Universität Mainz

03.06.2005

Fachbereich 09 Geographie

SS 05

Referat:

Physikalische Verwitterung

Referent:

Sebastian Böhnke

Physikalische Verwitterung

Definition:

Physikalische Verwitterung ist weitestgehend auf Temperaturschwankungen angewiesen und zerlegt Minerale und Gesteine in kleinere Korngrößen, ohne sie chemisch zu verändern. Sie schafft durch die damit verbundenen Oberflächenvergrößerungen eine wichtige Vorraussetzung für den Ablauf chemischer Prozesse.
(nach H. Leser)

1.Frostsprengung (Congelifraktion) 

Voraussetzung:

Vorhandensein von Wasser, häufige Temperaturwechsel im Bereich des Gefrierpunkts; größte Wirkung auf grobkörnige/zerklüftete Gesteine

Mechanismus: 

- Temperatur über 0°C, Wasser dringt in Gesteinsspalten ein

- Temperatur sinkt unter 0°C, das Wasser in den Spalten gefriert

- Volumenausdehnung (à Anomalie des Wassers) und der daraus resultierende Druck sprengen bzw. lockern das umgebende  Gestein auf -> Erweiterung der Spalten

- Auftauen des Wassers bei steigender Temperatur, Volumenabnahme des Wassers, zurück bleiben die aufgeweiteten Spalten

Druck:

Maximaler Sprengdruck bei –22°C à 2200kp/cm²

2.Insolationsverwitterung 

Vorausetzung:  

Hohe Einstrahlungsenergie, große Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht; größte Wirkung auf grobkörnige/heterogene Gesteine

Mechanismus:

- Sonne strahlt auf Gestein ein, wodurch dieses erwärmt wird

- Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit der verschiedenen Mineralien im Gestein und ihrer unterschiedlichen Volumenausdehnung entstehen Spannungen, die das Gestein lockern

- Sinkt die Temperatur schnell, ziehen sich die Mineralien im Gestein zusammen und verursachen so Risse im Mineralgitter bis hin zu Kernsprüngen

Druck:

Je nach Gestein/Mineral

3.Salzsprengung 

Voraussetzung:

Hohe Verdunstungsrate

Mechanismus:

- selbes physikalisches Wirkungsprinzip wie Frostsprengung

- Niederschlag, Wasser dringt in Gesteinsspalten ein

- Durch hohe Verdunstungsrate wird Wasser kapillar an die Oberfläche gezogen und verdunstet dort, Salze kristallisieren aus und vergrößern dabei ihr Volumen (nach diesem Prinzip entstehen auch Krustenböden in Trockengebieten)

- Kristallisationsdruck der ausgefällten Salze wirkt auf das umliegende Gestein

- Bei Befeuchtung Druck durch Aufquellen, häufiger Wechsel zwischen Kristallisation und Aufquellung verstärkt die Verwitterungswirkung zusätzlich

Druck:

Je nach Salz, z.B. bei Alaun 130kp/cm²

4.Verwitterung durch Druckentlastung (Dilatation) 

Voraussetzung:

Verschwinden einer mächtigen aufliegenden Gesteinsschicht durch Erosion bzw. Schmelzen einer Eisschicht

Mechanismus:

- aufliegendes Gestein wird erodiert, dadurch sinkt der gewichtsbedingte Druck auf das darunterliegende Gestein

- aufgrund des reduzierten aufliegenden Gewichts Ausdehnung des darunter gelegenen Gesteins à Lockerung/Zerklüftung

5.Biogene Verwitterung

Mechanismus:

Größten Anteil an der biogenen Verwitterung haben Pflanzen, durch den osmotischen  Druck ihrer Wurzeln wird umgebendes Gestein aufgesprengt

Druck:

Zwischen 10 und 15 kp/cm²

Quellen:

Ahnert, F. (1996): Einführung in die Geomorphologie. Stuttgart: 91-105

Farndon, J. (2003): Kompaktwissen Geographie. Starnberg: 98-99

Leser, H. (1993): Geomorphologie. Braunschweig: 71-86

Leser, H. (1997): Wörterbuch Allgemeine Geographie.

Machatschek, F. (1973): Geomorphologie. Stuttgart