Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Geographisches Institut

Gravitative Massenbewegungen

Judith Bernet

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung ... 1

2. Definition Gravitative Massenbewegungen ... 1

3. Physikalische Grundlagen ... 1

3.1. Gravitation ... 1
3.2. Hangstabilität ... 1
3.3. Denudation ... 3

4. Massenbewegungsarten ... 3

4.1. Stürzen ... 3
4.2. Versatzdenudation ... 5
4.3. Gleitdenudation: Rutschungen ... 6
4.4. Fließungen (Muren, Gelifluktion) ... 6

5. Schlussbemerkung ... 7

Literaturverzeichnis ... 8

1. Einleitung

Lawinen, Steinrutsche, Schlammlawinen: Seit Menschengedenken sind sie ein aktuelles Thema. Ob in Indonesien, auf den Philippinen oder hier in Europa, für den Menschen sind diese Veränderungen des Reliefs eine Gefahr, so dass man versucht herauszufinden, wo die Ursachen liegen, und wie man sie verhindern kann. Obwohl viele Faktoren eine Rolle spielen, gibt es eine Kraft, die immer vorhanden ist: die Schwerkraft. Einfluss nehmend auf alles, was sich auf diesem Planeten befindet, ist sie von großer Wichtigkeit. Die folgende Hausarbeit beschäftigt sich mit der Formbildung und Formveränderung des Reliefs durch gravitative Prozesse, d.h. mit der Frage, wie sich Massen aufgrund der Gravitation bewegen.

2. Definition Gravitative Massenbewegungen

Als gravitative Massenbewegungen werden „alle Bewegungen von gleitendem, rutschendem und stürzendem Boden-, Hangschutt und Gesteinsmaterial unter ausschließlichem Einfluss der Schwerkraft (…)“ (LESER 132005: 541) „die auf schwach geneigten bis steilen Hängen (…) erfolgen“ (ZEPP ³2004: 99), bezeichnet. Die Schwerkraft wirkt hierbei unmittelbar auf das Material und transportiert es abwärts. (ZEPP ³2004: 99, BREMER 1989: 279).

3. Physikalische Grundlagen

Um gravitative Massenbewegungen zu verstehen, muss man sich mit den beteiligten physikalischen Größen vertraut machen, da es sich insgesamt um physikalische Vorgänge handelt. In den folgenden Abschnitten werden die wichtigsten Größen vorgestellt.

3.1 Gravitation

Gravitation, oder Schwerkraft, ist prinzipiell „die Anziehungskraft, die verschiedene Massen aufeinander ausüben“ (LESER 132005: 315). Für diese Arbeit soll gelten, dass Gravitation die Anziehungskraft, die die Erde ausübt, bezeichnet. Diese richtet sich vertikal in Richtung des Erdmittelpunkts (AHNERT 1996: 121).

3.2. Hangstabilität

Wie stabil oder instabil ein Hang oder eine Wand ist, ab wann also Massenbewegungen einsetzen, ist abhängig von folgenden Faktoren:

a) Gewichtskraft: Sie unterliegt der Gravitation, wirkt also in Richtung Erdmittelpunkt.
b) Auflagerkraft: Oben liegende Bodenteilchen „übergeben“ ihr Gewicht an die darunter liegenden (ZEPP ³2004: 101).
c) Steilheit des Hanges: Je steiler der Hang oder die Wand ist, desto stärker finden gravitative Massenbewegungen statt (LESER 82003: 202).
d) Rauigkeit des Materials: Je rauer das Material ist, desto größer ist die sog. innere Reibung, da das Material kantiger ist, während rundere Körner sich nicht ineinander verhaken. Je mehr sich die Körnchen ineinander verkeilen, desto stabiler ist der Hang. Ab wann eine Massenbewegung trotz der Rauigkeit des Materials einsetzt, sagt der Reibungswinkel aus (siehe dazu Tab.1).
e) Ko- und Adhäsionskräfte: Diese beschreiben den Zusammenhalt zwischen Körnchen des gleichen (Kohäsion) bzw. verschiedenen Materials (Adhäsion): je geringer diese Kräfte sind, desto leichter entstehen Massenbewegungen (siehe Abb.1) (ZEPP ³2004: 102).

Abb.1: Kräfte, die auf ein Bodenteilchen wirken (nur in der Download-Version verfügbar)

Tab. 1: Repräsentative Werte des Reibungswinkels (nur in der Download-Version verfügbar)

Stabil sind Hänge dann, wenn die oben genannten Kräfte, die auf die einzelnen Bodenteilchen einwirken, im Gleichgewicht stehen. Um Massen in Bewegung zu setzen, müssen die sog. treibenden Kräfte einen Schwellenwert der haltenden Kräfte überschreiten. Die treibenden Kräfte - hangparallel abwärts wirkend - werden zusammenfassend als Scherspannung bezeichnet (ZEPP ³2004: 100-102). Dieser Schwellenwert wird Grenzschubspannung oder Grenzscherspannung genannt. Sie ist vom Zusammenspiel der oben genannten Faktoren abhängig. Diese Grenzscherspannung wird durch das Coulomb´sche Gesetz ausgedrückt. Es sagt aus, dass bei gleich bleibenden Materialeigenschaften (Körnchenart und -größe, Rauhigkeit und Kohäsion) die entscheidende Größe die Schwerkraft ist, denn sie bestimmt die Druckspannung, also ab wann ein Hang steil genug ist, damit die Masse in Bewegung gerät (AHNERT 1996: 122).

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