Geomorphologie erste 100 Buchseiten zsm PDF

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Eine Zusammenfassung der ersten 100 Seiten vom Buch ...

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Inhaltsverzeichnis SYSTEME UND ARBEITSMETHODEN

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IN DER MORPHOLOGIE GIBT ES VERSCHIEDENE ARBEITSMETHODEN. METHODIK DER GEOMORPHOLOGIE

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DAS GEORELIEF

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BILDUNG, GESTALT UND GEFÜGE GRUNDZÜGE DER BILDUNG DES GEORELIEFS DIE GEOMORPHOLOGISCHE GROSSGLIEDERUNG DER ERDOBERFLÄCHE UND IHRE ENTSTEHUNG DIE FEINERE GESTALTUNG DER ERDOBERFLÄCHE UNTER MITWIRKUNG VON KRUSTENBEWEGUNGEN GESTALTMERKMALE DER GEORELIEFFORMEN GEFÜGE UND AREALSTRUKTUR DER GEORELIEFFORMEN

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BAUSTOFF DER GEORELIEFFORMEN: DER OBERFLÄCHENNAHE UNTERGRUND

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FORMBESTIMMUNG DURCH GESTEINSART UND GESTEINLAGERUNG WIRKUNG DER GESTEINSBESCHAFFENHEIT

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Geomorphologie-Geographie Systeme und Arbeitsmethoden Die Geomorphologie beschäftigt sich mit formbildenden und verändernden Prozessen. Ein geomorphologischer Prozess besteht aus physikalischen und chemischen Vorgängen an der Erdoberfläche und Lithosphäre. Bei einem Komplexen nichtlinearen System geht man von einem System aus, dessen Prozesse kaum oder nur schwer vorhersehbar sind. Das heißt, dass das System bei gewissen Prozessinputs unproportioniert reagiert. Philipps nennt mehrere phänomenologische Ursachen für ein Komplexes nicht lineares System: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Schwellenwerte (thresholds) Masse- und Energiespeicher (storages) Sättigung und Entleerung (saturation and depeletion) Selbstverstärkung durch positive Rückkopplung (self-reinforcing by positive feedback) Abschwächung durch negative Rückkopplung (self-limitation by negative feedback) Konkurrierende Wechselwirkungen (completitive relation-ships) Mehrfache Formen der Anpassung (multiple modes of adjustment) Selbstorganisation (self-organization) Hysterese (hystersis)

Rückkopplung heißt, dass eingetretene Wirkungen wieder einen Einfluss auf die Verursachung nehmen.

In der Morphologie gibt es verschiedene Arbeitsmethoden. Eine Methode wäre die Methode nach dem Aktualitätsprinzip. Die meisten Landformen sind aus vorzeitlichen Prozessen entstanden, also versucht die Aktual-Morphogenese mittels der jetzigen Form und Prozesse die stattfinden auf alte rückzuschließen. Anhand dieser Ergebnisse kann man dann Prognosen etc. erstellen. Um dies zu bewerkstelligen braucht man jedoch eine „Werkzeugkiste“. Diese Werkzeugkiste ist die geomorphologische Methodik. Diese Methodik lässt sich unterteilen in: 1) Feldmethodik a. Beobachtung der Formen oder aktuell wahrnehmbaren Prozessen im Feld b. Messung von Formen und Formelementen bzw. von deren Einzelmerkmalen im Feld c. Kartierung von Formen, Formenelementen, geomorphogenetischen materialtypen und sichtbaren Prozessspuren im Feld d. Aufnahme von Materialprofilen zb. am Flussufer, in Kiesgruben oder Bohrungen im Oberflächennahen Untergrund i. Aufnahme der visuell wahrnehmbaren Merkmale ii. Probenahme an Sedimenten und Fossilen Böden fürs Labor e. Feldexperimente unter Naturbedingungen zur Erforschung geomorphogenetischer Prozessabläufe (blöd im Regen Rumstehen zb.) 2) Labormethodik

a. Physikalische und chemische Sediment und Bodenanalyse und auf deren Sedimentations- und Transportmerkmale b. Laborexperimente c. Physikalische Datierungsmethode von organischen und anorganischen material 3) Arbeit mit Raumdaten a. Auswertung topographischer und geowissenschaftlicher Karten b. Benutzung von Digitalen Geländemodellen c. Auswertung von Luftbildern d. Auswertung von Satellitenbildern 4) Arbeit mit mathematisch-statistischen Methoden und mathematischen Modellen a. Anwendung Geostatistik b. Anwendung mathematisch-Statistischen Modellen c. Anwendung von Differentialgleichungen zu Modellrechnungen Diese Methoden sind jedoch, je nach System stark unterschiedlich. Die Geomorphologie arbeitet mit 3 Ansätzen: 1.Geomorphographisch-geomorphometrischer-Ansatz Hier werden kleinräumig (großmaßstäbig, naturwissenschaftlich exakt) und großräumig (kleinmaßstäbig mit quasiquantitativen bis qualitativen Georeliefmerkmalen) quantitative Landformen und Formenmerkmale erfasst. Sie zeichnet sich dadurch aus dass alle Georeliefmerkmale aufgenommen und die Formengestalten maßstäblich exakt repräsentiert werden. Unter Geomorphographie (Beschreibung) und Geomorphometrie (Längenangaben) wird also die exakte Erfassung und Darstellung von Landformen verstanden. Da Geomorphographie und Geomorphometrie ohne quantitativen Angaben nicht möglich ist, lassen sich diese nicht trennen. Bei Größere Landschaften (kleinmaßstäbig) treten die quantitativen, metrischen geomorphographischen Angaben zurück und man arbeitet mit quasiquantitativen Angaben (zb. Durchschnitt). Beim geomorphographischen Arbeiten stehen zwei Darstellungsmittel im Vordergrund:  Die geomorphologische Karte  Die geomorphologische Datenbank, die wiederum zu einer digitalen geomorphologischen Karte ausgearbeitet werden kann Bei kleinmaßstäbigen Darstellungen kann man Daten aus digitalen Geländemodellen die einer topographischen Karte zugrunde liegen hernehmen. Man geht methodisch davon aus, dass das Georelief über eine naturgesetzlich bedingte Gestalt verfügt, die eine gefügetaxonomische Ordnung aufweist. Diese beiden stehen in Verbindung, da kleine homogene Bausteine zusammen eine Formgesellschaft bilden. Die Erfassung und damit Beschreibung der Georeliefelemente erfolgt über die Eigenschaften und Merkmale, die wichtigsten sind: Hangneigungsrichtung (Exposition), der Neigungswinkel und die Wölbung (konvex, konkav, gestreckt). Zusätzliche quantitative Kennzeichenbestimmungen sind zb. nach Breite, relativer Höhe etc.

Diese Daten kann man dann in der Geomorphologie in ein Prozesssimulationsmodell einbringen, was für die Praxis essenziel ist. Bei Problemstellungen der Praxis wird manchmal auch von den geomorphographischen Basisdaten selber ausgegangen.

2.Geomorphogenetischer Ansatz Sie untersucht die vorzeitlichen und aktuellen Prozesse. Dieser Ansatz geht weit über seinem Fachgebiet hinaus, da dieser beispielweise bis zum Umweltschutz reicht. Den geomorphogenetischen Ansatz kann man unter vorzeitlichen oder aktuellen Gesichtspunkten erforschen. Dieser Ansatz setzt sich vor allem mit den Vorzeitlichen Epochen Pleistozän des Quartärs, aber auch bis zum Tertiär auseinander. Beim geomorphogenetisch-geochronologischen Ansatz geht es überwiegend um größere Formen und deren Entwicklung. Im geomorphogenetischen Ansatz verwendet man manchmal auch den geomorphographischen und geomorphometrischen Ansatz. Aber hier geht es nicht nur um die Art und Wirkungsweise der Prozesse, sondern auch um die Zeit der Morphogenese (alle Prozesse „vor Heute“):  Die Landformen selber (wann entstand die Form)  Die „Baumaterialien“ (Wann entstand das formbildende Material)  Handelt es sich um Material des geologischen Untergrunds  Handelt es sich um material, das als geomorphogenetischer Materialtyp während der Geomorphogenese entstand (zb. Flussschotter unter Fließgewässerverhältnisse) Bei der Geomorphogenese wird aber auch quantitativ vorgegangen (zb. Altersdatierungen von Formen und Sedimenten). Aber es sind nicht nur die Materialeigenschaften der Grobsedimente wichtig, sondern auch die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Feinsedimente und fossilen Böden. Deshalb spielt die Labormethode eine wichtige Rolle. 3.Systematische-geomorphologischer Ansatz Dieser Ansatz geht davon aus, dass das Georelief ein eigenes System ist, welches verschiedenen Faktoren (Wasser, Sonneneinstrahlung, Schwerkraft etc.) ausgesetzt ist. Die systemanalytische Betrachtung der Landschaft weist in zwei Richtungen: 1. Geomorphologisch-geoökologischer Ansatz a. Er betrachtet vorrangig das geoökologische Systemelement. Dieser Ansatz bezieht sich auf das aktuelle geomorphologische System. 2. Geomorphogenetischer Ansatz a. Er betrachtet das Georelief vorrangig als geomorphologisches System. Also spielt die Erdgeschichte eine wichtige Rolle. In der praktischen Forschungsarbeit greifen jedoch beide Ansätze ineinander über. Je großmaßstäbiger das System ist, desto genauer sind die einzelnen Prozesse aufzuzeigen.

Methodik der Geomorphologie Geomorphologische Daten werden skalenbezogen ermittelt. Topische (vor Ort) und chorische Dimensionen werden jedoch aufgrund der quantitativen und praxisorientierten Bedürfnisse bevorzugt. Die „Theorie der geographischen Dimensionen“ besagt, dass Naturwissenschaftlich exaktes Arbeiten nur vor Ort geschehen kann.

Geomorphologische Feldarbeitsmethodik Eine unerlässliche Vorrausetzung geomorphologischer Arbeit ist die Beobachtung im Gelände. Das arbeiten vor Ort muss aber öfter geschehen, da man sonst aufgrund der Wetter-, Verwitterungssituation usw., nur eine eine einseitige Anschauung bekommt. Siehe auch Buch Seite 47, Abb. 1.4/1 Man Beobachtet: 1. Beobachtung im engeren Sinne Betrachten der Formen auf ihre Gesamtgestalt und Einzelmerkmale: a. Zu den Übersichtsbeobachtungen (Gesamtzusammenhang erkennen) b. Die Beobachtung am Einzelobjekt (Details der Georeliefmerkmale) 2. Messung von Formen und Georeliefelementen Zb. die Wölbung, höhe, Hangneigung etc. Voraussetzung für die Messung ist, dass man zuerst die Merkmale erkannt werden müssen. Dazu gehört auch die Abgrenzung der Formen und ihrer Elemente. 3. Kartierung (auch eine Form der Beobachtung) a. Eine geomorphographische Karte (Eine geomorphogenetische Karte gibt es nicht, da sie auf Interpretationen, Theorie und Hintergrundwissen von geomorphographischen Karten basiert). b. Kartierung der geomorphogenetischen Materialtypen (Handbohrungen) c. Kartierung von sichtbaren Prozesspuren i. Das können Spuren von aktuellen Geomorphodynamik sein (zb. Erdfälle), aber auch vorzeitliche Prozesshinterlassenschaften (zb. Dünen, Bergstürze). 4. Aufnahme von Material und Materialprofilen a. Aufnahme von visuell Wahrnehmbaren Merkmalen des oberflächennahen Untergrunds (Sedimentart, Lagerungsstörungen) b. Probenahme an Sedimente, rezenten und fossilen Böden, Kalkkrusten, Anorganischen Material (Tuffen, Aschen) und organischem Material (Holz) i. Oberflächennahen Aufschlüssen (Hangrisse) ii. Künstlichen Aufschlüssen (Grabungen) 5. Feldexperimente unter Naturbedingungen Anwendungsschritte beim Prinzip der Korrelate, die Schritte sind: 1) Genaues Beobachten der Formen und ihrer geomorphographischen und geomorphometrischen Eigenschaften und Merkmale 2) Geomorphogenetische Deutung: Im Sinne des geomorphologisch-geoökologischen Ansatzes geht man nach dem funktionalen Prinzip vor. Man untersucht die Materialien und Formen die beim geomorphologischen Prozessgeschehen beteiligt gewesen sind. Aufschluss gibt der oberflächennahe Untergrund. Das Problem bei der Geologie oder Pedologie: von Aufnahmepunkten bei Bohrungen wird auf die Gesamtform geschlossen, um eine flächenhafte Aussage über deren Bau zu ermöglichen. Extrapolationsmerkmale sind dabei die geomorphographischen Verhältnisse (Gestaltmerkmale) und andere Geoökofaktoren (vor allem Boden und Bodenwasserhaushalt). Man geht aber auch auf die

Wirkungsweite der Prozesse ein. Die Art der Morphogenese kann man jedoch aus der Materialart und die Lagerungsverhältnisse erschließen, was aber Kenntnisse der Geologie und Pedologie voraussetzt. Der geomorphographischen Karte kommt eine wichtige Rolle zu da sie:  Ein mehrschichtiger Datenträger ist  Formenmerkmale des Georeliefs aufzeigt (gmgraphischeverhältnisse)  Eine reine Faktenaufnahme ist (Interpretationsfrei)  Man erkennt mittels der Merkmale die Landformen und Landschaft  Die geomorphographischen Merkmale sind Regler im Prozessgefüge der Geoökosysteme Siehe Buch Seite 51,52,53 Geomorphologische Laborarbeit Die geomorphologische Laborarbeit spielt in der Geomorphologie eine extrem wichtige Rolle. Dazu gehören 1) Grobsedimentanalysen (Z.B. Materialzusammensetzung-Gesteinsart), Formen (Schutt, Geröll) Materiallagerung (Schichtung, Schichtlücken) 2) Feinsediment- und Bodenanalysen a. Physikalische Feinsediment und Bodenanalyse (Man bestimmt zb. die Korngrößen und Aggregaten) b. Chemisch: Man bestimmt den Gehalt an organischer Substanzen, Eisen und verwitterbaren Material 3) Methoden der Altersbestimmung a. Es gibt die absoluten Altersbestimmungen (zb. C14-Methode) und die Thermoluminiszenzmethode (TL-Methode). b. Methoden der relativen Altersbestimmung (zb. Pollenanalyse das in das Material eingebettet ist). Die gewonnenen „weichen Daten“ kombiniert man dann mit den absoluten Altersbestimmungen. Es gibt auch die Datierung von Schichtabfolgen, ..., diese sind jedoch stark mit der Feldarbeit verknüpft. Die Grenze zwischen Grob und Feinsediment liegt bei einem Korndurchmesser von 2mm. Da man für diese Sedimentarten 2 verschiedene Arbeitstechniken anwendet. Die Laborarbeit ist bei der Grobsedimentanalyse stark mit der Feldbeobachtung verknüpft. Bei der Feinsediment-Analyse hingegen, ist vor allem die Laborarbeit bedeutend. Erst eine Vielzahl an Proben die im Zusammenhang mit dem makroskopisch durchgeführten Gesamtspektrum der Geländebeobachtung und der problembezogenen chemischen, mineralogischen und physikalischen Analysen, erlauben eine fachwissenschaftliche Aussage. Siehe Buch Seite 58, abb. 1.4.2/1 Bei der Auswertung von Laboranalysendaten spielt die Größenordnung eine Rolle. Manche Gesteine prägen die Landschaft, manche sind lediglich zb. in einer ökologischen Nische. Die Gestalt von Grobsedimentkomponenten ist ein Indikator für Vorzeitliches Klima und Landschaftszustände. Sie Zusammenfassung von allen Buch Seite 60-64

Das Georelief Bildung, Gestalt und Gefüge Die Wahrnehmung des Georeliefs ist ein Skalenproblem, da bei einem kleinen Maßstab zwar die Kontinente etc. gut sichtbar sind, aber die Einzelheiten nicht, bei einem großen ist es umgekehrt. Also kann bei einer kleinmaßstäbigen Betrachtung nur das Grundprinzip der geomorphogenetischen Muster erkennen (Klimazonen, Plattentektonik). Was heißt „feinere Gestaltung der Erdoberfläche“:  Es geht um die Landformen, dessen Weiterentwicklung und Prozesse an sich  Auch das Muster der Landformen: Einzelberge, etc. bilden „Georeliefformengefüge“  Man kann die Landformen hierarchisch ordnen; o Formgestalt (Berg, Tal) o Klimageographisch (Hänge von Wüstenbergen, Hänge der immer feuchten Tropen) o Prozesse  Fluvial (Wasserabtragung)  Äolisches (Windabtragung)  Glazial (Eis-Wasser-, Wasser-Eis in Bezug auf Sedimente) o Endogene-Prozesse (Plattentektonik) o Exogene-Prozesse(Wasser, Wind, Eis)  Die geomorphographischen Merkmale wirken bei viele geoökologischen Prozesse ein (Hangneigung zu Wasserabflussstärke, Bodenabtrag) Grundzüge der Bildung des Georeliefs Durch Rotation und Revolution, ist die Erde kugelähnlich. Die Rotationsgeschwindigkeit beträgt 456,12 m/s und führt dazu, dass die Erde an den Polen um 21km abgeplättet ist. Die Atmosphäre steht mit den anderen Teilsphären in Wechselwirkung:  Hydrosphäre und Kryosphäre  Lithosphäre und Pedosphäre  Biosphäre mit Anthroposphäre Buch Seite 68-69 Die geomorphologische Großgliederung der Erdoberfläche und ihre Entstehung Die hypsographische Kurve unterteilen die Höhenlagen unserer Erdoberfläche. Zwei Hauptgebiete Fallen auf:  Flachgebiete: 3-6 km Tiefe (51% der Oberfläche) und 0-1km Höhe 26,5%  Extreme Tief und Hochgebiete: Tiefseerinnen 0,5% und über 3km Höhe 1,2% Ursachen dafür ist die Kontinentalverschiebung. Siehe Buch Seite 71, Orangen Text und Grafik

Erst als man die Genese der Meeresböden und die Idee der Magmastromkreise im Erdmantel mit in die Betrachtung der Kontinentalbewegung einbezog, war die Theorie der Plattentektonik geboren (1960). Die jetzige kontinentale Aufteilung ist aufs Mesozoikum bis Känozoikum zurückzuführen.

Siehe Buch Seite 72 - 74 Grafik + oranger Text Das meiste haben wir in der Vorlesung durchgemacht deshalb kommen jetzt nur ein paar kleine Neuheiten: Beim Faltungsvorgang entstehen immer randliche Tröge, also sich absenkende Sedimentationsbecken, in welche das erodierte Material hinverfrachtet und sedimentiert wird. Zb. der tertiäre Molassetrog (Alpenvorland zwischen Genfer See und Wiener Becken). (Seite 75) Der Schelf Er ist die Kontinentaltafel und tretet ab einer Höhe von über 1000m und 0 bis- 200 Meter ein (26,5%). Hier ist wegen der hohen Sedimentationsbedingungen eine stark wechselvolle Entwicklung zu sehen. Sie beruhen auf:  geringeren Wassertiefen um die Kontinente  den zusammenhängen mit den festländischen Fließgewässern  der draus resultierenden küstennahen Sedimentation  und der an der Küste eintretenden Sedimentationsprozessen Während des Eiszeitalters(Pleistozän), führte der stetig wechselnde Meerespiegel und der Eis Ab- und Aufbau, zu einer belebten Sedimentation und Erosion. Die feinere Gestaltung der Erdoberfläche unter Mitwirkung von Krustenbewegungen Für alle größerräumig vorkommenden und markanten Landformen gilt, vom Zeitpunkt der Heraushebung oder einer Bruchbildung an beginnt die exogene Geomorphodynamik zu wirken (Eis, Wasser oder Wind bearbeiten das tektonisch gebildete Material). Erdkrustenbewegungen und Georelief allgemein In der Theorie sind geomorphodynamische Prozesse am Georelief der Erdoberfläche, nur durch tektonische Krustenveränderungen möglich. Zum Beispiel bei einem aus dem Meer herausgehobenen Sedimentationsbereich mit flachlagernden Schichten oder den Flachformen einer sehr alten, eingerumpften Festlandfläche. Auf der Ausgangsfläche entstehen durch tektonische Vorgänge Reliefunstetigkeiten. Dies geschieht entweder relativ plötzlich (große Spalterscheinungen bei Erdbeben etc.) oder langzeitig (Bildung der Randschwellen Afrikas). Krustenbewegungen können auftreten als:  epirogenetische (langzeitig und großräumige Krustenbewegungen, bei denen die Gesteinsverlagerungsverhältnisse nicht wesentlich gestört werden)

bruchtektonische Bewegungen, Bei denen die Lagerungsverhältnisse in Linienmustern gestört werden. (langsam, aber rascher als bei epirogenetisch)  orogenetisch, die Faltung erfolgt einheitlich Geoökofaktoren (Eis, Wasser, Wind oder Solifunktion) können die tektonischen Anlagen verwischen und so nur noch eine geomorphologische Deutung ermöglichen. 

Erdkrustenbewegungen und Fluvial-erosion Erdkrustenbewegungen wirken sich auch auf Flüsse aus (stärkeres Gefälle, Stauungen). Diese Änderungen steuert die Fluvialgeomorphodynamik (an einer Stelle kommt es zu „Aufschotterung“ (Flüsse und Bäche füllen sich), oberhalb der Einbiegungsstelle kommt das Wasser zum erliegen. Antezedenz Normalerweise behauptet sich gegenüber der Krustenverbiegung und es ändert sich dabei nur das Georelief. Hält die Krustenbewegung aber mit dem Fluss schritt, entsteht ein antezedentes Durchbruchsgebiet. Das heißt der Fluss ist zb. vor dem Berg schon da, die Platten erheben sich, der Fluss bricht durch das Gebirge durch. Man Kann dies im Mittelreihn, Ebro in Spanien und an der Donau beobachten. Siehe Grafik Buch Seite 81 Epigenese Jedes antezende Tal ist gleichzeitig epigentisch, da es in die unteren Gesteinsschichten schneidet. Sind diese gegenüber dem zu verwitternden material verschieden widerständig werden die petrographisch weichen weggeräumt, die harten Gesteine bleiben jedoch stehen. Folglich bleibt ein Bergmassiv oder ein Höhenzug stehen der vom Fluss durchbrochen wird. Vorrausetzung für ein epigenetisches Durchbruchstal ist die Hebung der Großscholle und die stetige Tiefenerosion verbunden mit der allgemeinen Abtragung der Landoberfläche außerhalb des Tales. Anfangs wird das leichte, später die schweren Materialen. Siehe Abb. auf Seite 83 Lies zu Krustenbewegung und Hanggestaltung auf Seite 82 und 83 das Merke durch Konvexe und konkave Hänge Sohlenerosion: Durch die Strömung des Flusses wird Material, wie z.B. Sand, Kies und Geröll, des Flussbettes, die sogenannte Sohle, weggeschwemmt. Wird dieses Geschiebe nicht ersetzt, tieft sich der Fluss immer weiter ein, sodass der Wasserspiegel sinkt. Als Denudation (von lateinisch denudare „entblößen“) wird in der Geologie eine flächenhaft wirkende Abtragung der Festlandsoberfläche bezeichnet. Durch Hebungen entstehen neue Vollformen, deren Hänge jedoch vom Moment der Heraushebung an den abtragenden exogenen Kräften ausgesetzt sind. Eilt die Wirkung der Sohlenerosion der Schnelligkeit der Hangabtragung durch Denudation voraus, nimmt die Hangneigungsstärke gegen das Flussbett hin zu. Es entsteht ein konve...