Negentropie und Ergussgestein: Unterschied zwischen den Seiten

Aus AnthroWiki
(Unterschied zwischen Seiten)
imported>Joachim Stiller
 
imported>Joachim Stiller
 
Zeile 1: Zeile 1:
'''Negentropie''' ist die Kurzbezeichnung für '''negative Entropie''' und ist ein Spezialfall der [[Transinformation|Synentropie]]. Allgemein ist die Negentropie definiert als [[Entropie]] mit negativem [[Vorzeichen (Zahl)|Vorzeichen]]. Sie kann interpretiert werden als ein Maß für die [[Empirische Standardabweichung|Abweichung]] einer [[Zufallsvariable]]n von der [[Gleichverteilung]]. Da die Entropie (Unordnung oder [[Zufälligkeit]]) einer gleichverteilten Zufallsfolge maximal ist, folgt, dass die Negentropie dieser Folge minimal wird. In der [[Entropie (Informationstheorie)|informationstheoretischen Interpretation der Entropie]] ist damit die Negentropie groß, wenn in einer [[Zeichenfolge]] viel [[Information]] steckt, und klein in einer zufälligen Zeichenfolge.
[[Datei:Quarzporphyr.jpg|mini|Rhyolith: Ein Vulkanit mit porphyrischem Gefüge. Einsprenglinge aus mehrheitlich rosafarbenem [[Feldspat]] und dunkel erscheinendem [[Quarz]] liegen in einer feinkörnigen rötlichen Grundmasse aus den gleichen Mineralen vor.]]
Ein '''Vulkanit''' (auch '''vulkanisches Gestein, Ergussgestein, Eruptivgestein, Effusivgestein''' oder '''Extrusivgestein''') ist ein [[Gestein]], das infolge [[Wikipedia:Vulkanismus|vulkanischer Aktivität]] durch rasche Abkühlung einer Gesteinsschmelze an der Erdoberfläche entsteht. Vulkanite liegen als [[Lava]]strom oder als [[Wikipedia:Proklast|Pyroklast]]en bzw. [[Wikipedia:Pyroklastisches Sediment|Pyroklastische Sedimente]] vor. Sie bilden gemeinsam mit den [[Plutonit]]en (Tiefengesteinen), die aus langsam in tieferen Bereichen der [[Erdkruste]] abkühlender Schmelze ([[Magma]]) entstehen, die Gruppe der [[Magmatisches Gestein|magmatischen Gesteine]] (Magmatite). Gelegentlich werden Gesteine, die im Übergangsbereich von Vulkaniten und Plutoniten erstarrt sind, als [[Wikipedia:Subvulkanit|Subvulkanit]]e bezeichnet.


== Definition ==
== Gefüge ==
Negentropie wird unterschiedlich definiert. Die einfachste Definition (s. o.) lautet: ''Negentropie ist negative Entropie''.
[[Datei:Pāhoehoe and Aa flows at Hawaii.jpg|mini|In-situ-Entstehung eines Vulkanits: Ein basaltischer Lavastrom auf Hawaii.]]
[[Datei:Augustine Volcano Jan 12 2006.jpg|mini|Auswurf von Tephra am Mount St. Augustine.]]
Eruptivgesteine sind im Gegensatz zu den Tiefengesteinen oft sehr feinkörnig oder sogar glasig erstarrt, was zu einer gleichmäßigeren Färbung führt. Grund dafür ist die schnelle Abkühlung, aufgrund der zu wenig Zeit zum Wachstum großer Kristalle bleibt. Werden jedoch in der [[Wikipedia:Magmaherd|Magmakammer]] gebildete [[Kristall]]e mitgeführt und bei der Erstarrung der Schmelze als ''Einsprenglinge'' in der feinen ''Grundmasse'' eingeschlossen, spricht man von einem Gestein mit [[Wikipedia:Porphyrisches Gefüge|porphyrischem Gefüge]], welches für viele Vulkanite charakteristisch ist. Als Lavastrom erstarrte Eruptivgesteine können viele durch [[Wikipedia:Vulkanisches Gas|vulkanische Gase]] gebildete Blasenhohlräume enthalten. Während des Ausfließens des Lavastroms kann es durch Einregelung von tafeligen oder stängeligen Kristallen parallel zur Fließrichtung zur Ausbildung einer so genannten Fließtextur bzw. eines ''trachytischen Gefüges'' kommen.
Auf [[Wikipedia:Pyroklastisches Sediment|pyroklastischem]] Wege verteilte Vulkanite ([[Wikipedia:Tephra|Tephra]], etwa Tuff, [[Bimsstein]]) lagern sich oft schichtweise ab und bilden so einen Übergang zu den [[Wikipedia:Sedimente und Sedimentgesteine|Sedimenten und Sedimentgesteinen]].


Eine weitere Definition definiert Negentropie <math>J</math> für eine [[diskret]]e [[Zufallsvariable]] <math>y</math> so, dass sie der [[Redundanz (Informationstheorie) #Redundanz eines Codes|Redundanz]]<ref>ISO/IEC DIS 2382-16</ref> entspricht:
== Zusammensetzung ==
Der Mineralbestand vulkanischer Gesteine ist sehr vielfältig und spiegelt eine Reihe von Prozessen der Magmenentstehung und der Abkühlungsgeschichte des Magmas ([[Wikipedia:Fraktionierte Kristallisation (Petrologie)|fraktionierte Kristallisation]]) wider. Häufig auftretende [[Mineral]]e sind z.&nbsp;B. [[Quarz]], [[Feldspat]], [[Wikipedia:Foide|Foide]], [[Wikipedia:Pyroxengruppe|Pyroxene]], [[Wikipedia:Olivingruppe|Olivin]], [[Wikipedia:Amphibolgruppe|Amphibole]], [[Wikipedia:Magnetit|Magnetit]] und andere [[Wikipedia:Oxide|Oxide]].


:<math>J(y) = H(y_{\text{gleich}}) - H(y)</math>
Oft enthalten Vulkanite auch Einschlüsse von Nebengestein ([[Wikipedia:Yenolith|Xenolith]]e), das in die Magmenkammer gestürzt ist oder während des Magmenaufstieges von den [[Wikipedia:Schlot (Geologie)|Schlotwänden]] mitgerissen wurde. Ein typisches Beispiel sind hier etwa die in den Basalttuffen der Eifel zu findenden Olivinbomben. Analog zu den [[Plutonit|Plutoniten]] lässt sich anhand der [[Wikipedia:Magmatische Differentiation|Magmendifferentiation]] eine grobe Reihenfolge vulkanischer Gesteine nach ihrer Differentiation (wenig nach hoch) angeben:


mit
::[[Wikipedia:Pikrit|Pikrit]] oder [[Wikipedia:Basanit|Basanit]] [[Basalt]] → [[Wikipedia:Andesit|Andesit]] → [[Wikipedia:Trachyt|Trachyt]] → [[Wikipedia:Dazit|Dazit]] → [[Wikipedia:Thyolith|Rhyolith]] → [[Wikipedia:Alkalifeldstpatrhyolith|Alkalifeldspatrhyolith]]
* der Entropie <math>H(y)</math>; entscheidend ist, dass sie gemäß der o.&nbsp;g. Definition mit negativem Vorzeichen eingeht
* einer [[Standardisierung (Statistik)|Normierung]] <math>H(y_{\text{gleich}})</math> einer gleichverteilten Variable <math>y_{\text{gleich}}</math> (mit der gleichen [[Korrelationsmatrix|Korrelations-]] und [[Kovarianzmatrix]] wie <math>y</math>).


Durch geeignete Normierung kann man erreichen, dass die Negentropie der gleichverteilten Variable gleich Null ist:
== Siehe auch ==


:<math>\Rightarrow J(y_{\text{gleich}}) = 0</math>
* [[Gesteine]]
 
* {{WikipediaDE|Gesteine}}
== Interpretation und Sonstiges ==
* {{WikipediaDE|Kategorie:Gestein}}
Der Begriff negative Entropie wurde von [[Erwin Schrödinger]] in seinem Buch ''Was ist Leben'' geprägt bzw. von [[Ludwig Boltzmann|Boltzmann]] übernommen.<ref>Zitat: ''Übrigens ist die „negative Entropie“ gar nicht meine Erfindung. Sie ist nämlich der Begriff, um den sich Boltzmanns unabhängige Erörterung drehte.'' Quelle: Erwin Schrödinger ''Was ist Leben? – Die lebende Zelle mit den Augen des Physikers betrachtet.'' Piper Taschenbuch 1989, ISBN 978-3492211345, S. 130</ref> Er definiert Leben als etwas, das negative Entropie aufnimmt und speichert. Das bedeutet, dass Leben etwas sei, das Entropie exportiert und seine eigene Entropie niedrig hält: Negentropie-Import ist Entropie-Export.
* {{WikipediaDE|Liste der Gesteine}}
 
* {{WikipediaDE|Liste der Gesteine nach Genese}}
Auch wenn Schrödinger mit negativer Entropie [[freie Energie]] meinte, wie er in einer Fußnote schrieb, widerspricht das entgegen der oftmals vorgebrachten Auffassung nicht dem [[Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik|Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik]], da dieser Prozess unter Energiezufuhr (bei Pflanzen etwa durch das Sonnenlicht) stattfindet.
* {{WikipediaDE|Kategorie:Vulkanisches Gestein}}
 
* {{WikipediaDE|Vulkanit}}
[[Léon Brillouin]] verkürzte die Bezeichnung später zu ''Negentropie'', um den Sachverhalt auf "positivere" Weise auszudrücken: Ein lebendiges System nimmt Negentropie auf und speichert sie. Organismen verändern sich negentropisch durch Energienutzung. Wegen des Energiebedarfs sind Organismen [[Offenes System|offene Systeme]].<ref>Brillouin, Leon: (1953) "Negentropy Principle of Information", ''J. of Applied Physics'', v. '''24(9)''', pp. 1152–1163</ref><ref>Léon Brillouin, ''La science et la théorie de l'information'', Masson, 1959</ref>
 
Was die Verwendung in anderen Gebieten betrifft, scheint der Begriff der Negentropie nicht eindeutig definiert zu sein.
 
Im Lexikon der Biologie wird Negentropie definiert als ''durchschnittlicher [[Informationsgehalt]] des Einzelzeichens innerhalb einer gegebenen [[Zeichenkette]]'',<ref>Lexikon der Biologie, Herder Verlag 1988</ref> womit ein Bezug zur [[Informationstheorie]] hergestellt wird. Dies entspricht auch dem oben genannten Beispiel für die Gleichverteilung, da bei einer „gleichverteilten“ Variable keine zusätzliche Information gegenüber einer „Gleichverteilung“ vorhanden ist.
 
Etwas anders wird der Begriff von [[Soziologische Systemtheorie|soziologischen Systemtheoretikern]] definiert, nämlich als „Negation der Entropie“ bzw. als „Zunahme von [[Komplexität]]“. Damit ist Negentropie hier gleichbedeutend mit [[Sortierung|Ordnung]] oder [[Information]] und damit ein Kennzeichen der Entstehung oder Abgrenzung von [[System]]en. Eine weitere (freie) Übersetzung wäre: „Abwesenheit von (relativ vollständiger) Entropie“ oder auch entsprechend: „Abwesenheit von [[Chaos]]“.
 
== Siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Negentropie}}
* {{WikipediaDE|Kurtosis}}


== Literatur ==
== Literatur ==
* Norbert Wiener, ''Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine'', Massachusetts, MIT Press 1948
* Martin Okrusch, Siegfried Matthes: ''Mineralogie. Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde.'' 7., vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer, Berlin u.&nbsp;a. 2005, ISBN 3-540-23812-3.
* {{Literatur  |Titel=Entropie für Ingenieure |Autor=Heinz Herwig, Tammo Wenterodt |Verlag=Springer Fachmedien |Ort=Wiesbaden |Auflage=1 |Datum=2012 |ISBN=978-3-8348-1714-3 |Kapitel=2.10.1 Negentropie}}
* Roger W. Le Maitre (Hrsg.): ''Igneous Rocks. A Classification and Glossary of Terms.'' 2nd edition, reprinted, 1st paperback edition. Cambridge University Press, Cambridge u.&nbsp;a. 2004, ISBN 0-521-61948-3.
* [[Joachim Stiller]]: [http://joachimstiller.de/download/sonstiges_entropie.pdf Was ist Enthropie?] PDF
* John D. Winter: ''An introduction to igneous and metamorphic petrology.'' Prentice Hall, Upper Saddle River NJ 2001, ISBN 0-13-240342-0.


== Einzelnachweise ==
== Weblinks ==
<references/>
{{Commonscat|Volcanic rocks}}
{{Wiktionary}}


[[Kategorie:Thermodynamik]]
[[Kategorie:Mineralreich|104]]
[[Kategorie:Informationswissenschaft]]
[[Kategorie:Mineral|104]]
[[Kategorie:Philosophie der Physik]]
[[Kategorie:Ergussgestein|!]]
[[Kategorie:Informationstheorie]]
[[Kategorie:Geologie|104]]
[[Kategorie:Information (Physik)]]
[[Kategorie:Mineralogie|104]]
[[Kategorie:Information]]


{{Wikipedia}}
{{Wikipedia}}

Version vom 27. August 2017, 22:53 Uhr

Rhyolith: Ein Vulkanit mit porphyrischem Gefüge. Einsprenglinge aus mehrheitlich rosafarbenem Feldspat und dunkel erscheinendem Quarz liegen in einer feinkörnigen rötlichen Grundmasse aus den gleichen Mineralen vor.

Ein Vulkanit (auch vulkanisches Gestein, Ergussgestein, Eruptivgestein, Effusivgestein oder Extrusivgestein) ist ein Gestein, das infolge vulkanischer Aktivität durch rasche Abkühlung einer Gesteinsschmelze an der Erdoberfläche entsteht. Vulkanite liegen als Lavastrom oder als Pyroklasten bzw. Pyroklastische Sedimente vor. Sie bilden gemeinsam mit den Plutoniten (Tiefengesteinen), die aus langsam in tieferen Bereichen der Erdkruste abkühlender Schmelze (Magma) entstehen, die Gruppe der magmatischen Gesteine (Magmatite). Gelegentlich werden Gesteine, die im Übergangsbereich von Vulkaniten und Plutoniten erstarrt sind, als Subvulkanite bezeichnet.

Gefüge

In-situ-Entstehung eines Vulkanits: Ein basaltischer Lavastrom auf Hawaii.
Auswurf von Tephra am Mount St. Augustine.

Eruptivgesteine sind im Gegensatz zu den Tiefengesteinen oft sehr feinkörnig oder sogar glasig erstarrt, was zu einer gleichmäßigeren Färbung führt. Grund dafür ist die schnelle Abkühlung, aufgrund der zu wenig Zeit zum Wachstum großer Kristalle bleibt. Werden jedoch in der Magmakammer gebildete Kristalle mitgeführt und bei der Erstarrung der Schmelze als Einsprenglinge in der feinen Grundmasse eingeschlossen, spricht man von einem Gestein mit porphyrischem Gefüge, welches für viele Vulkanite charakteristisch ist. Als Lavastrom erstarrte Eruptivgesteine können viele durch vulkanische Gase gebildete Blasenhohlräume enthalten. Während des Ausfließens des Lavastroms kann es durch Einregelung von tafeligen oder stängeligen Kristallen parallel zur Fließrichtung zur Ausbildung einer so genannten Fließtextur bzw. eines trachytischen Gefüges kommen. Auf pyroklastischem Wege verteilte Vulkanite (Tephra, etwa Tuff, Bimsstein) lagern sich oft schichtweise ab und bilden so einen Übergang zu den Sedimenten und Sedimentgesteinen.

Zusammensetzung

Der Mineralbestand vulkanischer Gesteine ist sehr vielfältig und spiegelt eine Reihe von Prozessen der Magmenentstehung und der Abkühlungsgeschichte des Magmas (fraktionierte Kristallisation) wider. Häufig auftretende Minerale sind z. B. Quarz, Feldspat, Foide, Pyroxene, Olivin, Amphibole, Magnetit und andere Oxide.

Oft enthalten Vulkanite auch Einschlüsse von Nebengestein (Xenolithe), das in die Magmenkammer gestürzt ist oder während des Magmenaufstieges von den Schlotwänden mitgerissen wurde. Ein typisches Beispiel sind hier etwa die in den Basalttuffen der Eifel zu findenden Olivinbomben. Analog zu den Plutoniten lässt sich anhand der Magmendifferentiation eine grobe Reihenfolge vulkanischer Gesteine nach ihrer Differentiation (wenig nach hoch) angeben:

Pikrit oder BasanitBasaltAndesitTrachytDazitRhyolithAlkalifeldspatrhyolith

Siehe auch

Literatur

  • Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7., vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer, Berlin u. a. 2005, ISBN 3-540-23812-3.
  • Roger W. Le Maitre (Hrsg.): Igneous Rocks. A Classification and Glossary of Terms. 2nd edition, reprinted, 1st paperback edition. Cambridge University Press, Cambridge u. a. 2004, ISBN 0-521-61948-3.
  • John D. Winter: An introduction to igneous and metamorphic petrology. Prentice Hall, Upper Saddle River NJ 2001, ISBN 0-13-240342-0.

Weblinks

Commons: Volcanic rocks - Weitere Bilder oder Audiodateien zum Thema
 Wiktionary: Ergussgestein – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen


Dieser Artikel basiert (teilweise) auf dem Artikel Ergussgestein aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der Lizenz Creative Commons Attribution/Share Alike. In Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.