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Frost-Tauzyklen

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Frostsprengung eines Gneisblocks
Canigou-Massiv, östl. Pyrenäen,
Oberes Vall d'Espir, Pyrenées-Orientales
Frankreich
Foto: Collector

Die Verwitterung durch Volumenvergrößerung des Wassers (ca. 9%) und der Bildung hoher Drücke (bis 220 MPa) beim Gefrieren wird als Frostverwitterung (Kyroklastik) bezeichnet. Dieser Prozess findet statt, wenn im Winter Wasser in Gesteinsrisse eindringt, zu Eis gefriert (Spaltenfrost), wobei sich die Spalten ausdehnen, nach dem Schmelzen des Eises noch mehr Wasser in die nunmehr vergrößerten Spalten gelangt und durch dieses wiederholte Auftauen und Gefrieren letztendlich das Gestein zerspringt. Dieser Prozess wird auch als Frostsprengung bezeichnet.

Ein häufiger Wechsel von Gefrieren und Wiederauftauen (Frost-Tauzyklen) des Substrats des Gestein und des Bodens sind entscheidend für die Intensität frostbedingter Verwitterung und frostbedingten Gesteinszerfalls. Starke Abkühlung des Gesteins in strahlungsreichen Frostnächten bei gleichzeitiger hoher Einstrahlung und Erwärmung am Tage bilden ideale Voraussetzungen zur Bildung von Frostschutt. Auch unter Schnee kann es durch wechselndes Gefrieren und Auftauen des Untergrundes zu Frostverwitterung kommen, ein Prozess, der als Nivation bezeichnet wird.

Frostsprengung im anstehenden Gestein und Eisbildung im gelockerten Substrat stellen einen der wichtigsten physikalischen Verwitterungsprozesse dar. Durch Frostsprengung wird Schutt aller Größenordnung aber auch Feinmaterial bis zur Schlufffraktion in großen Mengen erzeugt. Physikalische Verwitterung und Gesteinsaufbereitung sind typisch für die nivale und die periglaziäre Höhenstufe der Gebirge.

Blockhalden und Felsenmeere

Blockhalden sind große Ansammlungen von meist granitischen oder quarzitischen Gesteinsblöcken mit Durchmessern über 20 cm. Sind diese Blockhalden großflächig, werden sie als Block- oder Felsenmeere bezeichnet. Sie entstehen vor allem durch Frostsprengung der Gesteinsklüfte.

Anmerkung: Die vielfältigen Formen von Hoodoos, Erdpyramiden, Pinnacles, Felsnadeln etc., welche fast immer Produkte des Zusammenspiels physikalischer Verwitterung (z.B. Frosttau) und abrasiver Kraft des Windes sind, werden eingehend im Kapitel Erosion beschrieben.


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Folgen der Frostsprengung in Gestein
Wilkins Mountains, Antarktis
Foto: P. Carrara, 1978, USGS

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Frostgespengte Blöcke
Shepard Formation
Boulder PAss area, Glacier National PArk
Montana, USA
Foto: P. Carrara, 1981, USGS

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Frostsprengung
Yosemite National PArk
Kalifornien
Foto: F. Mathes, 1914, USGS

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