Verwitterung, nach ihrer Art in biologische, physikalische (mechanische) oder
chemische Verwitterung unterschieden, umfasst alle Veränderungen
anorganischen und manch totem organisch entstandenen Materials, ist also
für Muschelschale genauso kennzeichnend wie für Gesteine. Während die
physikalische Verwitterung Prozesse beschreibt, die die Korngröße, den
Zusammenhalt und die Oberflächenbeschaffenheit des Gesteins verändert,
bezeichnet die biologische Verwitterung Prozesse, die durch das Wirken der
Organismen gekennzeichnet sind. Hierunter gehört das Dickenwachstum von
Pflanzenwurzeln aber auch die Besiedelung des Gesteins mit einer Flechte.
Die chemische Verwitterung beschreibt Prozesse, die die stofflichen
Veränderungen des Materials betreffen. Hier kann es zur Zersetzung der
Substanzen und zur Bildung neuer chemischer Verbindungen kommen
(AHNERT 2003 S.91).
In natürlichen Prozessen wirken alle drei Formen der Verwitterung nebenher.
Je nach klimatischen Faktoren dominiert eine Form, wird aber meist durch
die Prozesse einer anderen Form ergänzt.
Die physikalische Verwitterung, mit der sich diese Arbeit näher befassen soll,
wird nochmals in vier Arten untergliedert, die erklären, durch welchen
Einfluss Verwitterung stattfindet. Auch hier können oft keine klaren Grenzen
zwischen den einzelnen Arten gezogen werden. Die geographische Lage
und die klimatischen Verhältnisse bestimmen die vorherrschende Art.
Das Gefüge aller drei Verwitterungsarten bildet dabei ein System, das durch
den Zerfall des Gesteins eine Verwitterungsdecke aus Gesteinsbruchstücken
bildet. Diese bedeckende Schicht ist nach ihrer Korngröße klassifiziert und
schützt nun die darunter gelegene Gesteinsschicht vor weiterer Verwitterung,
sie heißt Saprolith. Darauf befindet sich eine weitere Schicht, der Regolith,
eine Lockermaterialschicht, deren oberer Teil der Boden ist. Dieser wird
wiederum in verschieden viele Horizonte gegliedert (ebd S.113). Die durch
Verwitterung bereit gestellten Materialien können nun durch Wasser, Wind
oder gravitative Massenbewegungen verlagert werden. [...]
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung: Was ist Verwitterung?
2. Arten der Verwitterung, eine Übersicht.
3. Physikalische Verwitterung als Prozess.
4. Produkte der Verwitterung.
5. Schlussanmerkung.
6. Literaturverzeichnis.
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit gibt einen fundierten Überblick über die physikalischen Verwitterungsprozesse. Das primäre Ziel ist es, die verschiedenen Mechanismen des Gesteinszerfalls zu erläutern und ihre Bedeutung für die Landschaftsformung sowie ihre Auswirkungen auf den Menschen und seine Infrastruktur kritisch zu beleuchten.
- Grundlegende Definition und Differenzierung der Verwitterungsformen
- Mechanismen der physikalischen Verwitterung (Druckentlastung, Insolation, Frost)
- Prozessabläufe des körnigen, blockartigen und schiefrigen Gesteinszerfalls
- Produkte der Verwitterung im Kontext von Bodenbildung und Denudation
- Ökonomische und gesellschaftliche Relevanz von Verwitterungsprozessen
Auszug aus dem Buch
Temperatur- / Insolationsverwitterung.
Durch starke, rasche oder häufige Temperaturwechsel während des Tages bzw. des Jahresverlaufs entstehen Spannungen zwischen Sonnen- und Schattenseite, bzw. zwischen Oberfläche und dem Inneren des Gesteins, die durch Volumenänderungen, also durch Expansion und Kontraktion des Materials bedingt sind. Diese Temperaturwechsel können eine Differenz von 40 bis zu 100°C betragen (AHNERT 2003, S.93). Hierdurch kommt es zur Lockerung des Mineralgefüges und zum Gesteinszerfall an der Gesteinsoberfläche. In tieferen Schichten nimmt die Expansion und Kontraktion des Gesteins exponentiell ab. Einen halben Meter unter der Oberfläche sind Tagesschwankungen nahezu ausgeglichen, Jahresschwankungen bei ca. fünf bis zehn Metern. Eine Regolithbedeckung der Gesteinsoberfläche schützt je nach ihrer Mächtigkeit die darunter gelegene Gesteinsschicht vor weiterer Verwitterung, ist jedoch selbst direkter maximaler Verwitterung ausgesetzt, wie freiliegende Felsflächen. Es bilden sich Risse im Gestein.
Nach ZEPP (2002, S.84) mit Verweis auf BLACKWELDER und GRIGGS, die in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts zur Insolationsverwitterung Laborversuche mit höheren als in der Natur vorkommenden Temperaturamplituden durchführten, sei Temperaturwechsel alleine nicht verwitterungswirksam, sondern nur in Verbindung mit Wasser. GOUDIE (2002, S.197) bekräftigt diese Aussage mit der Anmerkung, dass es neuere Experimente gäbe und diese Gesteinssprünge im Mikrogefüge gezeigt hätten. Besonders in Gebieten mit strahlungsintensivem Klimate, bei eher dunklem Gestein, in Wüsten oder tropischen Hochgebirgen ist diese Art der Verwitterung dominant bezüglich der im Folgenden erläuterten (AHNERT 2003, S.93).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Was ist Verwitterung?: Dieses Kapitel definiert Verwitterung als System aus biologischen, physikalischen und chemischen Prozessen, die Gestein verändern und zur Bildung von Regolith beitragen.
2. Arten der Verwitterung, eine Übersicht.: Es werden spezifische physikalische Verwitterungsarten wie Druckentlastung, Insolations-, Frost- und Salzsprengungsverwitterung sowie biogene Einflüsse detailliert vorgestellt.
3. Physikalische Verwitterung als Prozess.: Hier werden die prozessualen Formen des Gesteinszerfalls, unterteilt in körnigen, blockartigen und schiefrigen Zerfall, beschrieben.
4. Produkte der Verwitterung.: Das Kapitel behandelt die Klassifizierung von Verwitterungsprodukten nach Korngrößen und deren Zusammenhang mit Denudation und Bodenbildung.
5. Schlussanmerkung.: Die Arbeit schließt mit einer Reflexion über die Bedeutung von Verwitterung für die Landwirtschaft und die durch sie entstehenden Risiken für menschliche Bauwerke.
6. Literaturverzeichnis.: Auflistung der verwendeten geomorphologischen Fachliteratur.
Schlüsselwörter
Physikalische Verwitterung, Geomorphologie, Gesteinszerfall, Frostsprengung, Insolationsverwitterung, Druckentlastung, Regolith, Bodenbildung, Denudation, Exfoliation, Salzsprengung, Geowissenschaften, Verwitterungsdecke.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit?
Die Arbeit befasst sich mit den physikalischen (mechanischen) Prozessen der Gesteinsverwitterung, ihrer Kategorisierung und ihren Auswirkungen auf die Erdoberfläche.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Die Schwerpunkte liegen auf der Differenzierung zwischen biologischer, chemischer und physikalischer Verwitterung sowie auf der detaillierten Analyse der physikalischen Mechanismen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, ein systematisches Verständnis für die Ursachen und Auswirkungen der physikalischen Verwitterung auf Gesteine zu schaffen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine Literaturstudie, die sich primär an geomorphologischen Standardwerken wie denen von Ahnert, Zepp und Goudie orientiert.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine Übersicht der Verwitterungsarten, die Darstellung spezifischer physikalischer Prozesse und eine Betrachtung der resultierenden Verwitterungsprodukte.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Typische Begriffe sind Verwitterungsprozesse, Gesteinszerfall, Frostsprengung, Insolation und geomorphologische Formung.
Wie unterscheidet sich die physikalische von der chemischen Verwitterung?
Während die physikalische Verwitterung die Korngröße und den Zusammenhalt des Gesteins mechanisch verändert, bewirkt die chemische Verwitterung eine stoffliche Umwandlung des Materials.
Warum ist das Thema Verwitterung für den Menschen von Bedeutung?
Verwitterung hat einerseits eine große Bedeutung für die Bodenfruchtbarkeit und damit für die Landwirtschaft, stellt andererseits aber ein Risiko für die Bausubstanz und Infrastruktur dar.
Was besagt die Theorie zur Salzsprengungsverwitterung?
Durch Verdunstung von Wasser in Gesteinsporen kristallisieren Salze aus, deren wachsender Kristallisationsdruck die Gesteinsfestigkeit übersteigt und zu Rissen oder dem Herauslösen von Körnern führt.
Inwiefern beeinflusst der Mensch die Verwitterungsprozesse?
Durch Baumaßnahmen, Entwaldung oder die Einbringung von Streusalzen und Abgasen kann der Mensch Verwitterungsprozesse beschleunigen oder räumlich konzentrieren.
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- Vincent Große (Author), 2008, Physikalische Verwitterung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/141634
