Excerpt
UE Einführung in die Physische Geographie
Wintersemester 2008/2009
Inhaltsverzeichnis
I.
Geologie / Geomorphologie ... 1
1
E
INFÜHRUNG
... 1
1.1
Definition Geomorphologie ... 1
1.2
Reliefformen ... 1
1.3
Forschungsansätze ... 1
1.4
Erdgeschichtliche Zeiteinteilung ... 2
1.5
Methoden der Zeitbestimmung ... 2
1.5.1
Relative Datierung ... 2
1.5.2
Absolute Datierung ... 2
1.6
Landschaftsformende Prozesse ... 3
1.7
Schalenbau der Erde ... 3
2
M
INERALE
... 4
2.1
Übersicht ... 4
2.2
Definition Mineral ... 4
2.3
Wichtige Minerale ... 4
2.4
Eigenschaften ... 4
3
G
ESTEINE
... 5
3.1
Definition Gestein ... 5
3.2
Gesteinsarten ... 5
3.2.1
Magmatit ... 6
3.2.2
Sedimentgestein ... 7
3.2.3
Metamorphit ... 8
3.3
Kreislauf der Gesteine ... 9
4
V
ERWITTERUNG
... 10
4.1
Definition Verwitterung ... 10
4.2
Arten der Verwitterung ... 10
4.2.1
Physikalische Verwitterung ... 10
4.2.2
Chemische Verwitterung ... 11
4.3
Verwitterungsintensität ... 12
5
P
LATTENTEKTONIK
... 13
5.1
Definition Plattentektonik ... 13
5.2
Grundlagen ... 13
5.2.1
Erdkruste ... 13
5.2.2
Lithosphäre ... 13
5.3
Plattenbewegung ... 15
5.3.1
Geotektonische Hypothesen ... 15
5.3.2
Typen der Plattengrenzen... 15
5.4
Folgen der Plattentektonik ... 17
6
V
ULKANISMUS
... 18
6.1
Definition Vulkanismus ... 18
6.2
Arten des Vulkanismus ... 18
6.3
Ablauf eines Vulkanausbruchs ... 19
6.4
Lavatypen und Vulkanform ... 19
7
P
LUTONISMUS
... 20
7.1
Definition Plutonismus ... 20
7.2
Unterscheidung nach Größe und Lage ... 20
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8
O
ROGENESE
... 21
8.1
Definition Orogenese ... 21
8.1.1
Andinische Gebirgsbildung ... 21
8.1.2
Alpidische Gebirgsbildung ... 21
8.2
Faltenbildung ... 22
8.3
Formen ... 22
8.4
Block- und Bruchtektonik... 23
8.4.1
Definition Block- und Bruchtektonik ... 23
8.4.2
Grundformen ... 23
8.4.3
Arten ... 24
8.5
Überblick über die Gebirgstypen ... 25
9
G
EOMORPHOLOGISCHE
F
ORMUNGSPROZESSE
... 26
9.1
Gravitative Massenbewegung ... 27
9.1.1
Definition Gravitative Massenbewegung ... 27
9.1.2
Einflussfaktoren ... 27
9.1.3
Arten der Massenbewegung ... 27
9.2
Fluviale Formen und Prozesse ... 29
9.2.1
Wasserhaushalt ... 29
9.2.2
Fließgeschwindigkeit ... 30
9.3
Äolische Formen und Prozesse ... 34
9.3.1
Äolische Prozesse ... 34
9.4
Glaziale Formen und Prozesse ... 38
9.4.1
Formen der Gletscherbewegung ... 39
9.4.2
Glaziale Erosionsformen ... 39
9.4.3
Glaziale Akkumulationsformen: Moränen ... 41
9.5
Periglaziale Formen und Prozesse ... 42
9.5.1
Periglaziale Kleinformen ... 42
9.5.2
Periglaziale Mesoformen ... 42
9.6
Litorale Formen und Prozesse ... 43
9.6.1
Wellen ... 43
9.6.2
Gezeiten (Tide) ... 47
9.6.3
Küstenmorphologie ... 47
9.7
Formbildung durch Lösungsprozesse: Karst ... 48
9.7.1
Kohlensäureverwitterung ... 48
9.7.2
Mischungskorrosion... 49
9.7.3
Oberirdische Erscheinungen (Oberflächenkarst) ... 50
9.7.4
Unterirdische Erscheinungen (Tiefenkarst) ... 51
10
S
KULPTURFORM VS
.
S
TRUKTURFORM
... 52
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II.
Klimatologie ... 54
1
D
EFINITIONEN UND
B
EGRIFFSKLÄRUNGEN
... 54
1.1
Meteorologie Klimatologie ... 54
1.2
Wetter Witterung Klima ... 54
1.3
Klimaelemente Klimafaktoren ... 54
1.4
Teilgebiete der Klimatologie ... 55
1.5
Räumliche Dimensionen des Klimas ... 55
2
K
LIMASYSTEM
... 56
3
A
TMOSPHÄRE
... 57
3.1
Definition ,,Atmosphäre" ... 57
3.2
Zusammensetzung ... 57
3.3
Aufbau ... 57
3.4
Zusammensetzung der Troposphäre ... 58
4
S
TRAHLUNGS
-
UND
W
ÄRMEHAUSHALT DER
E
RDE
... 59
4.1
Astronomische und physikalische Grundlagen ... 59
4.1.1
Solarkonstante ... 59
4.1.2
Strahlungsenergie ... 59
4.2
Strahlungshaushalt ... 60
4.2.1
Energie-/Strahlungsspektrum ... 60
4.2.2
Strahlungsbilanzgleichung ... 60
4.2.3
Energiehaushalt von Erdoberfläche und Atmosphäre ... 61
5
K
LIMAELEMENTE
... 63
5.1
Lufttemperatur ... 63
5.2
Wasserdampf ... 64
5.3
Wolken- und Niederschlagsbildung ... 65
5.3.1
Temperaturgradient der Troposphäre ... 65
5.3.2
Niederschlagsklassifizierung ... 65
5.3.3
Klimadiagramme ... 66
6
L
UFTBEWEGUNGEN
... 67
6.1
Entstehung ... 67
6.2
Überblick über wirksame Kräfte ... 67
6.3
Horizontale Luftbewegung ... 68
6.3.1
Kleinräumig ... 68
6.3.2
Großräumig (global) ... 69
6.4
Vertikale Luftbewegung ... 71
6.5
Drucksysteme ... 72
6.5.1
Thermische Entstehung ... 72
6.5.2
Dynamische Entstehung ... 72
7
P
LANETARISCHE
Z
IRKULATION
... 73
7.1
Überblick ... 73
7.1.1
Entstehung ... 73
7.1.2
Planetarische Frontalzone ... 73
7.2
Tropische Zirkulation ... 74
7.3
Außertropische Zirkulation ... 75
7.4
Planetarischer Überblick ... 76
8
K
LIMAKLASSIFIKATION
... 77
9
M
ESOKLIMA
:
K
LEINRÄUMIGE
Z
IRKULATIONSSYSTEME
... 77
9.1
Landwind Seewind ... 77
9.2
Hang-Windsysteme ... 78
9.3
Berg-Tal-Windsysteme ... 78
9.4
Föhnwind ... 79
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III.
Bodenkunde ... 80
1
E
INLEITUNG
... 80
1.1
Begriff Boden (Pedon)... 80
1.1.1
Ökosystematische Stellung des Bodens ... 80
1.1.2
Abgrenzung des Bodens ... 80
1.1.3
Definition ,,Boden" (Pedon) ... 80
1.2
Bodenfunktionen ... 80
1.3
Bezeichnung der Bodenhorizonte... 81
1.4
Überblick über die Pedogenese ... 81
2
B
ODENBILDENDE
F
AKTOREN
... 82
2.1
Relief ... 82
2.2
Mensch ... 82
2.3
Gestein ... 83
2.4
Klima ... 84
2.5
Organismen ... 85
2.5.1
Vegetation ... 85
2.5.2
Bodenlebewelt (Edaphon) ... 85
2.6
Zeit ... 85
3
B
ODENBILDENDE
P
ROZESSE
... 86
3.1
Transformationsprozesse ... 86
3.1.1
Verwitterung ... 86
3.1.2
Zersetzung ... 87
3.1.3
Humifizierung... 88
3.1.4
Mineralneubildung Tonmineralneubildung Verlehmung ... 88
3.1.5
Gefügebildung ... 89
3.1.6
Verbraunung ... 90
3.2
Translokationsprozesse ... 91
3.2.1
Tonverlagerung (Lessivierung) *+ ... 91
3.2.2
Podsolierung (Verlagerung organischer Substanz und Metalloxiden) *+ ... 92
3.2.3
Salz-, Kalk- und Gipsverlagerung *, + ... 92
3.2.4
Turbation ... 92
3.2.5
Oberflächenverlagerung ... 92
3.3
Überblick über bodenbildende Prozesse und Klimabedingungen ... 93
4
B
ODENVOLUMEN
... 93
4.1
Substanzvolumen ... 94
4.1.1
Mineralische Bodensubstanz ... 94
4.1.2
Organische Bodensubstanz ... 95
4.2
Porenvolumen ... 97
4.2.1
Bodenluft ... 97
4.2.2
Bodenwasser... 98
5
B
ODENACIDITÄT
... 100
6
I
ONENAUSTAUSCH
... 100
7
B
ODENTYPEN
... 101
7.1
Bezeichnungen der Horizontmerkmale ... 101
7.2
Rohböden / A
h
C Böden ... 101
7.3
Schwarzerde (Tschermosem) ... 102
7.4
Braunerde ... 102
7.5
Parabraunerde / Lessivé ... 102
7.6
Podsole ... 103
7.7
Gley ... 103
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IV.
Hydrogeographie ... 104
1
G
LOBALE
W
ASSERVERTEILUNG
... 104
2
P
HYSIKALISCHE UND CHEMISCHE
E
IGENSCHAFTEN VON
W
ASSER
... 104
2.1
Aggregatszustände des Wassers ... 104
2.2
Dichteanomalie des Wassers ... 105
2.2.1
Süßwasser ... 105
2.2.2
Salzwasser ... 105
3
D
ER
W
ASSERKREISLAUF
... 106
4
D
IE
W
ELTMEERE
... 107
4.1
Allgemeines... 107
4.1.1
Salzgehalt ... 107
4.1.2
Vertikale Schichtung ... 107
4.2
Meeresströmungen ... 108
4.2.1
Oberflächenströmung ... 108
4.2.2
Tiefenströmung und Thermohaline Zirkulation ... 109
4.3
Produktivität ... 110
4.4
Regulation des Kohlenstoffkreislaufs... 110
5
S
EEN
... 111
5.1
Morphologische Gliederung der Seetypen ... 111
5.2
Seezonierung ... 111
5.2.1
in Abhängigkeit von Licht ... 111
5.2.2
in Abhängigkeit von Temperatur ... 112
5.3
Thermisch bedingte Zirkulation ... 112
6
F
LÜSSE
... 113
6.1
Wasserhaushalt von Flüssen ... 113
6.2
Einzugsgebiet von Flüssen ... 113
6.3
Typische Entwässerungsnetze ... 114
6.4
Abfluss ... 115
6.4.1
Abflussganglinie ... 115
6.4.2
Abflussregime ... 116
6.4.3
Einfluss von Form des Einzugsgebiets und Bifurkationsindex ... 117
6.5
Unterteilung von Flüssen ... 119
6.5.1
hinsichtlich der Wasserführung im Jahresverlauf ... 119
6.5.2
hinsichtlich Quellort, Verlauf und Mündung ... 119
7
G
LETSCHER
,
S
CHNEE UND
E
IS
... 120
8
U
NTERIRDISCHE
W
ASSERSPEICHER UND
-
LEITER
... 120
8.1
Grundwasserbewegung ... 120
8.2
Grundwasserexfiltration ... 121
8.3
Grundwasserneubildung ... 121
9
A
TMOSPHÄRE UND
B
IOSPHÄRE
... 121
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V.
Vegetationsgeographie ... 122
1
S
YSTEMATIK
... 122
2
F
ORTPFLANZUNG UND
A
USBREITUNG
... 123
3
A
REALKUNDE
... 124
3.1
Definition Areal und Abgrenzung zu Habitat ... 124
3.2
Arealbildung ... 124
3.3
Progressive und regressive Areale ... 124
3.4
Arealgestalt ... 125
3.5
Vom Areal zum Florenreich ... 126
3.5.1
Arealtyp ... 126
3.5.2
Florenreich ... 126
4
V
EGETATIONSTYPEN UND IHRE
K
LASSIFIZIERUNG
... 128
4.1
Pflanzenformationen nach Ellenberg & Müller-Dombois (1967) ... 128
4.2
Lebensformen nach Raunkiaer (1904) ... 129
4.3
Vegetationszonen der Erde ... 130
Literatur
Grotzinger, J., Jordan, T.H., Press, F. & Siever, R. 2007. AllgemeineGeologie. Springer.
1
I
I
.
.
G
G
e
e
o
o
l
l
o
o
g
g
i
i
e
e
/
/
G
G
e
e
o
o
m
m
o
o
r
r
p
p
h
h
o
o
l
l
o
o
g
g
i
i
e
e
1
Einführung
1.1
Definition Geomorphologie
1.2
Reliefformen
unterschiedlichen
Größenordnungen
(von Riesenformen, z.B.
kanadisches Schild, bis zu
Zwergformen, z.B. Karren)
raum-zeitliche Dynamik:
-
besitzen Anfang,
Existenzdauer und Ende
-
besitzen eine bestimmte
Lage im Raum
1.3
Forschungsansätze
Allgemeine Geomorphologie
untersucht die regelhafte Beziehung zwischen der Gestalt der Oberflächenformen, dem
Material und den beteiligten Prozessen
Regionale Geomorphologie
Untersucht die Ausstattung an Oberflächenformen in individuellen Regionen sowie deren
Entstehung (Genese)
Teildisziplinen:
Morphographie
Beobachtung und Beschreibung
(Historisch-)genetische Morphologie
untersucht die langzeitliche Entwicklung der heutigen Reliefformen
Zeit dient der Einordnung erdgeschichtlicher Ereignisse und Epochen mit morphologischer
Bedeutung (v.a. Tertiär und Qurtär)
Funktionale Morphologie
untersucht die Zusammenhänge zwischen dem Formeninventar und den formgebenden
Prozessen und Faktoren
Zeit als Bestandteil für die Kennzeichnung von Prozessen
Geomorphologie
·Geomorphologie ist die Lehre der Reliefformen der Erde.
·Sie untersucht Formen und formbildende Prozesse der Oberfläche der Erde.
Quelle: Gebhardt et al. 2007
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2
1.4
Erdgeschichtliche Zeiteinteilung
1.5
Methoden der Zeitbestimmung
1.5.1
Relative Datierung
u.a. Stratigraphie
hangendes (oben) ist jünger als liegendes (unten)
1.5.2
Absolute Datierung
Dendrochronologie (Einordnung mit Hilfe von Baumringen)
Varvenchronologie (Einordnung mit Hilfe von Bändertonen)
Radiometrische Datierung (Einordnung mit Hilfe der Zerfallsrate radioaktiver Elemente)
C
14
-Methode
Magnetostratigraphie
-
beruht auf Wechsel der Ausrichtung des Magnetfeldes der Erde
-
eisenhaltige Minerale konservieren Magnetfeld zum Zeitpunkt der Abkühlung
Alter der Ozeanböden:
Quelle: http://de.academic.ru/pictures/dewiki/69/
Earth_seafloor_crust_age_1996.gif
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3
1.6
Landschaftsformende Prozesse
1.7
Schalenbau der Erde
Kruste
-
5-80 km mächtig
-
besteht vorwiegend aus festen
magmatischen und metamorphen
Gesteinen
-
schwimmt auf dem Mantel
Mantel
-
ca. 2900km mächtige Schale aus
mineralischen Substanzen (v.a.
mafische Silikate (Mg, Fe, Si)
-
wichtigstes Mineral z.B. Olivin
-
oberer Teil fest, sonst plastisch
Kern
-
innen fest, außen flüssig
-
besteht v.a. aus Eisen und etwas
Nickel
Endogene Prozesse
·reliefbildend
·haben ihren Ursprung im Inneren der
Erde
·werden durch vulkanische oder
tektonische Prozesse an der Oberfläche
wirksam
Exogene Prozesse
·formbildend
·auf die Erdoberfläche einwirkende
Kräfte der Atmosphäre und
Hydrosphäre
·werden durch fluviale, äolische, glaziale
etc. Formung an der Oberfläche
wirksam
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4
2
Minerale
Gesamterde/Erdkruste sind zum Großteil aus nur wenigen Elementen zusammengesetzt
90% der Erde bestehen aus Fe, O, Si, Mg
Elemente schließen sich zu Mineralen zusammen
man kennt etwa 2.000 Mineralarten, von denen aber nur ca. 50 gesteinsbildend auftreten
die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale sind Silikate
2.1
Übersicht
2.2
Definition Mineral
Ein Mineral ist eine feste chemische Verbindung von bestimmten Elementen
2.3
Wichtige Minerale
Silikate [SiO
4
]
-
sind aufgebaut aus Silizium und Sauerstoff (2 häufigste Elemente der Erdkruste)
-
Bsp.: Quarz
-
neben primären Silikaten gibt es auch sekundäre Silikate, die durch Verwitterung entstehen:
Schicht-Silikate
Zweitonschichtminerale (Bsp.: Kaolinit)
Dreitonschichtminerale (Bsp.: Illit)
Karbonate
-
Verbindung von Kalzium oder Magnesium mit Kohlenstoff und Sauerstoff
-
Bsp.: Calcit
Oxide
Sulfide
Sulfate
2.4
Eigenschaften
Härte (vgl. Mohn'sche Härteskala mit
10 Stufen von Talk bis Diamant)
Farbe
Dichte/Gewicht
Spaltbarkeit
Glanz
Stichfarbe
Kristallform
Element
·z.B. Silizium [Si]
Mineral
·z.B. Silikat [SiO
4
]
Gestein
·z.B. Granit [Quarz,
Glimmer, Feldspat]
Mineral
·Minerale sind natürlich vorkommende anorganische Feststoffe mit einer definierten chemischen
Zusammensetzung und einer bestimmten physikalischen Kristallstruktur
Silikate (80%)
·alle Verbindungen mit Siliziumoxid SiO
2
Nichtsilikate (20%)
·z.B. Elemente (Gold), Carbonate, Sulfate
etc.
kristallin
·geordnete, sich wiederholende Struktur der
Atome Kristallgitter
amorph
·gestaltlos, glasig
5
3
Gesteine
3.1
Definition Gestein
Gesteine entstehen durch das Zusammenfügen mehrerer Minerale,
Bsp.:
3.2
Gesteinsarten
Gestein
·Unter Gesteinen versteht man jegliches Aggregat von Mineralien im festen Zustand (vgl. Strahler
/ Strahler 2005).
Feldspat
Quarz
Glimmer
Granit
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6
3.2.1
Magmatit
3.2.1.1
Einteilung nach Entstehungsort
3.2.1.2
Einteilung nach chemischer Zusammensetzung
Vulkanite (Ergussgestein)
·Effusivgestein
·feinkörnig
·Bsp.: Rhyolith
Plutonite (Tiefengestein)
·Intrusivgestein
·grobkörnig
·Bsp.: Granit
hell/leicht
Quelle: Grotzinger et al. 2008
dunkel/schwer
Quelle: Grotzinger et al. 2008
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7
3.2.2
Sedimentgestein
Kennzeichen von Sedimentgesteinen: Schichtung
klastische Sedimentgesteine
·entstehen durch Diagenese (Verfestigung
von lockeren Sedimenten zu
Sedimentgestein durch Druck und
Temperatur)
·Bsp.: Sandstein
· werden nach Korngröße unterschieden:
·Tonstein
·Schluffstein
·Sandstein
·Konglomerat (Grobpartikel, gerundet)
·Breccie (Grobpartikel, kantig)
nichtklastische Sedimentgesteine
·sind chemische/biogene Sedimente die aus
Lösung ausgefällt sind
· chemische Sedimente (z.B. Kalkstein,
Steinsalz)
· biogene Sedimente (unter Mitwirkung von
Organismen geschaffen, z.B. Riffkalk,
Kohle)
Quelle: Grotzinger et al. 2008
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8
3.2.3
Metamorphit
3.2.3.1
Metamorphosearten
3.2.3.2
Einteilung der Metamorphite
Art der Schieferung
Kristallgröße
Metamorphosegrad
Temperatur- und/oder Druckbereiche der
Gesteinsbildung
Ursprungsgestein:
-
Paragestein
aus Sedimentgestein
-
Orthogestein
aus magmatischem Gestein
Regionalmetamorphose
·bei Gebirgsbildung, Plattentektonik (Druck,
Temperatur)
·Bsp.: Gneis
Kontaktmetamorphose
·eng begrenzter Bereich an der Kontaktzone
zu Magma (Temperatur)
·Bsp.: Marmor
Quelle: Grotzinger et al. 2008
Quelle: http://web.arc.losrios.edu/~borougt/
FaciesTempPress2.jpg
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9
3.3
Kreislauf der Gesteine
Magmatite, Sedimentgestein, und Metamorphite stehen zueinander in Beziehung:
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10
4
Verwitterung
4.1
Definition Verwitterung
4.2
Arten der Verwitterung
4.2.1
Physikalische Verwitterung
mechanische Auflockerung und Zerkleinerung des Festgesteins, z.B.
die physikalische Verwitterung vergrößert durch den mechanischen Zerfall die Angriffsfläche für
die chemische Verwitterung, ist also der Wegbereiter für die chemische Verwitterung
Verwitterung
·Verwitterung ist die Einwirkung atmosphärischer Prozesse, durch die Gesteine zerstört bzw.
verändert werden und so der Abtragung bereitgestellt werden.
·Dabei sind chemische, physikalische und biologische Prozesse beteiligt.
Druckentlastung
·Abtrag von Aufliegenden Gesteinsmassen Entlastung Lockerung des
Verbandes
·Exfoliation (Abschalung, s. Abb.)
·Desquamation (Abschuppung)
Temperatursprengung (= Insolationsverwitterung)
·häufige Temperaturänderungen Expansion und Kontraktion des Gesteins
·Exfolation (Abschalung)
·Kernsprünge (s. Abb.)
·v.a. in Trockengebieten
Frost- und Eissprengung
·Wasser dringt ins Gestein ein, gefriert und dehnt sich aus (10%)
·Druck entsteht, der das Gestein zerstört
·v.a. in Regionen mit häufigen Frostwechseln
Salzsprengung
·im Wasser gelöste Minerale kristallisieren bei Verdunstung in Klüften
·der entstehende Druck zerstört das Gestein
·v.a. in Regionen mit ausgeprägter Trockenzeit
Wurzelsprengung
·mechanische Belastung durch das Eindringen und Wachsen von
Pflanzenwurzeln in Klüften
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11
4.2.2
Chemische Verwitterung
chemische Veränderung bis hin zur vollständigen Lösung der Minerale im Gestein, z.B.
Hydration
·Übergangsbereich von chem. und phys. Verwitterung
·Anlagerung von Wassermolekülen an Kationen im Kristallgitter
·Hydrathülle neue Mineralform Volumenzunahme Druck
·Bsp.: Übergang von Anhydrit (wasserfreies Sulfat) zu Gips (wasserhaltiges
Sulfat
)
Lösungsverwitterung
·v.a. Salz- und Karbonatgestein
·Lösung von Mineralien durch Wasser
·Entstehung von Hohlräumen
Kohlensäureverwitterung
·Sonderform der Lösungsverwitterung, v.a. bei Kalkstein und Dolomit
·Wasser alleine wäre nicht fähig zur Lösung, aber durch das CO
2
in der Luft
und im Boden entsteht eine schwache Kohlensäure
·Kohlensäure löst Kalzium aus dem Gestein
kann z.B. bei Temperaturänderung wieder ausgefällt werden
Hydrolyse
·Reaktion von Mineralbestandteilen mit H
+
und OH
-
-Ionen
·Kationen des Gesteins werden durch die H
+
-Ionen gelöst
Schwächung des Grundgerüstes Zerfall
·je feuchter, wärmer und niedriger der pH-Wert, desto intensiver die
Hydrolyse
Oxidation
·Verwitterung der Eisensilikate durch Oxidation des Eisens
·Rot- und Braunfärbung ("Rost")
Komplexierung
·Lösung und anschließende Bildung von Metallionen an organische Substanz
(Huminsäuren)
·metalloragnische Komplexe
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4.3
Verwitterungsintensität
Die Verwitterungsintensität ist abhängig
von der Verwitterungsstabilität
vom Gefüge
Bsp.: Basalt verwittert schneller chemisch, Granit schneller physikalisch
vom Klima und damit zusammenhängend von der Vegetation
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5
Plattentektonik
5.1
Definition Plattentektonik
5.2
Grundlagen
5.2.1
Erdkruste
äußerste Schicht der Erde
5-65km dick
besteht vorwiegend aus magmatischem und metamorphem Gestein
Unterscheidung:
-
ozeanische Kruste
~ 5km, basisch, dichter (schwerer)
-
kontinentale Kruste
bis 65km, sauer, weniger dicht (leichter)
5.2.2
Lithosphäre
besteht sowohl aus Kruste, als auch aus dem oberen, festen Teil des Erdmantels
enthält die leichteren (sauren) Kontinente
kann bis zu 300km dick sein
ist in unterschiedliche Lithosphärenplatten zerbrochen, die sich unabhängig voneinander auf
der Asthenosphäre bewegen
Isostasie
Plattentektonik
·Unter Plattentektonik versteht man die Theorie der lithosphärischen Platten, ihrer relativen
Bewegung und der an der Grenze stattfindenden Prozesse (vgl. Strahler / Strahler, 2005).
Quelle: Grotzinger et al. 2008
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5.2.2.1
Isostasie
,,Schwimmen" der Lithosphäre auf der Asthenosphäre:
da kontinentale Lithosphäre dicker und leichter ist als die ozeanische Lithosphäre, ragt sie
höher über die Asthenosphäre heraus (vgl. Eisberg im Wasser)
kontinentale Lithosphäre bildet Kontinente
ozeanische Lithosphäre bildet Ozeanböden
durch Kontinent-Kontinent-Kollisionen wird die Lithosphäre durch Überschiebung zusätzlich
verdickt und ragt somit noch höher heraus
Gebirge
5.2.2.2
Bewegung der Lithosphärenplatten
Lithosphärenplatten der Erde:
durch Konvektionsströme in
der Asthenosphäre werden die
Platten und somit auch die
Kontinente bewegt
Motor der Plattentektonik
Geschwindigkeit: wenige
cm/Jahr
Quelle: http://www.dr-rudolf-mauer.de/var/drmauer/storage/images/
media/images/geothermie/bewegungsrichtung-grossraumiger-
waermestroeme-konvektionsstroeme/1208-1-ger-DE/
Bewegungsrichtung-grossraeumiger-Waermestroeme-
Konvektionsstroeme_zoomer.jpg
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Nordamerikanische_Platte#/media/File:Tektonische_Platten.png
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5.3
Plattenbewegung
5.3.1
Geotektonische Hypothesen
Kontraktionshypothese
durch Abkühlungsprozesse im Erdinneren
widerlegt!
Geosynklinalhypothese
Sedimentlagen in Senken Einengung Faltung & Kluftenbildung
widerlegt!
Kontinentalverschiebungstheorie
(nach Alfred Wegener)
Vorläufer der modernen
Plattentektonik
Plattentektonik durch ,,sea-floor-
spreading"
-
Kontinente verschieben sich
nicht direkt, sondern mit
Lithosphärenplatten
-
Lithosphärenplatten umfassen
Ozeanböden
-
an mittelozeanischen Rücken
wird durch sea-floor-spreading
ozeanische Kruste gebildet, die
an den Subduktionszonen
wieder verschwindet
5.3.2
Typen der Plattengrenzen
Divergente Plattengrenze (Divergenz)
konstruktiv (Material wird gebildet)
Konvergente Plattengrenze (Konvergenz)
destruktiv (Material wird umgewandelt)
Transformstörung
konservativ (Material wird weder gebildet noch vernichtet)
Quelle: http://cosscience1.pbworks.com/f/1248192671/
Module10-009.gif
Quelle (bearbeitet): https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tectonic_plate_boundaries.png
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5.3.2.1
Divergente Plattengrenzen
konstruktiv, da neuer Boden
entsteht
meist in Form eines
mittelozeanischen Rückens
verbunden mit Erdbeben und
Vulkanismus
Magma füllt den
neuentstandenen Raum aus
sowohl im Ozean (z.B. Atlantik) als
auch auf Kontinent (z.B. Rift-Valley
in Ostafrika)
5.3.2.2
Konvergente Plattenbewegung
destruktiv: Krustenmaterial wird ,,recycled"
drei Möglichkeiten:
a)
Ozean-Kontinent-Kollision
Subduktion der ozean.
Kruste unter die kontinent.
Kruste
Tiefseerinnen,
Vulkangürteln, Plutone,
Erdbeben
b) Ozean-Ozean-Kollision
Subduktion
Tiefseerinnen, vulk.
Inselbögen, Erdbeben
c)
Kontinent-Kontinent-
Kollision
Aufschiebung,
Überschiebung, Faltung
Verdickung d. kont.
Kruste, isostat. Hebung,
Gebirgsbildung
Quelle: Press et al. 1995
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5.3.2.3
Transformstörung
zwei Lithosphärenplatten
gleiten aneinander vorbei
konservative
Plattengrenze:
es wird weder
Material gebildet noch
zerstört
beim Aneinandergleiten
,,verhaken" sich die
Platten
Lösen dieser
Spannungen führt zu
Erdbeben
Bsp.: San-Andreas-
Störung
5.4
Folgen der Plattentektonik
Plattengrenzen als Erdbebenzentren:
Vulkanismus ist eng mit plattentektonischen Vorgängen verknüpft:
Quelle: Grotzinger et al. 2008
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6
Vulkanismus
6.1
Definition Vulkanismus
Vulkanismus ist eng mit plattentektonischen Vorgängen verknüpft:
80% der aktiven Vulkane an konvergierenden Plattengrenzen
15% der aktiven Vulkane an divergierenden Plattengrenzen
5% der aktiven Vulkane: Intraplattenvulkanismus
6.2
Arten des Vulkanismus
Ozean-Kontinent-Kollision, z.B. Anden
Ozean-Ozean-Kollision, z.B. Inselgruppe und Tiefseegraben
Mittelozeanischer Rücken
Hot-Spot-Vulkanismus
-
Bewegung einer Lithosphäreplatte über einen lagestabilen Hot-Spot im Erdmantel
(= Intraplatten-Vulkanismus), z.B. Hawaii
-
je weiter ein Vulkan vom Hot-Spot weg ist, desto älter ist der Vulkan
Vulkanismus
·Unter Vulkanismus versteht man jene Vorgänge, die mit dem Aufdringen von Magma in die
obersten Partien der Erdkruste und dem Austritt von Lava und Gasen an der Erdoberfläche
verbunden sind.
Quelle: Grotzinger et al. 2008
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6.3
Ablauf eines Vulkanausbruchs
1. Magmakammer füllt sich
2. Magmakammer entleert
sich
Vulkanausbruch
3. Magmakammer ist leer
Einsturz, Bildung einer
Caldera
4. Endstaduim: Caldera füllt
sich mit Wasser;
es kann ein
,,kleiner" Vulkan
nachwachsen
Hauptlieferbereich von
Magmen: im oberen
Mantel (75-250km, ca.
1100°C)
Lava: Gesteinsschmelze an
der Erdoberfläche
6.4
Lavatypen und Vulkanform
je nach Zusammensetzung, Gasgehalt und Temperatur entstehen unterschiedliche Vulkantypen:
Schildvulkan
·basaltische (SiO
2
arme) Lava
·dünnflüssig und schnell
·effusiv, Effusion
Stratovulkan
·rhyolitische (SiO
2
reiche, saure) Lava
·dickflüssig und zäh
·explosiv, Explosion
Quelle: https://earthsci.stanford.edu/research/mahood/images2/Slide38%
5B1%5D.jpg
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7
Plutonismus
7.1
Definition Plutonismus
7.2
Unterscheidung nach Größe und Lage
Batholit
Intrusionen mit
> 100km²
Ausdehnung
Bsp.: Sierra
Nevada
Stock
Intrusionen mit
< 100 km²
Ausdehnung
Bsp.:
Granitintrusion im
Bayrischen Wald
Lagergang
parallel zur
Schichtung
tafelförmige
Intruslava
Gesteinsgang
diskordant zur
Schichtung
Plutonismus
·Unter Plutonismus versteht man jenen geologischen Prozess, bei dem Magma in die Erdkruste
eindringt und dort (langsam) erstarrt.
·Durch Hebung und/oder Erosion können solche Plutone (Intrusionen) freigelegt werden und dann
an der Erdoberfläche anstehen.
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8
Orogenese
8.1
Definition Orogenese
Man unterscheidet in
andinische Gebirgsbildung
alpidische Gebirgsbildung
8.1.1
Andinische Gebirgsbildung
durch Subduktion (ozeanische Platte
unter kontinentale Platte)
Aufschmelzung
Vulkanismus
vulkanische Gebirge
8.1.2
Alpidische Gebirgsbildung
durch Kollision zweier
Kontinentplatten
Bsp: Alpen (afrikanische und
eurasische Platte); Himalaya
(indische und eurasische
Platte)
Auf-, Überschiebung und
Faltung
keine Subduktion
kein Vulkanismus
Verdickung der kontinentalen
Kruste
isostatische Hebung
Orogenese
·Als Orogenese wird der Prozess der Gebirgsbildung durch tektonische Vorgänge bezeichnet.
Quelle: http://www2.klett.de/sixcms/
media.php/76/andenentstehung.gif
Quelle: http://www2.klett.de/sixcms/
media.php/76/himalaya00.jpg
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- Quote paper
- Martin Eder (Author), 2015, Einführung in die Physische Geographie. Geomorphologie, Klimatologie sowie Boden-, Hydro- und Vegetationsgeographie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/301717
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