Geologische Prozesse: Verwitterung, Bodenbildung und Erosion

Geologische Prozesse und Gesteinsverwitterung

Verwitterung: Die Umwandlung des Gesteins durch die Einwirkung des Wetters und von Lebewesen (oft beeinflusst durch den Klimawandel).

Physikalische Verwitterung

Transformationen, bei denen sich die chemische Zusammensetzung des Gesteins nicht ändert (z. B. durch Temperaturkontraste).

• Kryoklastik (Frostsprengung): Gesteinsbruch durch gefrierendes Wasser (Eis).
• Haloklastik (Salzsprengung): Gesteinsbruch durch die Kristallisation von Salzen.
• Thermoklastik (Temperatursprengung): Gesteinsbruch, verursacht durch starke Temperaturschwankungen.
• Bioklastik: Mechanischer Gesteinsbruch durch Lebewesen (z. B. Wurzelwachstum).

Chemische Verwitterung

Fragmentierung und chemische Reaktionen im Gestein, wobei neue Mineralien entstehen (durch Regen und Feuchtigkeit).

• Lösung: Auflösung bestimmter Gesteine, wodurch Kanäle oder Hohlräume (bekannt als Dolinen) entstehen.
• Karbonatisierung: Auflösung von Gestein durch Kohlendioxid (Kohlensäure).
• Hydratation: Einige Mineralien nehmen Wasser auf und quellen auf (z. B. expansive Tone).
• Oxidation: Oxidation von Eisenmineralien im Gestein (ähnlich wie bei einem dem Wetter ausgesetzten Eisenstück).
• Biologische Verwitterung (Chemisch): Chemische Reaktion von Lebewesen mit dem Gestein.

Verwitterung und Bodenbildung

Das Bodensystem (Interface)

Der Boden besteht aus vier Teilsystemen:

• Atmosphäre: Liefert Gase, Bakterien und Pilze.
• Hydrosphäre: Liefert Wasser, Würmer und Insekten.
• Biosphäre: Lebewesen, die organische Materie zu Humus abbauen.
• Lithosphäre: Gestein und Mineralsalze.

Definition des Bodens

Der Boden ist die Oberflächenschicht der Erdkruste, die durch die Veränderung des Grundgesteins durch externe geologische und klimatische Agenten gebildet wird.

Probleme mit dem Boden (Bodendegradation)

Formen der Bodendegradation

• Erosion: Bodenabtrag durch Wasser oder Wind.
• Degradation (Verschlechterung): Verlust der Bodenfruchtbarkeit.

Ursachen der Bodendegradation

Chemische Degradation

Entsteht durch chemische Prozesse, oft im Zusammenhang mit Bodenverunreinigungen (z. B. industrielle Einleitungen, Bergbau). Auch Überbewässerung kann zu erhöhter Versalzung oder Nitrifikation führen.

Physikalische Degradation

Bodenverdichtung (z. B. durch schwere Maschinen oder Überweidung).

Biologische Degradation

Humus verschwindet, da der Abbau von organischem Material zu Humus nicht stattfindet.

Erosion und ihre Einflussfaktoren

Faktoren, die die Erosion beeinflussen

Hangneigung (Slope)

Mit zunehmender Steilheit des Hanges nimmt die Erosion zu, da die Materialien, aus denen der Hang besteht, instabiler werden. Ein flacher Hang erodiert schwieriger. Im Laufe der Zeit werden Hänge auf natürliche Weise abgeflacht, wodurch die Erosion immer kleiner wird. Künstliche Eingriffe (wie Straßenbau oder Rodung) an steilen Hängen führen zu intensiverer Erosion.

Gewicht der Materialien

Die Erhöhung der Masse des Materials an einem Hang führt zu einer größeren Schwerkraft. Die Hänge werden instabiler und anfälliger für Erosion. Dies geschieht beispielsweise, wenn ein Haus auf einer Klippe gebaut oder Schutt abgelagert wird.

Mangel an Kohäsion

Kohäsion ist der innere Zusammenhalt zwischen den Partikeln eines Gesteins. Durch die Erhöhung der Kohäsion steigt die Widerstandsfähigkeit gegen Erosion. Ein Erdrutsch ist wahrscheinlicher in den folgenden Fällen:

• Wenn Risse vorhanden sind.
• Wenn das Gestein zu weich, verwittert oder unkonsolidiert ist.
• Wenn das Gestein hart ist, aber in Wasser eingeweicht wurde oder eine glatte Oberfläche besitzt, auf der es besser gleitet.

Fehlende Vegetation

Vegetation schützt vor Erosion, indem die Wurzeln den Boden zusammenhalten und ihn vor dem Abrutschen schützen.

Sedimenttransport

Der Transport ist die Übertragung von erodierten Materialien zu dem Ort, an dem die Sedimentation auftritt. Er wird von externen geologischen Agenten durchgeführt.

Selektiver und Unselektiver Transport

Selektiver Transport

Die Materialien werden entsprechend ihrer Größe ausgewählt: Zuerst lagern sich die größeren Partikel ab. Mit abnehmender Energie des Transportagenten verringert sich die Größe des transportierten Materials. Je leichter ein Partikel ist, desto weiter wird es transportiert.

Fließendes Wasser und Wind sind die beiden wichtigsten externen geologischen Agenten für den selektiven Transport.