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Verwitterung

Englisch: Weathering; Französisch: Altération; Spanisch: Degradación oder Meteorización

und

Erosion

Englisch: Erosion; Französisch: Erosion; Spanisch: Erosión

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Kalkkarstgebirge
Jurassisches, durch Kohlensäure- und Lösungsverwitterung entstandenes Karstgebirge mit horizontalen Klüften und tw. stark beginnender Wollsackverwitterung Torcal-Massiv, Antequera, Provinz Malaga, Spanien
Foto: Collector

Verwittern, ein intransitives Zeitwort, durch den Einfluß des Wetters zerstört werden, zerfallen, zerbröckeln. Ein Fels verwittert, ein alter Baumstamm verwittert, er fällt nach und nach auseinander, indem die Einwirkungen der in der Luft, im Wasser u. s. w. enthaltenen Säuren eine chemische Zersetzung und Auflösung hervorbringen, so daß der Körper, der ihnen ausgesetzt wird, seine Dichtigkeit und Festigkeit verliert und endlich auseinander fällt. (Dr. J.G. Krünitz, 1773-1858; Oekonomische Encyklopädie, Band 219)

Das Wasser welches als Regen auf die Erde fällt, nimmt aus der Luft und dem Erdboden Sauerstoff, Kohlensäure und andere Bestandteile auf, sickert mit diesen beladen in die Tiefe und kommt hier mit Gesteinen in Berührung. Während nur reines Wasser auf die meisten Gesteine keine besondere Wirkung ausübt, besitzt ein derartiges Wasser ganz andere Eigenschaften. Es vermag im Laufe der Zeit auch die widerstandsfähigsten Mineralien in den Gesteinen zu lösen und zu zerstören und führt mit Sicherheit deren Verwitterung bei. Sie verlieren ihren Glanz und oft ihre Farben, werden matt, rau und zerbrechlich und zerfallen schließlich zu Grus, wenn sie nicht vollständig vom Wasser gelöst und fortgeführt werden.

Das Wasser nimmt aus den verwitterten Gesteinen weitere Bestandteile auf, es trifft auf seinem Wege in der Erde mit Wasser, das von anderen Mineralien andere Bestandteile aufgenommen hat, zusammen und die gelösten Stoffe vereinigen sich zu neuen Körpern, zu frischen Gesteinen, die ihrerseits wieder der Verwitterung anheim fallen. So herrscht auf der Erde ein ununterbrochenes Werden und Vergehen der unorganischen Materie vergleichbar dem Werden und Vergehen der organischen Geschöpfe auf der Erde und diese selbst können nur dadurch leben, dass Gesteine zerstört werden. Aus den Lösungen, die bei der Verwitterung entstehen, nehmen die Pflanzen ihre Nahrung auf und von den Pflanzen nähren sich die Tiere. So kann man sagen, dass ohne die Verwitterung kein Leben auf der Erde möglich ist. (Frei nach: R.v. Brauns, 1896; Chemische Mineralogie)


Kapitelübersicht

Aufgrund des Umfangs haben wir uns entschieden, an dieser Stelle lediglich eine Aufstellung der Kapitel auf oberer Ebene anzuführen. Eine detaillierte Inhaltsangabe zu diesem Geologischen Portrait Verwitterung und Erosion ist in der Inhaltsübersicht zu finden.


Abgrenzung der Begriffe Verwitterung, Erosion und Alterung

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Durch Winderosion gebildete fragile schneeweiße Hoodoos aus Entrada-Sandstein (Fuß 160 mya) und roten Kappen aus Dakota-Sandstein (100 mya)
Grand Staircase Escalante National Monument, Arizona-Utah, USA
Foto: Ralph Stiller

Verwitterung

Unter Verwitterung versteht man exogene geodynamische Prozesse an der nahen Erdoberfläche, die zum Zerfall und zur Zersetzung von Mineralien und Gesteinen führen, wobei unter allmählichem Verlust von Bestandteilen die Konsistenz und Form des Minerals oder Gesteins zerstört wird. Die Gesteinszerstörung ist Folge physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse, welche sowohl räumlich als auch zeitlich eng miteinander verknüpft sind. Der eigentliche Gesteinszerfall ist ein Produkt unterschiedlicher physikalischer Prozesse, wobei Wasser, Wind und Temperatur die wichtigsten Verwitterungsverursacher sind. Chemische Prozesse führen zu Um- und Neubildung von Gesteinen, wobei die Mineralien in gelöste Stoffe überführt werden. Die wichtigsten Einflussfaktoren der Verwitterungsintensität sind das Angebot der Kräfte durch das Klima, die Verwitterungsarten, der Mineralbestand der Gesteine und der Zeitpunkt der Heraushebung der Gesteine an die Oberfläche. Ein besonderes Merkmal ist, dass Verwitterungsprozesse nur bei Gesteinen in situ stattfinden, wobei kein Transport stattfindet. Auf die Verwitterung folgt die flächenhaft wirkende Abtragung (Denudation). Verwitterung bei Salzen ist das Austreten von Kristallwasser bei gewöhnlicher oder höherer Temperatur, wobei in der Regel der Kristall zerfällt.

Erosion

Erosion ist die Abtragung, der Transport und die Verlagerung von Gesteinen durch Fließgewässer, durch Meeresbrandungen, durch Niederschläge und durch Gletscher.

Die wichtigsten Erosionsprozesse sind die Abtragung durch fließendes Wasser (welches Einschnitte, die Vertiefung und die Verbreiterung von Flussbetten bewirkt), durch fluviatilen Transport (Verlagerung von Material), durch abfließendes Regenwasser oder auch durch Sickerwasser. Durch Wind (aeolischer Transport), Deflation (Ausblasung verwitterten Materials in ariden gebieten), Abtragung durch Meeresbrandungen (marine Erosion oder Abrasion), durch starke Niederschläge (Abspülung) und durch Gletscher, welche die Oberfläche durch ihr großes Gewicht und das mitgeführte Gesteinsmaterial zerstören.

Bei der Erosion findet im Gegensatz zur Verwitterung ein Transport statt.

Im US-Sprachgebrauch versteht man unter Erosion eine durch Menschen verursachte Abspülung, die Bodenerosion, aber auch die Abtragung durch das Meer (Abrasion) und selbst durch Gletscher. Nicht selten wird Erosion jedoch als Synonym für Verwitterung (richtig: weathering) benutzt.

Denudation

Während Erosion eine linienhafte Abtragung ist, bezeichnet Denudation (von lateinisch denudare = entblößen) im Gegensatz dazu die flächenhaft wirkende Abtragung der Festlandsoberfläche.

Vielfach werden Erosion und Denudation unter dem Begriff Erosion zusammengefasst.

Alterung

Der Prozess des Alt- oder Älterwerdens. Alterung wird manchmal als Synonym für Verwitterung benutzt (gealterte Gesteine). Im Französischen ist es der Begriff für Verwitterung.

Regolith

(altgr. ῥῆγμα, regma = Bruch und λἰθος, lithos = Stein) ist ein Lockermaterial einer aus Schutt, Sedimentiten und Böden bestehenden Verwitterungsdecke der Erdoberfläche, die sich durch chemische und physikalische Verwitterung über dem darunter liegenden unverwittertem Ausgangsmaterial gebildet hat. Der Begriff wird auch für die aus Gesteinsbruchstücken verschiedener Art, Größe und Herkunft bestehende Gesteinsdecke von anderen Himmelskörpern verwendet (Mondregolith oder Marsregolith).

Fehlender Konsens bezüglich der Entstehung und verwirrende Begriffsdefinitionen

Zu den Ursachen bestimmter Verwitterungsprozesse gibt es nicht nur sprachlich bedingte, sondern auch entstehungsbezogene, voneinander abweichende Auffassungen, bzw. Aussagen. Dieses rührt im Wesentlichen daher, dass es kaum eine Verwitterungsart gibt, bei welcher de facto nur ein einziger Prozess zur Zerstörung des Gesteins führt.

Kein Konsens herrscht z.B. bei Wollsackverwitterungen, welche bei den Einen als physikalische, bei den Anderen als chemische Verwitterung definiert wird, bei Desquamation, hier spielen sowohl Temperatur- als auch Salzverwitterung die maßgebende Rolle und ganz besonders bei den Tafoni, welche durch komplexe Salz-, Wind- und chemische Verwitterungsprozesse entstehen. Ebenso beim Wind, welcher sowohl als physikalische Verwitterung (Korrasion) als auch als Erosionsprozess (aeolischer Transport) aufgefasst werden kann und letztlich auch bei der Wurzelsprengung, welche wegen der Drücke, die dabei erfolgen, zu den physikalischen Verwitterungen, der biologischen Natur der Pflanzen wegen aber auch zur biogenen Verwitterung gezählt wird.

Verwirrung besteht wesentlich dadurch, dass sowohl im deutschen, als auch im internationalen (anglo-frankophonen) Sprachgebrauch die Begriffe Verwitterung, Erosion und Alterung sehr häufig durcheinander verwendet und dann gedankenlos von einem zum anderen Autor abgeschrieben werden. Ein ähnliches Beispiel ist der lockere Umgang mit dem Begriff Hydration (physikalischer Prozess), welcher nicht nur fälschlich als Hydratation bezeichnet und nicht selten mit der Hydrolyse (chemischer Prozess) verwechselt wird.


Verfasser

  • Peter Seroka
  • mit Beiträgen von Norbert Kirchhoff (Tsingy) und Rainer Albert (Burren).

Einordnung



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