität wie das See- und Quellwasser. Seit über 70 Jahren fördert die Wasserversorgung Zürich

Trinkwasser aus dem heute 25 Hektaren grossen Grundwasserfeld Hardhof. Eine Schutzzone mit strengen

Nutzungsbeschränkungen und die künstliche Erhöhung des Grundwasserspiegels schützen das Grundwas-

ser vor Verunreinigungen.

Bild 1: Schematische Darstellung der Wassergewinnung am Hardhof Zürich


Der Weg in die Haushalte:

Aus vier 25 Meter tiefen Horizontalfilterbrunnen fördern je drei Unterwasserpumpen das Trinkwasser ins

Pumpwerk Hardhof. Von hier wird es weiter in die auf verschiedenen Höhen gelegenen Reservoire gepumpt.

Über die Verteilleitungen gelangt das Trinkwasser anschliessend in die Haushalte – und dies alleine durch

die Schwerkraft.

Bild 2: Ansichten einer Wasserpumpe real und im Schema

Zu wenig Grundwasser – eine raffinierte Anreicherung hilft

Um die maximale Fördermenge von 150’000 Kubikmeter pro Tag ohne Absenkung des Grundwasserspie-

gels aufrecht zu erhalten, wird der Grundwasserstrom dank einer raffinierten Methode angereichert. Dabei

wird Uferfiltrat der Limmat in 19 Vertikalfilterbrunnen gefasst und in drei je 4000 Quadratmeter grosse Be-

cken und 12 Schluckbrunnen geführt, wo es versickern kann. Die Versickerungsanlagen liegen am Rande

des Grundwasserfeldes.

Quellen:

Jäckli, Heinrich (1989). Geologie von Zürich: Von der Entstehung bis zum Eingriff des Menschen. Orell Füssli

www.stadt-zuerich.ch

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Didaktisches Konzept mit Unterrichtsmaterialien für die ... · und Schülern bewusst wird, dass Geologie und geologische Themen etwas mit ihnen zu tun haben. Deshalb stellt die Grundlage