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Vorläufer der Geowissenschaften oder Erdwissenschaften beschränkten sich auf Kuriositäten wie spezielle Steine und Mineralien oder Versteinerungen von Tier- und Pflanzenresten. Oftmals waren die Arbeiten motiviert durch die religiöse Frage einer göttlichen Ordnung der Welt. In der Region Basel zählen zu diesen Beschreibern der Pfarrer Hieronymus Annoni (1697–1770) mit seiner Sammlung von Versteinerungen und Mineralien oder Daniel Bruckner (1707–1781) mit seiner Beschreibung der Landschaft Basel.
Bereits die Vorläufer der Geowissenschaften bearbeiteten eine breite Palette an Themen. In seinem Hauptwerk «Versuch einer Beschreibung historischer und natürlicher Merkwürdigkeiten der Landschaft Basel» (1748–63) beschrieb Bruckner neben historischen Gegebenheiten und Denkmälern auch Funde von Gesteinen und Versteinerungen. Das Buch enthält zudem die Beschreibung klimatischer Gegebenheiten, spezielle Nutzungsformen des Wassers zu Heilzwecken oder die Beschreibung einzelner Pflanzen und Tierarten. Die 23 Bände waren angereichert mit Landschaftsansichten, Kartenskizzen oder Abbildungen der beschriebenen Objekte. Seine Themenwahl richtete sich nach seinen Funden in Archiven oder Berichten von Bekannten. Über weite Stecken lesen sich seine «Merkwürdigkeiten» wie ein Vorläufer der heutigen Heimatkunden.
In der Renaissancezeit tauchten erste Forschungsfragen nach den Prozessen bei der Entstehung der unbelebten Erde auf. Erstmals erkannte der dänische Naturforscher Niels Stensen im 17. Jh., dass die unterschiedlichen Gesteinsschichten aus unterschiedlichen geologischen Zeitepochen stammen. Zur modernen Geologie waren aber noch weitere grundlegende Erkenntnisse notwendig. Im 18. Jh. begann die Unterscheidung zwischen Mineralien als einheitliche chemische Verbindungen und Gesteinen, die ein Gemisch aus verschiedenen Mineralien, Gesteinsbruchstücken, Gläsern und Rückständen von Organismen sind. Gesteine können aus Ablagerungen entstehen (Sedimentgesteine). Andere Gesteinstypen treten aus dem Erdinnern an die Oberfläche hervor (magmatische Gesteine) oder werden durch hohen Druck umgestaltet (metamorphe Gesteine).
Im späten 18. Jh. wurde der Gesteinskreislauf erkannt, indem Gesteine durch Aufschmelzung zu Magma werden und aus dieser durch Erstarrung magmatische Gesteine entstehen. Wichtig war auch die Entdeckung, dass die Gesteine in Schichten vorliegen. Die Entstehung ihrer Abfolge bot hingegen bis Ende des 19. Jh. Anlass für intensive Diskussionen. Die Gebirgsbildung wird auf verschiedene Prozesse wie Auffaltungen und Überschiebungen im Rahmen der Verschiebung von Kontinentalplatten (Plattentektonik) zurückgeführt. Heute erlauben geophysikalische Methoden den modernen Geologen einen Einblick ins Erdinnere und mit Modellierungen werden Prozesse in unterschiedlichen Massstäben mit erstaunlicher Genauigkeit nachgeahmt.
Die Geografie war lange Zeit keine Wissenschaft oder Lehre, die Forschungsfragen gestellt hat. Ihre Vertreter beschrieben vielmehr beispielsweise das Anfertigen von Karten und Lageskizzen, aber auch die Beschaffenheit besonderer Gebirge oder einzelner markanter Felsen. Erst in der zweiten Hälfte des 19. Jh. wandelte sich die Geografie zu einer forschenden Disziplin. Die Bedingungen und Prozesse bei der Entstehung von Böden oder der Formen der Erdoberfläche wurden zu zentralen Themen in der Physischen Geografie, während die Humangeografie das räumliche Wirken des Menschen zum Thema machte. Oftmals haben Physische und Humangeografie einen direkten Anwendungsbezug. Es werden beispielsweise Fragen der Bodenerosion oder dann räumlich-gesellschaftliche Probleme wie Wanderbewegungen der Bevölkerung oder räumlich-politische Fragen wie Raumplanung oder Städtebau untersucht. Durch Spezialisierung wurden die Fachgebiete in viele Unterthemen aufgeteilt. Beispiel neben vielen anderen sind: Biogeografie, Klimageografie, Wirtschaftsgeografie oder Tourismusgeografie.
Seit 1821 wurden Mineralogie, Geologie und Paläontologie als erdwissenschaftliche Fächer an der Universität Basel unterrichtet. In den Vorlesungen von Peter Merian standen die Geologie des Juras und des südlichen Schwarzwalds im Zentrum. 1866 wurde ein Lehrstuhl für Geologie und Mineralogie geschaffen. Die Geografie besteht in Basel als Universitätsfach seit 1912. Am Anfang standen mehr beschreibende und typisierende Themen zur Landschaft in der Region Basel, später dann Bodenkunde und Landschaftsökologie. Die Humangeografie ergänzte die Forschungsthemen mit Fragen zur Einwirkung des Menschen auf die Landschaft und Umwelt. Im Jahr 2004 wurde die Geologie als Studienhauptfach aufgehoben. Dafür wurden die Geowissenschaften als neuer Bereich innerhalb des Departements Umweltwissenschaften aufgebaut. Im Jahr 2014 wurden in den Geowissenschaften der Universität Basel folgende Fachbereiche angeboten: Geologie und Paläontologie, Angewandte und Umweltgeologie, Mineralogie und Petrografie, Umweltgeowissenschaften, Physiogeografie, Meteorologie sowie Biogeografie.
Zu den Geowissenschaften in der Region Basel trugen auch Personen bei, die keine Anstellung an der Universität besassen. So leisteten Mitarbeiter des Naturhistorischen Museums wichtige Beiträge zur regionalen Geologie. Wichtige Personen waren Paul Suter (1899–1989), der im Kantonsmuseum Basel-Landschaft Liestal arbeitete oder Franz Leuthard (1861–1934), der die Naturforschende Gesellschaft Baselland mitbegründete. Immer wieder leisteten Lehrer wichtige Beiträge zu den Geowissenschaften: Gottlieb Burckhardt (1874–1946) mit seiner dreibändigen Heimatkunde Basel oder Karl Strübin (1876–1916), der wichtige geologische Aufschlüsse im Kanton Basel-Landschaft beschrieben hat.
DK