Erdformende Prozesse: Verwitterung, Erosion und Sedimentation

Geologische Prozesse und Landformen

1. Exogene geologische Prozesse

Die Erdoberfläche wird durch verschiedene exogene geologische Prozesse geformt, die durch äußere Kräfte wie Atmosphäre, Wasser, Eis, Meer und Wind beeinflusst werden. Auch menschliches Handeln spielt dabei eine Rolle.

Die wichtigsten exogenen Prozesse:

• Verwitterung: Dies ist der Prozess, bei dem Gesteine an der Oberfläche zerfallen und sich zersetzen.
• Erosion: Verwittertes Material bleibt nicht an Ort und Stelle, sondern wird abgetragen und verschoben.
• Transport: Die Agenten, die Erosion verursachen und das Material transportieren, sind Flüsse und Bäche, Ozeane, Gletscher und Wind.
• Sedimentation: Das transportierte Material wird in Sedimentbecken abgelagert.

2. Verwitterung

Verwitterung ist der Prozess, durch den Gesteine zerfallen. Es gibt drei Hauptarten der Verwitterung:

Physikalische Verwitterung:

Hierbei zerfallen Gesteine in kleinere Fragmente, ohne dass sich ihre chemische Zusammensetzung ändert.

• Frostsprengung (Gelivation): Wasser dringt in Gesteinsrisse ein, gefriert und dehnt sich dabei aus. Dies vergrößert die Risse, bis das Gestein schließlich zerbricht.
• Temperaturverwitterung (Ausdehnung und Kontraktion): Gesteine dehnen sich bei Erwärmung (tagsüber) aus und ziehen sich bei Abkühlung (nachts) zusammen. Diese wiederholten Spannungen können zum Zerfall des Gesteins führen.

Chemische Verwitterung:

Diese Art der Verwitterung führt zu Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung der Gesteine. Der wichtigste Akteur ist Wasser.

• Oxidation: Sauerstoff verbindet sich mit verschiedenen Mineralien im Gestein, was zu einer weniger kompakten Struktur und oft einer gelblichen Färbung führt.
• Karbonatisierung: Dies ist die Wirkung von Kohlendioxid (CO₂) auf Gesteine, insbesondere auf Kalksteine.

Biologische Verwitterung:

Lebewesen tragen zur Verwitterung bei, indem sie Risse in Gesteinen öffnen oder deren Struktur verändern.

• Wurzeln von Pflanzen, die in Risse eindringen.
• Grabende Tiere.
• Bakterien und Flechten, die chemische Prozesse auslösen.

3. Geologische Wirkung von Oberflächengewässern

Wildbäche und Sturzfluten:

Wildbäche fließen über weiche und wenig kompakte Materialien und bilden tiefe Rinnen an der Oberfläche. In weichen Böden können sich dadurch Carcavas (Runsen) bilden. In heterogenen Böden entstehen oft kaminartige Strukturen.

Ramblas und Wadis:

In Regionen mit wenig Niederschlag, wo es jedoch zu sintflutartigen Regenfällen kommen kann, entstehen tiefe Rinnen, die als Wadis bezeichnet werden. Diese führen nur nach starken Regenfällen Wasser. In den Mittelmeerregionen gibt es ähnliche Rinnen, die Ramblas genannt werden und fast immer trocken sind.

Flüsse:

Flüsse erhalten Wasser aus Regen, Schnee, Eis, Grundwasser und anderen Flüssen. Sie graben sich ein Flussbett und formen Täler:

• In Bergregionen graben sie V-förmige Täler.
• Wenn sie durch hartes Gestein fließen, bilden sie Schluchten und Klammen.
• In weichem Gestein formen sie breite, natürliche Täler.

Im mittleren und unteren Lauf lagern Flüsse Sedimente ab, die Schwemmebenen bilden, welche oft für die Landwirtschaft genutzt werden. An der Mündung, wo das Tal sehr breit ist, können Flüsse auf zwei Arten ins Meer münden:

• In Ästuaren, wenn sie in offene Meere fließen.
• In Deltas, wenn sie in flache Küstengewässer münden.

4. Geologische Wirkung des Grundwassers

Aquifere:

Regenwasser sickert in den Boden und bildet unterirdische Wasseransammlungen. Wenn dieses Wasser auf eine undurchlässige Schicht trifft, bildet sich ein Aquifer. Der Wasserstand innerhalb des Aquifers wird als Grundwasserspiegel bezeichnet, dessen Höhe im Jahresverlauf variiert.

Grundwassernutzung:

Grundwasser wird oft durch Brunnen (Pozo) entnommen. Wenn zu viele Brunnen in einem Aquifer betrieben werden, kann dies zu einer Übernutzung führen.

Karstrelief:

In Kalksteinmassiven erzeugt Grundwasser ein Karstrelief.

• An der Oberfläche bilden Regenwasser und Oberflächenwasser längliche Rinnen (Karren) und kreisförmige Vertiefungen unterschiedlicher Größe (Dolinen).
• Unterirdisch entstehen Galerien, wenn Wasser in das Gesteinsmassiv eindringt.
• Stalaktiten bilden sich, wenn Kalzit aus gelöstem Wasser ausfällt und von der Decke herabwächst.
• Stalagmiten wachsen vom Boden nach oben, wenn das Wasser auf den Boden tropft.
• Wenn Stalaktiten und Stalagmiten zusammenwachsen, bilden sie Säulen.

5. Geologische Wirkung des Eises

Gletschereis:

Die Ansammlung von Eis bildet Gletscher und polare Eiskappen. Sie befinden sich in Polarregionen und in großen Gebirgsketten. Die durch Gletscher geformten Gebiete werden als Gletscherrelief bezeichnet.

• Polare Eiskappen: Grönland und die Antarktis bilden über 99% des Gletschereises auf dem Planeten. Wenn diese Gletscher die Küste erreichen, brechen sie ab und bilden Eisberge.
• Talgletscher: Akkumuliertes Eis fließt unter dem Einfluss der Schwerkraft und formt eiszeitliche und alpine Talgletscher. Das Gebiet, in dem sich Schnee ansammelt und in Eis umgewandelt wird, nennt man Nährgebiet. Das Eis fließt aus dem Nährgebiet als Gletscherzunge und formt ein U-förmiges Gletschertal.

6. Geologische Wirkung des Windes

Wind ist ein wichtiger modellierender Faktor in Wüsten- und Halbwüstenregionen.

• Wenn der Wind Materialien wegbläst, erzeugt er eine Deflationswirkung, die Hohlformen im Gelände schafft.
• Wenn eine solche Vertiefung den Grundwasserspiegel erreicht, kann sich eine Oase mit Wasserquellen oder Brunnen bilden.

Windgeformte Landformen:

• Steinwüsten (Serir/Hammada): Oberflächen, die vollständig mit Gesteinsfragmenten bedeckt sind.
• Dünen: Gebildet aus losem Material, das vom Wind transportiert und abgelagert wird. Dünen kommen nicht nur in Wüsten vor, sondern können auch in Küstenregionen eine Gefahr für Landwirtschaft und Städte darstellen.

7. Marine Dynamik

Küstenrelief durch Erosion:

Das Küstenrelief wird durch die Wirkung von Wellen, Strömungen und Gezeiten geformt. Diese Phänomene sind die Hauptursache für die Küstenerosion.

• An Felsküsten entstehen Klippen.
• In bestimmten Gebieten bilden sich Brandungshöhlen und Felsbögen, die durch fortschreitende Erosion entstehen.

Küstenrelief durch Sedimentation:

Das Küstenrelief wird auch durch die Ablagerung von Sedimenten geformt, die hauptsächlich aus abgetragenem Material bestehen.

• Sedimente lagern sich am Fuße von Felsen ab und bilden Strände.
• Sie können auch Nehrungen (litorale Schnüre) bilden.
• Strände befinden sich oft in geschützten, flachen Bereichen der Küste.
• Wenn Sand auf eine bestimmte Weise vor der Küste abgelagert wird, können Küstenbarrieren entstehen.

8. Sedimentgesteine

Sedimentgesteine sind weit verbreitet und entstehen durch die Ablagerung von Sedimenten oder organischen Resten.

Typen von Sedimentgesteinen:

• Klastische (detritische) Gesteine: Entstehen durch die Erosion anderer Gesteine und bestehen aus Körnern. Sie werden klassifiziert als:
  • Konglomerate
  • Sandsteine
  • Tone
• Chemische Fällungsgesteine: Entstehen, wenn gelöste Mineralien im Wasser unter bestimmten Umweltbedingungen ausfallen. Beispiele sind:
  • Salzgesteine (Evaporite)
  • Kalksteine
• Biogene Gesteine: Entstehen aus den Überresten lebender Organismen. Die meisten davon sind Kalksteine.

Gesteine organischen Ursprungs:

• Kohle: Entsteht durch die Akkumulation abgestorbener Pflanzenreste in sumpfigen Gebieten.
• Erdöl: Entsteht aus den Überresten von Mikroorganismen.