Untersuchung des Konzepts von Heinrich Rohdenburg

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Der Hangentwicklungszyklus
2.1 Die Abtragungsgeschwindigkeit des oberflächlich abfließenden Wassers
2.2 Die Hangformung
2.3 Zyklische Hangformung
2.3.1 Hangform bei H<F
2.3.2 Hangform bei H=F
2.3.3 Hangform bei H>F
2.4 Pediplaination und Pedimenttreppenbildung

3. Hangformungsmodifikationen
3.1 Schießender Abfluss
3.2 Bodenfrachttransport
3.3 Residualschuttbildung
3.4 Verwitterungsdifferenzierung
3.5 Wandbildung
3.6 Massenbewegung

4. Hangformung durch Massenbewegung am Kammhängen
4.1 Randbedingungen
4.2 Kombination von Randbedingungen

5. Ergebnisse der klimaunabhängigen Hangbetrachtung

6. Die Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die Hangdynamik
6.1 Stabilitätszeit
6.2 Aktivitätszeit
6.3 Ergebnisse und Folgerungen der klimatischen Einflüsse

7. Zusammenfassung und Fazit

8. Literaturverzeichnis

9. Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung

Diese Hausarbeit soll die von Prof. Dr. Heinrich Rohdenburg entwickelten Modellvorstellungen zur Erklärung von Reliefunterschieden veranschaulichen, erklären und diskutieren.

Rohdenburg beschränkte sich bei seinen Darstellungen auf den durch fließendes Wasser geformten Teil der Erdoberfläche, da dieser seiner Meinung nach wegen seines großen Flächenanteils am wichtigsten sei und es bisher für ihn nur unbefriedigende Darstellungen gab, welche sich durch fehlende innere Geschlossenheit und von ungenügenden Voraussetzungen ausgehend äußerten. Rohdenburg entwickelte hierzu zunächst ein allgemeines Reliefentwicklungsmodell (vgl. Kapitel 2), kombinierte es später mit Randbedingungen (vgl. Kapitel 3 und 4) und versuchte dann dessen Abwandlungen in den einzelnen Klimazonen unter Berücksichtigung des zeitlichen Klimawandels zu diskutieren (vgl. Kapitel 6). Dadurch hat er einen anderen Forschungsansatz als in der Klimatischen Geomophologie üblichen klimazonenspezifischen Reliefmodellerstellung gewählt.

Allgemein kann man über Rohdenburg sagen, dass er bis zu seinem frühzeitigen Tod den Lehrstuhl für Physische Geographie und Landschaftsökologie der TU Braunschweig besetzte. Er war Gründer und Sprecher des Sonderforschungsbereichs 179 "Wasser- und Stoffhaus­halt in Agro-Ökosystemen" der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

Sein wissenschaftliches Werk ist gekennzeichnet durch Prozessforschung und damit verbunden die Erkenntnis der Begrenztheit und teilweisen Irreführung monodiszipli­närer Forschung, sowie seiner konsequenten Hinwendung zur Interdisziplinarität. Dies spiegelt sich bereits in seinem breit angelegten Studium der Chemie, Botanik, Zoologie, Geographie, Bodenkunde und Geologie in Hamburg, Würzburg, Innsbruck und Göttingen wider. Mittelpunkt seiner Forschung war die Erfassung des komplexen aktuellen und vorzeitlichen Prozessgeschehens auf der Erdoberfläche.

Er ist Autor/Co-Autor von über 54 Publikationen (Bücher und wissenschaftliche Auf­sätze) sowie 28 Kurzmitteilungen aus dem Bereich Geomorphologie und Bodenkunde.

Im Jahre 1973 gründete er gemeinsam mit einem internationalen Editorial Board die interdisziplinäre englischsprachige wissenschaftliche Zeitschrift "CATENA - An Interdisciplinary Journal of Pedology - Hydrology - Geomorhologie", deren Fokus ab 1984 präzisiert wurde in: "CATENA - An Interdisciplinary Journal of Soil of Sience - Hydrology – Geomorhologie - Focusing on Geoecology and Landscape Evolution" (ab 1994 beim Wissenschaftsverlag Elsevier, Amsterdam, verlegt, zuvor CATENA Verlag). Bis zu seinem Tode war Rohdenburg Chief Editor dieser Zeitschrift sowie der angegliederten Monographieserie der CATENA SUPPLEMENTS (jetzt Advances in GeoEcology), die noch heute vom CATENA Verlag verlegt und herausgeberisch betreut wird. Heute ist seine Witwe Margot Rohdenburg die Verlagsleiterin (aus: Autorenportrait der Internetseite Books on Demand, unbekannter Verfasser).

Ein sehr wichtiges von ihm verfasstes Buch ist: „Einführung in die Klimagenetische Geomorphologie - anhand eines Systems von Modellvorstellungen am Beispiel des fluvialen Abtragungsreliefs“. Es ist, wie der Titel schon sagt, eine erste geschlossene Darstellung des komplexen geomorphologischen Prozessgeschehens anhand des fluvialen Abtragungsreliefs unter besonderer Berücksichtigung von Klimaschwankungen und -wechseln. Der Schwerpunkt liegt auf Modellvorstellungen, die aus Geländefunden entwickelt und abgeleitet wurden. Nach dem Tod Rohdenburgs hat Claus Dalchow 1989 ein Buch mit einer Zusammenfassung der Vorlesungen Rohdenburgs mit dem Titel „Vorlesungsauswertungen Heinrich Rohdenburg: Geoökologie – Geomorphologie“ im CATENA Verlag herausgebracht. In diesem werden die vereinfachten Modelle zur Massenbewegung und fluvialen Abtragung an Hängen sehr gut illustriert. Beide Bücher sind daher auch Grundlage meiner folgenden Ausführungen.

2. Der Hangentwicklungszyklus

Rohdenburg sieht bei der Hangentwicklung Abspülung als den entscheidenden Faktor und beschließt daher ein Modell zu entwickeln, bei welchem diese im Vordergrund steht und es daraufhin auf unterschiedliche Kombinationen von Abspülung und Massenbewegung zu untersuchen.

2.1 Die Abtragungsgeschwindigkeit des oberflächlich
abfließenden Wassers

Für die Entwicklung seines Modells geht Rohdenburg von einem einheitlichen Substrat aus, dessen Abtragung aufgrund seiner Kohäsion eine gewisse Korrasionsarbeit erfordert und dessen Einzelkörner jedoch so klein sind, dass sie schon bei geringer Fließgeschwindigkeit als Schwebfracht transportiert werden können. Nach Hormann (1965) ist ein solcher Hang eine Residenzstrecke, dass heißt, die Abtragungsgeschwindigkeit ist nicht vom Transportvermögen begrenzt, sondern von der Korrasionsgeschwindigkeit, also der Mobilisierungsgeschwindigkeit des Substrats. Bei der Abtragung wird Abtragungsmaterial als „Schleifmittel“ mitgeführt, welches die Korrasionsarbeit verstärkt (Rohdenburg 1971: 2). Im Modell von Rohdenburg spielt dieses allerdings eine nicht so große Rolle. Vielmehr wird Abtragungsgeschwindigkeit als Funktion von der Fließgeschwindigkeit des Oberflächenabflusses betrachtet. Die Fließgeschwindigkeit und damit die Abtragungsgeschwindigkeit steigt mit der Hangneigung, der Entfernung zur Wasserscheide, sowie mit der Schichtdicke des Oberflächenabflusses, da es bei zunehmender Schichtdicke zu einer relativen Verminderung der Bodenreibung kommt. Die Schichtdicke ist abhängig vom Abfluss je Flächeneinheit und von der Größe des Einzugsgebietes, sowie von der Fließgeschwindigkeit.

Die Abtragungsgeschwindigkeit sinkt mit Stau. Dieser kann auf konkaven flachen Laufstrecken entstehen. Stau wirkt sich allerdings nur bei strömenden und nicht bei schießendem Abfluss aus (Rohdenburg 1971: 2).

2.2 Die Hangformung

Rohdenburg geht bei der Vorstellung einer Hangformung von einem vereinfachten Modell aus, da nicht alle Abhängigkeiten erfasst werden können.

Als erste Grundtendenz stellt er eine Verstärkung der Reliefunterschiede heraus, da die Abtragungsgeschwindigkeit mit der Hangneigung wächst. Findet eine Tieferlegung der Hangbasis statt, entsteht eine zusätzliche Versteilung. Wird dagegen die Hangbasis nicht in gleichem Maße tiefer gelegt, wie die steilsten Hangabschnitte, „…dann macht sich bei strömendem Abfluss ein von der Hangbasis ausgehender Stau bemerkbar. Dieser führt zu einer Verminderung der Fließgeschwindigkeit und somit auch der Abtragungsgeschwindigkeit, so dass dort eine Tendenz zur Reliefverminderung besteht, die sich in der Entstehung einer von der Hangbasis aufwärtswachsenden Konkavität äußern muss.“ (Rohdenburg 1976: 3) Dies zeigt, dass die Entwicklungstendenz eines Hanges auch von der Veränderung der Hangbasis abhängig sein kann. Diese beiden Möglichkeiten der Reliefverstärkung einerseits und der Reliefminderung andererseits können nur nacheinander stattfinden und niemals gleichzeitig.

Im folgenden Hangentwicklungszyklus kann man die beiden Möglichkeiten der Reliefverstärkung bzw. der Schwächung in Kombination betrachten:

2.3 Zyklische Hangformung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Versteilungs – Pedimentations – Zyklus

Das Ausgangsrelief für dieses Schema ist eine flache gestreckte Böschung, die von einem Fluss als Vorfluter ausgeht (willkürlich angenommenes Relief). Der Hang ist insgesamt in Oberhang, Mittelhang, Unterhang und Pediment unterteilt. Das Ausgangsrelief wird als Übergangsfläche bezeichnet. Zur begrifflichen Vereinfachung wird die Tieferlegungsgeschwindigkeit des Flusses, der den Hang unten begrenzt, mit „F“ bezeichnet. Der Hang reicht in Rohdenburgs Betrachtungen stets bis zum Vorfluter (Fluss), also auch die über die kleinsten Neigungen im Pediment.

Die Tieferlegungsgeschwindigkeit des Hanges wird (gemessen in der Vertikalen) mit „H“ bezeichnet (Rohdenburg 1971: 4).

2.3.1 Hangform bei H<F

Wenn die Tieferlegungsgeschwindigkeit des Flusses (F) größer ist, als die Tieferlegungsgeschwindigkeit des flachen Hanges (H) (also H<F), dann muss sich eine vom Fluss ausgehende Versteilung ausbilden, die insgesamt zu einem konvexen Hang führt. Neben der Tiefenerosion findet im Fluss auch eine Seitenerosion statt, wodurch der Hangfuß stärker zurückverlegt wird als es sich in diesem Punkt aus der hangeigenen Formung ergäbe (Dalchow 1989: 51).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Tieferlegung des Vorfluters

Wenn sich die Tieferlegungsgeschwindigkeit des Flusses weiter verstärkt, wächst die Neigung des konvexen, versteilten Hanges. Hierbei dehnt sich der Versteilungsbereich hangaufwärts aus. Durch die Versteilung des Mittelhangs ist H beträchtlich angestiegen. Dies bewirkt, dass nach erreichen eines Maximalwertes die Versteilungsgeschwindigkeit des Mittelhangs wieder absinkt, da diese vom Verhältnis H : F abhängig ist. Dadurch kommt es zu einem steilen, weniger gekrümmten Mittelhang und einem stärker gekrümmten Oberhang, der wiederum an das weniger gekrümmte Ausgangsrelief grenzt (Rohdenburg 1971: 6).

2.3.2 Hangform bei H=F

Sinkt die Flusseintiefungsgeschwindigkeit soweit, dass sie der des Hanges entspricht, dann übt der Vorfluter keinen Einfluss auf den Hang aus. Dieser wird auf ganzer Länge ausschließlich eigene Entwicklungstendenzen zeigen. In der Natur kann dieses allerdings nur sehr kurzzeitig und vorübergehend auftreten, da der Fluss steten Veränderungen unterliegt (Dalchow 1989: 51).

2.3.3 Hangform bei H>F

Wenn die Tieferlegungsgeschwindigkeit des Flusses unterhalb die des Mittelhangs sinkt (also H>F), entwickelt sich vom Vorfluter ausgehend ein Stau, der zu einer sich ausweitenden Konkavität mit wachsendem Arealanteil am Unterhang führt. Mit Beginn des Staueffektes findet keine weitere Versteilung des Mittelhangs statt, sondern nur eine Rückverschiebung Hanges unter ungefährer Erhaltung der Gesamtform (Rohdenburg 1971: 7).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Beispiel für die Pedimentation durch parallele Zurückverlegung

Wir haben also einen steilen, rückwandernden Mittelhang. Der neuentstandene Konkavhang ist allerdings sehr viel flacher geworden. Er kann in einen wenig gekrümmten flacheren Bereich, dem Pediment, und einem sich nach oben anschließenden stärker gekrümmten Bereich, dem Unterhang unterteilt werden.

Im Vergleich sieht Büdel (1970: 24) in seiner Arbeit, dass sich statt eines konkaven Unterhanges ein scharfer Fußknick bilden müsse. Die Modelle von Gossmann (1970: 102) zeigen hingegen auch mehr oder weniger ausgeprägte Unterhangkonkavitäten. In Dalchow (1989) wird ebenfalls von einem, sich immer weiter verschärfenden Gefällssprung (Hangknick) gesprochen, bei dem allerdings von einem flacheren Ausgangshang und F=0 ausgegangen wird, also dass keine Flusseintiefungsgeschwindigkeit vorhanden ist. Dies wird in folgender Abbildung verdeutlicht:

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