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Zusammenfassung Erdkunde LK: Verwitterung / Flusslandschaften / Küstenformen

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 ERDKUNDE
Verwitterung
Physikalische Verwitterung:
Art:
Druck-
entlastung
Temperatur-
verwitterung
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sprengung
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Hydratat

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Luis Prillinger

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11/12/13

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- Verwitterung Flusslandschaften - Längsprofil - Talformen - Erosion und Denudation - Mäanderbildung und Umlaufberge - Durchbruchstal - Flussanzapfung Küstenlandschaften: - Steilküste / Flachküste - Küstenformen - Wasserkreislauf - Hjulströmdiagramm

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ERDKUNDE Verwitterung Physikalische Verwitterung: Art: Druck- entlastung Temperatur- verwitterung Frost- sprengung Salz- sprengung Hydratations- verwitterung Art: Oxidations- prozesse Lösungs- verwitterung +(1) Ablauf des Prozesses: Durch Abtragung des darüberliegenden Gesteins nimmt der Auflastdruck ab und es komm zu Spalten und Klüften An der Oberfläche kommt es zur Abspaltung ganzer Schalen (Abschuppung) und zur Ablösung und zum Abbröckeln kleinerer Bruchstücke (Vergrusung) → Grus (kieselgroß) Verschiedene Minerale eines Gesteins dehnen sich bei Erwärmung unterschiedlich stark aus Chemische Verwitterung: Es kommt zu hohen Spannungen zw. Schatten- und Sonnenseite und zw. Oberfläche und Innerem des Gesteins Selbst große Blöcke werden durch Kernsprengung geteilt (Wüsten und tropische Hochgebirge) Durch Gefrieren und der damit verbundenen Volumenzunahme des Wassers um 9% entsteht in Spalten und Klüften ein sehr hoher Druck, der das Gestein sprengen kann. (bis zu 2200 kp/cm³) In trockenen / Wechselfeuchten Gebieten kommt es durch Verdunstung von Gesteinswasser zur Auskristallisation der darin enthaltenen Salze → Volumenzunahme → Sprengdruck (bis zu 300 kP/cm³) Durch den Einbau von H₂O Molekülen in das Kristallgitter quillt das Gestein stark auf Umwandlung von Anhydrit zu Gips → Volumenzunahme 60% Begünstigt wie andere Prozesse der physikalischen Verwitterung die chemische Verwitterung wegen Zertrümmerung und Oberflächenzunahme Zusammenfassung Klausur 2 Ablauf des Prozesses: Anlagerung von O₂ an Eisen-, Mangan- und Schwefel-lonen → Lockerung des Gesteins NUR in Gegenwart von Wasser An Farbänderung des Gesteins erkennbar ,,verrostete" Teile lösen sich leicht aus ihrem Verband hydiatisierten Nanum-lu Verwitterung Pyrit: Hämatit und Goethit entstehen H₂O-Moleküle lagern sich an die Grenzflächen-lonen von Kristallen an und lockern deren Zusammenhalt (wegen deren Dipol-Charakter) Das Gitter reißt...

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auf und der Prozess wiederholt sich in der nächsten Schicht Freiwerdende lonen driften von einer Hydrathülle umgeben ins Wasser ab (D+ Wasser- Dipot Dea 070 RUA Q 11.01.2022 +D+ Natriamcnland-Krist Irydratevertes Chlorid-lon #3 +D+ 1 ERDKUNDE Art: Silicat- verwitterung (Hydrolyse) Kohlensäure- verwitterung Biogene Verwitterung: Ablauf des Prozesses: Erfolgt durch ,,Säure-Angriff“ → Hydrolyse Erdalkali-Ionen (K, Na, Mg, Ca) und SiO₂ (Quarz) werden nach und nach durch H*-Ionen aus der Bodenlösung ersetzt Art: Physikalische Verwitterung Chemische Verwitterung → kein reversibler Vorgang im Gegensatz zur reinen Lösungsverwitterung → Je höher Temperatur, pH-Wert, Feuchtigkeit desto schneller Aus Lösungsrückständen können Tonmineralien entstehen → Abtransport in Lösung Die Lösung ist reversibel. Gelöster Kalk kann bei Temperaturzunahme wieder als sog. Kalktuff ausfallen. Allgemein: Je höher Temperatur, Feuchtigkeit und pH-Wert, desto stärker die chem. Verwitterung. Durch Anreicherungen von CO₂ im Wasser (aus Luft oder von Lebewesen), kommt es zur Bildung von Kohlensäure Erhöhung von H*-Ionen-Konzentration führt zur Umwandlung von Kalkgestein in leichter lösliches Kalziumhydrogencarbonat Ablauf des Prozesses: Sprengung des Gesteins durch Dickenwachstum der Pflanzenwurzeln CO₂-Anreicherung durch Atmung von Bodenlebewesen 10- bis 40-fache CO₂-Konzentration im Boden im Vergleich zur Atmosphäre durch Bodenlebewesen Verstärkung der Säureproduktion durch Pflanzen, die bei der Aufnahme von K+, oder Nat-lonen | H*-lonen abgeben, um das elektrische Gleichgewicht zu halten Zersetzung: Bildung von Humusschicht (abgestorbene, organische Masse) → Verwitterung bei Basaltgestein mit Lebewesen 1000 x schneller als im sterilen Zustand Beispielaufgabe Entstehung Devil's Marbles: Vor ca. 1 1/2 Milliarden von Jahren kristallisierten langsam flüssige magmatische Tiefengesteine weit unterhalb der Erdoberfläche aus und bildeten einen grobkristallinen rötlichen Granit. In späteren Jahrmillionen wurden zusätzlich mächtige Schichten aus Sandstein darüber abgelagert, die mit ihrem Gewicht den Granit zusammenpressten. Erdbewegungen falteten später die Erdkruste dieser Gegend auf, zerbrachen die Sandsteinschichten und drückten den Granit in die Nähe der Erdoberfläche. Als der Druck durch die dicken Sandsteinschichten nachließ, konnte sich der Granit ausdehnen, wodurch sich Risse und Spalten (sog. Klüfte) bildeten, die im Raum ein rechteckiges Muster entstehen ließen. Die gesamte Granitmasse wurde in unregelmäßige Quader zerteilt. Die Geologen sprechen in solch einem Fall von einer Klüftung. Jetzt konnte Wasser in diese Spalträume eindringen und beginnen, die Mineralien zu zersetzen. Dieses geschah besonders an den Kanten und Ecken der Quader, da dort die Angriffsfläche größer war. Flache Schalen aus Gestein wurden abgesprengt. Die Quader begannen ihre Kanten und Ecken zu verlieren und nahmen rundere Gestalt an. Grobkristalliner Gesteinsschutt umgab die Quader. Geologen nennen diesen Prozess Abgrusung. Der entstehende Gesteinsschutt lagerte sich um die Blöcke herum ab und wurde später vom Wasser weggetragen, so dass die Granitblöcke frei an der Oberfläche lagen. Direkt an der Oberfläche sind die frei liegenden Granitblöcke dem Wetter der Halbwüste voll ausgesetzt. Am Tage dehnt sich der Block ein wenig durch die Erwärmung aus, durch die Kälte in der Nacht schrumpft er wieder, was sich ständig wiederholt. Da Granit aus Kristallen verschiedener Mineralien (hauptsächlich aus Quarz und verschiedenen Feldspaten) zusammengesetzt ist, die sich bei Erwärmung verschieden stark ausdehnen, wirkte sich dieses an der Oberfläche besonders stark aus. Dünne Schichten platzen ab, besonders an den Kanten, so dass die Blöcke immer mehr Kugelform annehmen. (Geologen nennen diesen Vorgang Wollsackverwitterung.) 2 ERDKUNDE Flusslandschaften Ideales Längsprofil Vorfluter: Oberlauf Längsprofil des Flusses Quellbach Tiefenerosion Starke Tiefenerosion durch hohe Fließ- geschwindigkeit und Klamm Tiefenerosion Schleppkraft und Fließgeschwindigkeit Mansportkraft. und Seitenerosion S Schlucht im Erklärung und entstehende Talformen: Oberlauf: Seitenerosion durch mitgeführtes Geröll (Erosionswaffen) Gleichgewicht → Mäanderbildung Mittellauf Transport Oberlauf Abflussmenge Seitenerosion (Abtragung der Hänge) größer als Tiefenerosion. Wenn Gefälle sehr gering: → Ablagerung (Sedimentation) Unterlauf Oberlauf Last Im Oberlauf haben Vorfluter zwar eine geringe Wasserführung, aber eine sehr hohe Fließgeschwindigkeit Sedimentation Wenig Seitenerosion (Hangdenudation) Meist widerstandsfähiges Gestein → überhängend Meer Mündung Mitgeführte Erosionswaffen sorgen für eine sehr starke Tiefenerosion enge Täler mit widerstandsfähigem Gestein entstehen Klamm: beinahe senkrechte Eintiefung Überwiegende Tiefenerosion Durch häufige Überschwemmungen kommt es zu Sedimentation rechts und links mit Dammaufschüttung 3 Schlucht: Wände wenig abgeschrägt Überwiegende Tiefenerosion Etwas stärkere, dennoch leichte Seitenerosion (Hangdenudation) Weniger widerstandsfähiges Gestein → glatt, nicht überhängend ERDKUNDE Kerbtal Canon Ausgangsquotoine (Sedumentet jungle schicht Mittellauf: - T Sohlental Hängetal paglazialer Talboden Ki-150 Schliffbord mit Schliffkehle Trogschulter ehemaliger Eiskörper Grundmoräne SPOWOTE Schwemmkegel Kerbtal: V-förmig Tiefen- und Seitenerosion befinden sich im Gleichgewicht Das Gestein an den Talwänden rutscht mit der Zeit durch verschiedene Verwitterungsprozesse ab und wird abtransportiert Mittellauf + Niederschlagsreiche Gebiete Mittellauf Im Mittellauf, bei geringerem Gefälle wirkt die Seitenerosion stärker als die Tiefenerosion Hoher Materialtransport Mehr Wasserführung als im Oberlauf Seitliches Auspendeln des Stromstriches → Mäanderbildung Canyon: Mehrschichtiges V-Tal Beim Durchschneiden verschiedener, unterschiedlich widerstandsfähiger Schichten entstehen Canyons mit gestuftem Hangprofil Diese Schichten sind oft in der Reihenfolge ihrer Entstehung angeordnet Ausnahme: überkippte Falte → s. Abb. Canyon entstelt durcle Tiefen- und Sateversion angetál минервел больш attester Gestein Avonalime uberkipple Falte y anstehendes Gestein Sohlental: Mit Sedimenten aufgefüllter Talboden Keine Tiefenerosion Seitenerosion Auffüllung eines z. B. ehemaligen Kerbtals mit Sedimenten Unterlauf Trogtal: U-förmiges durch Gletscher geformtes Tal War vormalig oft ein V-Tal, das durch den Gletscher übertieft wurde Unterlauf: Oft im Bereich ehemaliger Talgletscher 4 ERDKUNDE Unterlauf: Geringes Gefälle → Ablagerung von Sedimenten Hohe Wassermenge Unterlauf Muldental Beim Einmünden des Flusses in einen See oder Meer → Erreichung der Erosionsbasis → Fließgeschwindigkeit wird abrupt abgebremst → Delta Dammuferfluss: Fluss zwischen selbst aufgeschütteten Dämmen (oft höher als Umgebung) Flussterrassen: Sedimente lagern sich bei Überschwemmungen in Ufernähe ab → natürliche Uferdämme (Fluss wird eingedeicht) Allmählich erhebt sich die Umgebung → Dammuferfluss + Dė Es gibt einen sanften Übergang zwischen Talwänden und Flussbett Unterlauf → oft weiter entwickeltes Sohlental Muldental: Muldenförmiges, flaches Tal Wenig Seitenerosion Nahezu keine Tiefenerosion Hangsedimente werden nach unten verlagert und das Wasser kann sie nicht mehr abtransportieren Fluss formt großes Tal und füllt es wieder mit Sedimenten Fluss tieft sich erneut ein. Die erste Terrasse entsteht. Fluss schüttet erneut auf und eine weitere Terrasse entsteht Hauptgründe für die Terrassenbildung: Unterschiedliche Wasserführung O Viel Wasser ←→→ Erosion O Wenig Wasser →→ Sedimentation Unterschiedlich großes Sedimentangebot O Ursprung des Flusses einmal in morphologisch hartem, einmal in morphologisch weichem Gestein O Klimawandel (Kalt- und Warmzeiten) 5

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Durch Anreicherungen von CO₂ im Wasser (aus Luft oder von Lebewesen), kommt es zur Bildung von Kohlensäure Erhöhung von H*-Ionen-Konzentration führt zur Umwandlung von Kalkgestein in leichter lösliches Kalziumhydrogencarbonat Ablauf des Prozesses: Sprengung des Gesteins durch Dickenwachstum der Pflanzenwurzeln CO₂-Anreicherung durch Atmung von Bodenlebewesen 10- bis 40-fache CO₂-Konzentration im Boden im Vergleich zur Atmosphäre durch Bodenlebewesen Verstärkung der Säureproduktion durch Pflanzen, die bei der Aufnahme von K+, oder Nat-lonen | H*-lonen abgeben, um das elektrische Gleichgewicht zu halten Zersetzung: Bildung von Humusschicht (abgestorbene, organische Masse) → Verwitterung bei Basaltgestein mit Lebewesen 1000 x schneller als im sterilen Zustand Beispielaufgabe Entstehung Devil's Marbles: Vor ca. 1 1/2 Milliarden von Jahren kristallisierten langsam flüssige magmatische Tiefengesteine weit unterhalb der Erdoberfläche aus und bildeten einen grobkristallinen rötlichen Granit. In späteren Jahrmillionen wurden zusätzlich mächtige Schichten aus Sandstein darüber abgelagert, die mit ihrem Gewicht den Granit zusammenpressten. Erdbewegungen falteten später die Erdkruste dieser Gegend auf, zerbrachen die Sandsteinschichten und drückten den Granit in die Nähe der Erdoberfläche. Als der Druck durch die dicken Sandsteinschichten nachließ, konnte sich der Granit ausdehnen, wodurch sich Risse und Spalten (sog. Klüfte) bildeten, die im Raum ein rechteckiges Muster entstehen ließen. Die gesamte Granitmasse wurde in unregelmäßige Quader zerteilt. Die Geologen sprechen in solch einem Fall von einer Klüftung. Jetzt konnte Wasser in diese Spalträume eindringen und beginnen, die Mineralien zu zersetzen. Dieses geschah besonders an den Kanten und Ecken der Quader, da dort die Angriffsfläche größer war. Flache Schalen aus Gestein wurden abgesprengt. Die Quader begannen ihre Kanten und Ecken zu verlieren und nahmen rundere Gestalt an. Grobkristalliner Gesteinsschutt umgab die Quader. Geologen nennen diesen Prozess Abgrusung. Der entstehende Gesteinsschutt lagerte sich um die Blöcke herum ab und wurde später vom Wasser weggetragen, so dass die Granitblöcke frei an der Oberfläche lagen. Direkt an der Oberfläche sind die frei liegenden Granitblöcke dem Wetter der Halbwüste voll ausgesetzt. Am Tage dehnt sich der Block ein wenig durch die Erwärmung aus, durch die Kälte in der Nacht schrumpft er wieder, was sich ständig wiederholt. Da Granit aus Kristallen verschiedener Mineralien (hauptsächlich aus Quarz und verschiedenen Feldspaten) zusammengesetzt ist, die sich bei Erwärmung verschieden stark ausdehnen, wirkte sich dieses an der Oberfläche besonders stark aus. Dünne Schichten platzen ab, besonders an den Kanten, so dass die Blöcke immer mehr Kugelform annehmen. (Geologen nennen diesen Vorgang Wollsackverwitterung.) 2 ERDKUNDE Flusslandschaften Ideales Längsprofil Vorfluter: Oberlauf Längsprofil des Flusses Quellbach Tiefenerosion Starke Tiefenerosion durch hohe Fließ- geschwindigkeit und Klamm Tiefenerosion Schleppkraft und Fließgeschwindigkeit Mansportkraft. und Seitenerosion S Schlucht im Erklärung und entstehende Talformen: Oberlauf: Seitenerosion durch mitgeführtes Geröll (Erosionswaffen) Gleichgewicht → Mäanderbildung Mittellauf Transport Oberlauf Abflussmenge Seitenerosion (Abtragung der Hänge) größer als Tiefenerosion. Wenn Gefälle sehr gering: → Ablagerung (Sedimentation) Unterlauf Oberlauf Last Im Oberlauf haben Vorfluter zwar eine geringe Wasserführung, aber eine sehr hohe Fließgeschwindigkeit Sedimentation Wenig Seitenerosion (Hangdenudation) Meist widerstandsfähiges Gestein → überhängend Meer Mündung Mitgeführte Erosionswaffen sorgen für eine sehr starke Tiefenerosion enge Täler mit widerstandsfähigem Gestein entstehen Klamm: beinahe senkrechte Eintiefung Überwiegende Tiefenerosion Durch häufige Überschwemmungen kommt es zu Sedimentation rechts und links mit Dammaufschüttung 3 Schlucht: Wände wenig abgeschrägt Überwiegende Tiefenerosion Etwas stärkere, dennoch leichte Seitenerosion (Hangdenudation) Weniger widerstandsfähiges Gestein → glatt, nicht überhängend ERDKUNDE Kerbtal Canon Ausgangsquotoine (Sedumentet jungle schicht Mittellauf: - T Sohlental Hängetal paglazialer Talboden Ki-150 Schliffbord mit Schliffkehle Trogschulter ehemaliger Eiskörper Grundmoräne SPOWOTE Schwemmkegel Kerbtal: V-förmig Tiefen- und Seitenerosion befinden sich im Gleichgewicht Das Gestein an den Talwänden rutscht mit der Zeit durch verschiedene Verwitterungsprozesse ab und wird abtransportiert Mittellauf + Niederschlagsreiche Gebiete Mittellauf Im Mittellauf, bei geringerem Gefälle wirkt die Seitenerosion stärker als die Tiefenerosion Hoher Materialtransport Mehr Wasserführung als im Oberlauf Seitliches Auspendeln des Stromstriches → Mäanderbildung Canyon: Mehrschichtiges V-Tal Beim Durchschneiden verschiedener, unterschiedlich widerstandsfähiger Schichten entstehen Canyons mit gestuftem Hangprofil Diese Schichten sind oft in der Reihenfolge ihrer Entstehung angeordnet Ausnahme: überkippte Falte → s. Abb. Canyon entstelt durcle Tiefen- und Sateversion angetál минервел больш attester Gestein Avonalime uberkipple Falte y anstehendes Gestein Sohlental: Mit Sedimenten aufgefüllter Talboden Keine Tiefenerosion Seitenerosion Auffüllung eines z. B. ehemaligen Kerbtals mit Sedimenten Unterlauf Trogtal: U-förmiges durch Gletscher geformtes Tal War vormalig oft ein V-Tal, das durch den Gletscher übertieft wurde Unterlauf: Oft im Bereich ehemaliger Talgletscher 4 ERDKUNDE Unterlauf: Geringes Gefälle → Ablagerung von Sedimenten Hohe Wassermenge Unterlauf Muldental Beim Einmünden des Flusses in einen See oder Meer → Erreichung der Erosionsbasis → Fließgeschwindigkeit wird abrupt abgebremst → Delta Dammuferfluss: Fluss zwischen selbst aufgeschütteten Dämmen (oft höher als Umgebung) Flussterrassen: Sedimente lagern sich bei Überschwemmungen in Ufernähe ab → natürliche Uferdämme (Fluss wird eingedeicht) Allmählich erhebt sich die Umgebung → Dammuferfluss + Dė Es gibt einen sanften Übergang zwischen Talwänden und Flussbett Unterlauf → oft weiter entwickeltes Sohlental Muldental: Muldenförmiges, flaches Tal Wenig Seitenerosion Nahezu keine Tiefenerosion Hangsedimente werden nach unten verlagert und das Wasser kann sie nicht mehr abtransportieren Fluss formt großes Tal und füllt es wieder mit Sedimenten Fluss tieft sich erneut ein. Die erste Terrasse entsteht. Fluss schüttet erneut auf und eine weitere Terrasse entsteht Hauptgründe für die Terrassenbildung: Unterschiedliche Wasserführung O Viel Wasser ←→→ Erosion O Wenig Wasser →→ Sedimentation Unterschiedlich großes Sedimentangebot O Ursprung des Flusses einmal in morphologisch hartem, einmal in morphologisch weichem Gestein O Klimawandel (Kalt- und Warmzeiten) 5