Proseminar Physische Geographie
Grundlagen der Geomorphologie und Hydrologie
Wintersemester 2006/2007

Physikalische Verwitterung

Verfasser: Petersik, Lukas
Studiengang: Dipl. Geographie

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung  3
1.1 Der Begriff „Verwitterung 4
1.2 Der Begriff „Physikalische Verwitterung" 4

2. Die Insolationsverwitterung 5

3. Die Frostsprengungsverwitterung 7

4. Die Salzsprengungsverwitterung 9

5. Kluftbildung durch Entlastung – Schalenverwitterung – Exfoliation 10

6. Die Biophysikalische Verwitterung 12

7. Sonstige Arten der physikalischen Verwitterung 13

8. Zusammenfassung 13

Literaturverzeichnis 14

1. Einleitung

Die Verwitterung und ihre vielfältigen Erscheinungsformen lassen sich in unzähligen Gebieten wiederfinden. Ihr Einflussbereich erstreckt sich von Natur und Umwelt, bis hin zum menschlichen Alltag. Die Verwitterung beeinflusst diese Teilbereiche in einem hohen Maße und wird gleichzeitig durch sie verstärkt. Je nach Ort des Auftretens kann ihr Wirken und ihre Intensität unterschiedlich stark sein. Die Verwitterung steht in einer maßgeblichen Abhängigkeit zur Temperatur. Besonders Klimate mit außerordentlichen Schwankungen der Klimasituation sind prädestiniert für vermehrt auftretende Verwitterung. Je nach Lage des zu betrachtenden Ortes und den Schwankungen in der Temperaturamplitude, lassen sich verschiedenste Charakteristika erkennen. So kann bei erhöhtem Auftreten einer bestimmten Erscheinungsform der Verwitterung immer auf eine gewisse Temperatursituation geschlossen werden und anders herum. Annährend alle Materialien verändern ihr Erscheinungsbild mit der Zeit aufgrund von Verwitterung. Egal ob Holz, Metall oder Gestein, jedes Material wird durch sie beeinflusst und verändert. Im Folgenden, soll es um die Physikalische Verwitterung von Gestein gehen. Es werden die charakteristischen Mechanismen und Formen der Physikalischen Verwitterung betrachtet und erläutert. Anhand von Beispielen und Bildern erfolgt die anschauliche Darstellung von Ablauf und Vorkommen des jeweiligen Typs.

1.1 Der Begriff „Verwitterung“

Da im Anschluss mehrfach die Rede von dem Begriff „Verwitterung“ sein wird, muss diese Begrifflichkeit zunächst kurz erläutert werden. AHNERT, fasst die Bedeutung des Begriffs Verwitterung in seinem Lehrbuch „Einführung in die Geomorphologie“ in drei wesentlichen Punkten zusammen. Die erste Bedeutung schreibt er dem Einwirken atmosphärischer Prozesse auf das Gesteinsmaterial zu. Die zweite, der Anpassung der Gesteine an die Umweltbedingungen der Erdoberfläche und die dritte Bedeutung, der Aufbereitung des Gesteinsmaterials als Voraussetzung für die spätere Abtragung. [vgl. AHNERT F.(1999): Einführung in die Geomorphologie: 88]. Daraus leitet sich die folgende Definition ab: „ Der Begriff Verwitterung (engl. weathering) ist abgeleitet von Wetter und umfasst alle Prozesse der direkten oder indirekten Veränderung von anorganischen und von manchen toten organisch entstandenen Substanzen (z.B. Muschelschalen oder Steinkohle) durch Wettereinflüsse, insbesondere durch Temperaturschwankungen, Eisbildung, Feuchtigkeit und Feuchtigkeitsschwankungen, sowie durch die chemischen Einwirkungen von Stoffen, die im Regen-, Boden- und Grundwasser gelöst sind. In der Geomorphologie ist dabei immer die Veränderung von Gesteins- und Bodenmaterial gemeint. Je nach der Art der Veränderung unterscheidet man die mechanische und die chemische Verwitterung. Die mechanische Verwitterung wird auch als physikalische Verwitterung bezeichnet. Sie besteht aus Prozessen, die den Zustand des Gesteins verändern, z. B. die Korngröße, die Oberflächenbeschaffenheit oder den inneren Zusammenhalt (Kohäsion), aber nicht die stoffliche Zusammensetzung. Im Gegensatz dazu bewirken die Prozesse der chemischen Verwitterung Stoffänderungen des Gesteinsmaterials, d. h. Zersetzung (Korrosion) der Substanz und Bildung neuer Verbindungen. Ein Teil des zersetzten Materials wird dabei häufig in Lösung weggeführt. In der Natur wirken mechanische und chemische Verwitterungsprozesse häufig gleichzeitig und einander ergänzend an demselben Gestein. Die mechanische Verwitterung erzeugt und erweitert Risse, an denen die chemische Zersetzung in das Gestein vordringen kann. Die chemischen Stoffumwandlungen vermindern andererseits den Zusammenhalt des Gesteins und tragen so zu dessen physikalischem Zerfall bei.“ [AHNERT F.(1999): Einführung in die Geomorphologie: 88]. Es lässt sich also ferner feststellen, dass die Unterscheidung zwischen physikalischen, chemischen sowie biogenen Verwitterungsprozessen rein formal ist. Im Geoökosystem wirken sie jedoch meist kombiniert und lassen sich somit im Grunde nie gesondert betrachten.

1.2 Der Begriff „Physikalische Verwitterung“ (Erläuterung mit Hilfe einer Definition)

Kommen wir zur begrifflichen Erklärung der Physikalischen Verwitterung. Diese wurde in der Definition von AHNERT bereits erwähnt, soll aber nun noch etwas genauer betrachtet werden.

[...]