Einführung in die Geophysik

Christoph Clauser führt mit diesem, nunmehr in der zweiten Auflage vorliegenden, vollständig überarbeiteten Lehrbuch Anfänger auf einem mittleren Niveau in die Geophysik ein. Er geht dabei über eine rein phänomenologische Beschreibung hinaus und erläutert systematisch die physikalischen Grundlagen der beschriebenen Phänomene. Behandelt werden jene Prozesse und Felder, die die Erde als Ganzes betreffen: ihre Position im Weltall; ihr genereller Aufbau; ihr Alter und das ihrer Gesteine; Erdbeben und deren Nutzung zur Erkundung der inneren Struktur der Erde; ihre äußere Form, Gezeiten und isostatischen Ausgleichsprozesse; die Struktur des Erdmagnetfeldes, der erzeugende Geodynamoprozess sowie die Wechselwirkung zwischen der Magnetosphäre der Erde und dem Plasmastrom des Sonnenwinds; das Temperaturfeld der Erde und Wärmetransportprozesse im Kern, Mantel und in der Kruste der Erde und deren Bedeutung für den Antrieb des Geodynamos und der Plattentektonik. Allen Kapiteln ist jeweils ein kurzer historischer Abriss vorangestellt, der die Entwicklung der jeweiligen Disziplin bis in die jüngste Vergangenheit beleuchtet. Anhand von Biografien ausgewählter Wissenschaftler wird aufgezeigt, unter welchen äußeren und persönlichen Bedingungen diese ihre bahnbrechenden Ergebnisse erzielt haben. Der Text führt in die deutsche und englische Fachterminologie ein. Mathematische Ableitungen werden erläutert. Übungsaufgaben mit durchgerechneten Ergebnissen ermöglichen ein eigenständiges Überprüfen des erlangten Verständnisses.

Ein ausführlicher Anhang enthält eine Fülle nützlicher Zusatzinformationen wie geologische Zeittafel, allgemeine Bezugsdaten, Umrechnungsfaktoren, die aktuellsten Werte der Naturkonstanten, Rechenregeln für Vektoren und Tensoren und zudem zwei Kapitel zu den Grundgleichungen der Hydrodynamik und Hydrothermik. Das Buch wendet sich an Bachelor- und Masterstudierende der Geophysik und der Geowissenschaften sowie an Nebenfachstudierende der Physik, der Umweltwissenschaften und der Geoökologie.

“… Das fachlich sehr anspruchsvolle Buch ist didaktisch hervorragend strukturiert, die vielfach farbigen Abbildungen sind aussagekräftig. Nicht-Physikern oder Nicht-Geophysikern wird das aus der Lehre entstandene Buch trotz der umfänglichen Mathematik trotzdem zum Lesen empfohlen, denn die Texte sind auch für naturwissenschaftlich geprägte sog. Laien verständlich geschrieben und ausgesprochen informativ …” (Jahrbuch des Nassauischen Vereins für Nauturkunde, Jg. 138, 2017)

“Ein ansprechend gestaltetes Lehrbuch, dass gut in die Grundlagen der Geophysik einführt. Geeignet für BSc Studierende der Geophysik aber auch als Nachschlagewerk für fortgeschrittene Semester und Geologie MSc Studierende.”
Besonders hervorzuheben: “Ansprechende Grafiken, quantitativ” (Dr. rer. nat. Christoph von Hagke, Lehrstuhl für Geologie und Paläontologie und Geologisches Institut, RWTH Aachen University)

Prof. Dr. Karl-Heinz Glaßmeier ML, Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik, Technische Universität Braunschweig: ...ein herausragendes Buch, in jeder Hinsicht. Inhaltliche Breite, fachliche Kompetenz, graphische Gestaltung, alles ist äußerst stimmig und  spiegelt den sehr hohen physikalischen Anspruch moderner Geophysik wider, ohne jedoch den geowissenschaftlichen Hintergrund zu vernachlässigen.

Prof. Dr. Heiner Igel, Sektion Geophysik, Department für Geo- und Umweltwissenschaften, Ludwig-Maximilians-Universität München: Lange haben Studenten derGeowissenschaften vor allem im Bachelor-Bereich auf ein solides Lehrbuch im Bereich Geophysik in deutscher Sprache gewartet. Besonders gefällt mir der Einstieg über die Lage der Erde in Weltraum und Sonnensystem und die übersichtliche, graphische Diskussion der  verschiedenen geophysikalischen Phänomene bis hin zur Struktur des Erdinnern. Auch Nebenfachstudenten der Geophysik (z.B. Physiker, Mathematiker, Informatiker) werden sich durch dieses Werk für unser Fach begeistern lassen.

Prof. Dr. Andreas Kemna, Lehrstuhl für Angewandte Geophysik, Universität Bonn: Mit diesem Lehrbuch ist nach Jahrzehnten endlich ein aktuelles deutschsprachiges Werk vorhanden, welches umfassend und detailliert in die globalen physikalischen Phänomene und Prozesse unserer Erde und deren mathematisch-physikalischer Beschreibung einführt. Das Buch präsentiert die Inhalte in hervorragender Qualität, berücksichtigt neueste Erkenntnisse, enthält neben methodischen Einschüben zahlreiche Übungsaufgaben inklusive Lösungen und – in bester Tradition des bald 50 Jahre alten Klassikers von Walter Kertz – erfreut durch biographische Anmerkungen zu bedeutenden Persönlichkeiten der Geophysik. Absolut empfehlenswert! – nicht nur für Studierende der Geophysik im Haupt- oder Nebenfach.

Prof. Dr. Heidrun Kopp, Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) und Christian-Albrechts-Universität zu Kiel: Dieses Buch vermittelt einen umfassenden Überblick über die Geophysik in ihrer gesamten Breite. Die anschauliche und kompetente Darstellung der Grundlagen verknüpft mit interdisziplinärem Detailwissen präsentiert die Zusammenhänge der modernen Geophysik in dieser exzellenten Einführung, die für Studierende sehr zu empfehlen ist.

Prof. Martin Saar, Ph.D., Institut für Geophysik, ETH Zürich: Einführung in die Geophysik ist ein ausgezeichnetes Lehrbuch, das sowohl Anfängern als auch fortgeschrittenen Studenten der Geophysik und verwandten Fächern ein solides Grundwissen dieses Fachs vermittelt. Das Buch ist sehr übersichtlich organisiert, enthält zahlreiche schön gestaltete Abbildung und schafft es, trotz der vielen abgehandelten Themengebiete, die Theorien und Gleichungen präzise zu erklären und herzuleiten und damit die oftmals komplexen Prozesse in der Geophysik anschaulich zu verdeutlichen. Gut gefallen mir auch die Themenkästen, die äußerst interessante Hintergrundinformationen zur geschichtlichen Entwicklung der Geophysik liefern. Auch der Anhang ist sehr gut konzipiert, da er detaillierte und wichtige Herleitungen, Lösungen zu Aufgaben und zusätzliche Informationen bietet. Das Kapitel zum Wärme- und Temperaturfeld der Erde gefällt mir besonders gut, da es von thermodynamischen Grundprinzipien ausgehend die wichtigsten Themen dieses Fachs abhandelt und dabei, trotz der Vertiefung auf Grundlagen, auch angewandte Aspekte, wie geothermische Energiegewinnung, erwähnt werden. Es macht Spaß dieses Buch zu lesen und dabei immer wieder neue Zusammenhänge der Geophysik zuentdecken, die auch manchem Experten dieses Gebietes vorher vielleicht nicht immer so bewusst waren.

Christoph Clauser wurde im Jahr 2000 als Professor für Angewandte Geophysik an die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen berufen. Seit 2007 leitet er am dortigen E.ON Energy Research Center den Lehrstuhl für Applied Geophysics and Geothermal Energy. Seit 2011 ist er Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften – Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina. Als Wissenschaftler ist er auf geophysikalische Aspekte des Reservoir-Ingenieurwesens spezialisiert, insbesondere in Bezug auf geothermische Energie, Kohlenwasserstoffe und geologische Spei­cherung von Kohlendioxid.Wissenschaften – Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina. Als Wissenschaftler ist er auf geophysikalische Aspekte des Reservoir-Ingenieurwesens spezialisiert, insbesondere in Bezug auf geothermische Energie, Kohlenwasserstoffe und geologische Spei­cherung von Kohlendioxid.