Haben Sie sich jemals gefragt, warum die Landschaft um uns herum so vielfältig ist, von majestätischen Bergen bis hin zu sanften Tälern und zerklüfteten Küsten? Dieses Buch enthüllt die verborgenen Kräfte, die unsere Erde formen: Erosion und Sedimentation. Es ist eine fesselnde Reise in die Welt der Geologie, die komplexe Prozesse wie Verfrachtung, Winderosion und Flußtalerosion verständlich erklärt. Entdecken Sie, wie Flüsse tiefe Schluchten graben, Wasserfälle entstehen und Gletscher ganze Täler formen. Erfahren Sie, wie das Meer unaufhaltsam an Küsten nagt und der Wind Wüstenlandschaften modelliert. Doch die Zerstörung ist nur der Anfang! Das Buch beleuchtet auch den Kreislauf der Gesteine, bei dem Abtragungsprodukte an anderer Stelle wieder zu neuem Land werden. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Sedimentation, von Gletschereissedimentation bis hin zu Windakkumulation und Flußsedimentation. Lernen Sie die verschiedenen Arten von Sedimenten kennen, von klastischen Sedimenten bis hin zu Ablagerungsgesteinen, und verstehen Sie die Bedeutung von Korngrößen wie Pelite, Psammite und Psephite. Mit klaren Erklärungen und anschaulichen Beispielen aus aller Welt, von den Alpen bis zum Nildelta, bietet dieses Buch einen umfassenden Einblick in die dynamischen Prozesse, die unsere Erde ständig verändern. Es ist eine unverzichtbare Lektüre für alle, die die Geheimnisse der Landschaft entschlüsseln und die Kraft der Natur verstehen wollen. Lassen Sie sich von den Kräften der Erosion und Sedimentation mitreißen und entdecken Sie die verborgene Schönheit unserer Erde. Dieses Buch ist Ihr Schlüssel zum Verständnis der geologischen Prozesse, die unsere Welt formen und die Grundlage für unser Leben bilden. Werden Sie Zeuge, wie aus Zerstörung Neues entsteht und wie die Erde sich ständig wandelt – ein ewiger Kreislauf von Abtragung und Ablagerung, der die Grundlage für das Leben auf unserem Planeten bildet.
Sedimentation und Erosion
Es gibt 2 verschiedene Kräfte, die zur Verformung der Erdoberfläche beitragen: endogene (erdinnere) und exogene (erdäußere) Kräfte. Die Innenkräfte sind z.B.: Erdbeben, Vulkane und Krustenbewegungen der Erde. Exogene Kräfte wirken von Außen auf Gebirge und Festland. Diese Kräfte sind zum Beispiel Wind, Sonne, Regen und Frost. Sie tragen "Land ab", das bezeichnet man als Erosion, welches an einer anderen Stelle wieder abgelagert wird, dies bezeichnet man als Sedimentation. Es gibt verschiedene Arten von Erosionen, z.B.: Verfrachtung, Winderosion, Selektive Erosion, Küstenerosion, Flußtalerosion, Bildung von Wasserfällen, Frosterosion und andere.
Als Verfrachtung bezeichnet man den Vorgang, wenn es regnet und der Niederschlag nicht versickert und Grundwasser bildet. Dann sammelt sich das Wasser auf der Gesteins- oberfläche und reisst Verwitterungsprodukte, wie z. B. Sand mit sich und transportiert sie. Dieser Gesteinsschutt "schleift" dann alles ab, woran das Wasser vorbei fließt. Das dadurch entstehende Abfallmaterial wird auch mittransportiert, bis es sich an einem anderen Ort ablagert, was man dann als Sedimentation bezeichnet. Es gibt verschiedene Arten von Gesteinsschutt. Man unterscheidet zwischen der festen Fracht, dem Schweb oder der Schwebfracht und der Geröllfracht.
Die Schwebfracht entsteht, wenn es regnet und der Niederschlag in einem kleinen, lehmigen Bach abfließt, wodurch besonders an den unbewachsenen Stellen kleine Lehmteilchen mit dem Wasser mitgespült werden. Diese bilden den Schweb. Deshalb haben lehmhaltige Gewässer einen höheren Schwebstoffanteil, als solche mit meist großkörnigen oder löslichen Gesteinen. Außerdem ist die Schwebfracht bei Hochwasser um ein Vielfaches größer als bei normaler Wasserführung. Man könnte meinen, die Schwebfracht der Flüsse spielt keine große Rolle bei der Erosion, doch die gesamte Schwebfracht aller Flüsse der Erde wird auf 5-10 Milliarden t pro Jahr geschätzt. So beträgt die Dauer für 1m Abtrag auf der ganzen Erdoberfläche im Durchschnitt etwa 20.000 Jahre.
Geröllfracht entsteht, wenn von steilen Ufern Gebirgsbrocken losbrechen oder von Hängen Steine abrutschen und in den Bach stürzen. Da die vom Wasser noch unbearbeiteten, meist kantigen Steine schwerer als Wasser sind, sinken sie auf den Boden des Baches. Sie wandern besonders bei Hochwasser sehr schnell durch Überschlagen den Bach entlang. Schon nach wenigen Kilometern sind sie kantengerundet.
Durch den Abrieb der Oberfläche werden die Steine ständig runder, bis sie zu Geröll werden. Dies kann sehr schnell erfolgen. Bei 2% Flußgefälle können Granitbrocken, die 11km zurückgelegt haben, von 20cm auf 2cm Durchmesser abgerollt sein. Der prozentuale Anteil der auf dem Grund des Flußbettes transportierten festen Fracht ist gegen-über den Schwebstoffen gering (Alpenrhein 1% über 2mm Durchmesser).
Neben der Verfrachtung gibt es auch noch die Flußtalerosion. Flüsse können Erosionen durch Abscheuern (Abrasion) der Gesteine, über die sie hinwegfließen verursachen.Als Werkzeuge dienen der im Wasser mitgeführte Sand und die Gesteinstrümmer, was erklärt, warum Flüsse tiefe Täler graben können. Wenn das Gestein, über das der Fluß fließt überwiegend aus Granit und Kalk (aus härteren Materialien) besteht, entstehen oft steilwandige Schluchten, wie z. B. bei Samaria auf der Insel Kreta Griechenland). Gewöhnlich jedoch stürzen weichere Talflanken von Zeit zu Zeit nach.Wenn dieser Schutt weggespült wird, entsteht das typische V-Tal.
Wasserfälle entstehen auch durch Erosion: Wenn ein Fluß über weiche Gesteins- schichten, wie Tonschiefer fließt, denen härtere Lagen, z. B.aus Kalk, zwischengelagert sind, so werden die härteren Schichten der Erosion länger standhalten. wird dieser Widerstand gebrochen, so wird das weichere Gestein bald ausgeschürft.Dadurch entsteht ein Wasserfall, wobei das härtere Gestein als "Deckschicht" erscheint.
Auch der Wind spielt eine große Rolle: In Wüstengegenden tritt der Wind, beladen mit feinen Sandkörnern, als Erosionskraft auf. Er schleift dann Berge, soweit vorhanden ab. Aber auch der Mensch nutzt diese Technik des Sandstrahlens an, um Mauerwerk zu reinigen. Auf Gebirge wirkt meist die Selektive Erosion: Gebirge bestehen gewöhnlich aus verschiedenen Schichten, welche folglich auch eine unterschiedliche Härte besitzen. Dadurch wird das weiche Gestein schneller erodiert als das harte, man kann z. B. kleine Sandsteinstücke leichter zerbröseln als Granitstücke. Ebenso enthalten sie Schwachstellen wie Risse, Klüfte oder Verwerfungen als Erosionszentren. Durch diesen Vorgang lassen sich die vielen kleinen Unebenheiten unserer Landschaft erklären.
Die Küstenerosion wirkt auf ähnliche Weise, hier ist das Wasser die Erosionskraft. Es ist für die Formung der Küste verantwortlich und nutzt ebenfalls anfällige Schwachstellen aus, wie es am Kreidefelsen von Sliddery Cove in der Grafschaft Antrim (Nordirland)zu sehen ist. Hier wurden Risse und Fugen vom Meer ausgewaschen, wodurch Höhlen entstanden. Auch an der Küste von Dorset (England) macht sich die Küstenerosion bemerkbar. Hier steigen die ursprünglich horizontalen Schichten der sehr harten Kalkschicht senkrecht auf, und hinter ihnen, landeinwärts erstrecken sich jüngere, viel weichere Schichten. Das Meer hat diese Kalkwand durchbrochen, indem es im Gestein Höhlen bildete, die später einstürzten. Als es an die weicheren Schichten gelang, schürfte es ein großes Loch aus. In der Nähe existiert noch ein Wall aus hartem Portlandkalk, der eine Landzunge aus weicherem Gestein abschirmt, obwohl er schon zum Teil unterspült worden ist und natürliche Gesteinsbögen bildet. Als Überbleibsel sind eine Reihe einzelner isolierter Felsnadeln übriggeblieben, welche hintereinander im Meer stehen.
Das Wasser kann auch auf andere Weise wirken, wie man bei der Frosterosion erkennen kann. Die Frosterosion ist vor allem im Hochgebirge und in polaren Regionen tätig. Während sich andere Flüssigkeiten bei Erstarren zusammenziehen, dehnt sich Wasser aus, wenn es zu Eis gefriert. Wenn Wasser in die Felsritzen eindringt und gefriert, dehnt es das Gestein und schafft neuen Raum für Wasser nach der Schmelze. Dadurch zersplittert die Felsoberfläche, in Gegenden in denen es oft niedrigere Temperaturen unter 0° hat und es bilden sich am Fuß der Felsen große Haufen von Bruchstücken.
Wasser kann auch in anderen Aggregatzuständen zur Erosion beitragen, was man anhand der Gletschererosion sieht. In vielen hochalpinen Gebirgen und polaren Regionen liegt eine immerwährende Schneedecke. Wenn es nun schneit, legt sich der Schnee auf die Schneedecke und in den tieferen Schneeschichten entsteht Druck (durch das Gewicht des Schnees) , welcher den Schnee zu blau schimmerndem Eis erstarren läßt. Dieses zähplastische Eis beginnt bergab zu fließen und bildet Gletscher. Durch das langsame Fließen der Gletscher reißen sie aus dem Gestein des Untergrundes Geschiebe los und scheuern und kolken so große Täler zur typischen U-Form aus. Diese U-Täler weisen auf dem Talboden und an den Flanken lange, tiefe Einschürfungen (Gletscherschliffe) auf.Im Gegensatz zu Flüssen können Gletscher auch unter der Meeresoberfläche erosiv wirken, und wenn sie ins Meer hinaus wachsen, brechen große Stücke ab und treiben als"Eisberge" davon.
Außer den vielen verschiedenen Erosionen (Abtragungen) , gibt es auch noch verschiedene Sedimentationen (Ablagerungen). Es gibt ,z. B.: Gletschereissedimentation, Windakkumulation und Meeres oder Flußsedimentation. Gletschereis (ensteht durch Erosion einer Schneedecke) führt viele Gesteinstrümmer mit sich. An den Seiten bildet sich aufgrund von Spaltenfrost Gehängeschutt, der als "Seitenmoräne" mitgetragen wird. Wenn sich zwei Gletscher verbinden, vermengen sich die zusammenkommenden Seitenmoränen zu einer "Mittelmoräne". Außerdem gelangt im Eis gefrorener Schutt an den Gletscherboden und zermahlt das Gestein über das der Gletscher hinwegzieht.Dieses Gesteinsmehl wird vom Gletscherfluß weggespült und an der Gletscherzunge abgelagert (dort schmilzt auch das Eis). Diese Ablagerung bildet einen sichelförmigen Wall, der als Endmoräne oder Stirnmoräne bezeichnet wird. Wenn der Gletscher vollständig schmilzt, bleibt der Schutt als unsortierte Mischung von allen möglichen Korngrößen, vom Lehm bis zu riesigen kantigen Brocken liegen. Diese Ablagerung nennt man Grundmoräne.Manchmal wird dieses Material bei späterem erneuten Vordringen des Eises zu "Drumlins", d. h. zu stromlinienförmigen Hügeln geformt. Im Frühling und im Sommer sind Gletscher oft von Spalten durchsetzt, durch die Schmelzwasser fließt. Diese Spalten werden oft vom Geschiebe verstopft und wenn der Gletscher schmilzt, kommen lange Sand- und Kiesrücken oder "Esker" zum Vor schein. Da es unterschiedliche Sedimente gibt, haben diese auch unterschiedliche Größen und Namen. Wenn Gesteine chemisch und mechanisch erodiert wurden, bezeichnet man sie als Ablagerungs- und Sedimentgesteine; wenn sie nur mechanisch erodiert wurden, nennt man sie klastische Sedimente (Trümmergesteine) , wie z. B. Flußkies und -sand(fluviale Sedimente) . Man unterscheidet auch nach Größen (DIN 4020) :
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Andere Korngrößen sind die Pelite 0,02 mm (pelòs; griech. Ton, Schlamm), Psammite0,02- 2,0 mm (psàmmos; griech. Sand) , Psephite 2,0-200 mm (psèphos; griech. Steinchen) und Blöcke 200 mm. Steine werden auch durch ihre Härte und Bestandteile unterschieden. Kalksandstein besteht z. B. aus Kalk als Bindemittel und Sandstein. Sind im Sandstein untergeordnet noch weitere Bestandteile, die Nebengemengteile, vertreten, sprechen wir von Arkrosen (wenig verfestigter, meist buntfarbiger Feldspatstein, bzw.von Grauwacken (verfestigter, grauer Feldspatstein). Verfestigten grobklastischen Gesteinsschutt nennt man Brekzie. Die Verfestigung von Erosionsprodukten nennt man Diagnese (dia; griech. durch, hindurch; gènesis; griech. Entstehung).
Während des Hochwassers führt ein Fluß Kies und gröbere Schotter mit sich. Wenn sich der Wasserstand nun normalisiert, bleibt das Geröll auf dem Flußboden liegen. In gebirgigen Gebieten werden dadurch die Vertiefungen im Flußboden gefüllt.
Wenn ein Fluß eine Biegung beschreibt, ist die Strömung an der Außenseite schneller als an der Innenseite, dadurch erodiert die Außenseite, versteilt (Prallhang) und an der Innenseite lagern sich Gesteine ab (Gleithang). Dadurch entstehen immer mehr Flußschleifen, die fast immer dort auftreten, wo Flüsse mit geringerem Gefälle ihre Schwemmebene durchqueren. Werden die Schlingen zu groß, durchbricht der Fluß zwei Schlingen (2 Schlingen verbinden sich) und bildet ein halbmondförmiges "Altwasser", auch "toter Arm" genannt (Umlaufberg). Wenn ein Fluß ins Meer eintritt, verliert seine Strömung an Kraft. Dadurch setzen sichdir schweren Gerölle als erstes ab (z. B. Kies) und bilden eine Zone entlang der Uferlinie. Später setzt sich der Sand ab. Zuletzt lagern sich im Wasser Schlamm und Schluff ab.Normalerweise formen die Wellen dieses Muster noch um, nämlich in drei Uferstreifen von Ablagerungen. Diese Streifen bestehen aus: einem Kiesstreifen (Strand), einem Seichtwasserstreifen mit Sand und einem Streifen von Schlamm und Schluff in tieferemWasser. Die Kies- und Sandbänder sind bei Ebbe deutlich zu unterscheiden.
Wenn ein Fluß große Geschiebemengen im Wasser ablagert, kann es das Meer oft nicht schnell genug umlagern und es bildet sich ein Delta (Sedimentkeil). Indem sich das Delta ins Meer hinaus ablagert, bildet sich neues Land und die Deltafläche erweitert die Schwemmlandebene. Als Beispiel dient das Nildelte, welches 150.000 km² groß ist und aus fruchtbarem Boden besteht, der deshalb intensiv genutzt wird (hier lagern sich jährlich viele Tonnen von Schlamm ab).
Wie schon bei der Erosion beschrieben, schleift der Wind mit seinen Sandkörnern Gebirge ab (durch Erosion entstanden im Sandstein des Heidelberger Schlosses innerhalb von 200 Jahren bis zu 15 cm tiefe Löcher). Wenn sich die Windgeschwindigkeit nun vermindert, lagert der Wind das transportierte Material ab. Ähnlich wie bei der Ablagerung in Flüssen nennt man dies Akkumulation (accumulare, lat. anhäufen, aufhäufen) durch den Wind. Die Ablagerung geschieht meist durch Hindernisse, welche zum Beispiel Pflanzen oder Schneezäune sind.
Dort sammelt sich ein kleiner Sandberg an. Dies geschieht dadurch, daß der Wind einem Hindernis ausweicht und die Körner nicht heben kann, welche dann abfallen. Die Lage von Ausblasungsgebieten ändert sich mangels Pflanzenbewuchs nur wenig (dieses Problem herrscht auch in weiten Teilen der USA, dort pflanzt man Bäume an, sogenannte Windschutzstreifen, um Gemüse und Obst anbauen zu können, da der Wind ohne diese Streifen das Land abträgt). Da die Winde meist aus gleicher Richtung wehen, sind die Formen der Windaufschüttungen regelmäßig angeordnet. So haben Westwinde am Oberrhein in den pflanzenarmen Kaltzeiten des Eiszeitalters Sand und Schluff aus der Talaue geblasen. Dieser Sand lagerte sich dicht daneben ab, wodurch die heute fossilen (fossilis, lateinisch ausgegraben), nicht mehr in Bewegung befindlichen "Binnendünen" beziehungsweise Flugsanddecken enstanden. Feines Material, wie Löß und Staub (Korngröße 0,006-0, mm), wird noch weiter transportiert. Wenn sich diese, hier aufgeführten Ablagerungen verfestigen, was man als Diagnese bezeichnet (Verfestigung siehe oben), entstehen Sedimente. Einige Sedimente (Ablagerungsgesteine, die durch Akkumulation/Sedimentation und darauffolgende Diagnese entstehen) heißen: Schluff, Ton, Sand, Kies, Granit und Sandstein. Das Zusammenwirken von Erosion und Sedimentation nennt man auch den "Kreislauf der Gesteine" (eigentlich können sich auch Gebirge vortbewegen, es dauert nur um Vielfaches länger). Die Begründung liegt darin, daß Gebirge durch Erosion abgetragen werden, weggeführt werden und an einem anderen Ort wieder durch Sedimentation abgelagert werden und sich langsam neue "Gebirge" bilden.
Quellen: "Einführung in die Geologie" von Rüdiger German, erschienen im Ernst Klett Verlag, 1992 (S. 32,33, 74,75);
"Grundwissen in Geologie von Martin Stirrup und Hans Heierli, erschienen im Otto Verlag Thun; 1984 (S.49-61) und
Häufig gestellte Fragen zu Sedimentation und Erosion
Was sind die Hauptkräfte, die die Erdoberfläche verformen?
Es gibt zwei Hauptkräfte: endogene (erdinnere) Kräfte wie Erdbeben und Vulkane und exogene (erdäußere) Kräfte wie Wind, Sonne, Regen und Frost.
Was ist Erosion und Sedimentation?
Erosion ist der Abtrag von Land durch äußere Kräfte wie Wind und Wasser. Sedimentation ist die Ablagerung des abgetragenen Materials an einem anderen Ort.
Welche verschiedenen Arten von Erosion gibt es?
Zu den Arten von Erosion gehören Verfrachtung, Winderosion, selektive Erosion, Küstenerosion, Flusstalerosion, Bildung von Wasserfällen und Frosterosion.
Was ist Verfrachtung?
Verfrachtung ist der Vorgang, bei dem Regenwasser Verwitterungsprodukte wie Sand mit sich reißt und transportiert, wodurch alles abgeschliffen wird, woran das Wasser vorbeifließt.
Was ist Schwebfracht und wie entsteht sie?
Schwebfracht entsteht, wenn Regenwasser kleine Lehmteilchen mit sich spült, besonders an unbewachsenen Stellen. Lehmhaltige Gewässer haben einen höheren Schwebstoffanteil.
Was ist Geröllfracht und wie entsteht sie?
Geröllfracht entsteht, wenn Gebirgsbrocken oder Steine von Hängen abrutschen und in einen Bach stürzen. Diese Steine sind schwerer als Wasser und werden durch Überschlagen den Bach entlang transportiert.
Wie verursachen Flüsse Erosion?
Flüsse können Erosion durch Abscheuern (Abrasion) der Gesteine verursachen, über die sie hinwegfließen, wobei Sand und Gesteinstrümmer als Werkzeuge dienen.
Wie entstehen Wasserfälle durch Erosion?
Wasserfälle entstehen, wenn ein Fluss über weiche Gesteinsschichten fließt, denen härtere Lagen zwischengelagert sind. Die weicheren Schichten werden schneller ausgeschürft, wodurch ein Wasserfall entsteht.
Welche Rolle spielt der Wind bei der Erosion?
In Wüstengegenden wirkt der Wind, beladen mit feinen Sandkörnern, als Erosionskraft und schleift Berge ab.
Was ist selektive Erosion?
Selektive Erosion tritt auf, weil Gebirge aus verschiedenen Schichten mit unterschiedlicher Härte bestehen. Weichere Gesteine werden schneller erodiert als harte.
Wie wirkt die Küstenerosion?
Die Küstenerosion formt die Küste, indem sie anfällige Schwachstellen wie Risse und Fugen ausnutzt und Höhlen bildet, die später einstürzen können.
Was ist Frosterosion?
Frosterosion tritt auf, wenn Wasser in Felsritzen eindringt und gefriert. Das gefrierende Wasser dehnt sich aus und sprengt das Gestein, wodurch die Felsoberfläche zersplittert.
Wie tragen Gletscher zur Erosion bei?
Gletscher reißen Geschiebe aus dem Gestein des Untergrundes los und scheuern so große Täler zur typischen U-Form aus.
Welche Arten von Sedimentation gibt es?
Zu den Arten von Sedimentation gehören Gletschereissedimentation, Windakkumulation sowie Meeres- oder Flusssedimentation.
Wie funktioniert Gletschereissedimentation?
Gletscher transportieren Gesteinstrümmer mit sich. An den Seiten bilden sich Seitenmoränen. Wenn der Gletscher schmilzt, bleiben Moränen und Gesteinsmehl zurück.
Was sind klastische Sedimente?
Klastische Sedimente sind Gesteine, die nur mechanisch erodiert wurden, wie z. B. Flusskies und -sand.
Was ist Diagnese?
Diagnese ist die Verfestigung von Erosionsprodukten.
Wie entstehen Flussschleifen und Altwasser?
Flussschleifen entstehen, wenn die Strömung an der Außenseite einer Flußbiegung schneller ist als an der Innenseite. Werden die Schlingen zu groß, durchbricht der Fluß zwei Schlingen und bildet ein halbmondförmiges Altwasser.
Wie bildet sich ein Delta?
Wenn ein Fluß ins Meer eintritt, verliert seine Strömung an Kraft und lagert Geschiebemengen ab. Das Meer kann diese nicht schnell genug umlagern, wodurch sich ein Delta (Sedimentkeil) bildet.
Was ist Akkumulation durch den Wind?
Akkumulation durch den Wind tritt auf, wenn die Windgeschwindigkeit sich vermindert und der Wind das transportierte Material ablagert, meist an Hindernissen wie Pflanzen oder Schneezäunen.
Was sind Binnendünen?
Binnendünen sind fossile, nicht mehr in Bewegung befindliche Flugsanddecken, die durch Ablagerung von Sand und Schluff durch Westwinde entstanden sind.
Was ist der "Kreislauf der Gesteine"?
Der "Kreislauf der Gesteine" beschreibt das Zusammenwirken von Erosion und Sedimentation, wobei Gebirge durch Erosion abgetragen, transportiert und an einem anderen Ort durch Sedimentation wieder abgelagert werden.
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- Sascha Ruehl (Author), 1999, Sedimentation & Erosion, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/96239
