Geomorphologie Zusammenfassung PDF

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Summary

Zusammenfassung Geomorphologie Definition: Lehre von den physischen die auf der festen formen wirken, und von den Formen, die durch sie geschaffen Exogene Endogene Dynamik Exogene Dynamik: und umlagerung auf der Verwitterung Formungsprozesse: Abtragung (Erosion, Denudation) Ablagerung (Akkumulation)...

Description

Zusammenfassung Geomorphologie Definition: „die Lehre von den physischen Vorgängen, die auf der festen Erdoberfläche formen wirken, und von den Formen, die durch sie geschaffen werden.“ Exogene / Endogene Dynamik -

Exogene Dynamik: Materialaufbereitung- und umlagerung auf der Erdoberfläche ➔ Verwitterung ➔ Formungsprozesse: Abtragung (Erosion, Denudation) & Ablagerung (Akkumulation) : fluvial, äolisch, glazial, litoral ➔ Modifikation & kleinräumige Überprägung der Großformen

-

Endogene Dynamik: für die Erdoberfläche bedeutsame Prozesse und Strukturen in Erdmantel und Erdkruste ➔ Tektonik, Magmatismus, etc. (Teilgebiete der Geologie) ➔ Krustenentwicklung, Vulkanismus, Erdbeben, etc. (Phänomene und Prozesse) ➔ Gesteinsart, Gesteinslagerungen, Bruchstrukturen, etc. (Einzelphänomene) ➔ GEOLOGISCHE STRUKTUREN ➔ Großformen des Reliefs

Die Plattentektonik -

Erdkruste nicht starr, sondern besteht aus mehreren Platten, die in Bewegung sind

-

Großplatten: antarktische, afrikanische, amerikanische, eurasische, pazifische, australische

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Ursache für Bewegungen: Konvektionsbewegungen im Erdmantel (Wärmeunterschiede, die ausgeglichen werden müssen) 1. Aufsteigend – divergierend: o

2 Platten driften auseinander

o

V.a. im Bereich der mittelozeanischen Rücken (Neubildung/ Verbreiterung der Ozeanböden in riesiger Spalte ! sea-floor-spreading)

o

Glutflüssiges Material steigt empor und erkaltet

1

2. Absteigend – konvergierend: o

2 Platten kollidieren miteinander

o

Ozeanplatte + Kontinentalplatte = Hochgebirge

o

Kontinentalplatte + Kontinentalplatte = Faltengebirge

o

Ozeanplatte + Ozeanplatte = Inselbogen

3. Transformstörung o

2 Platten gleiten aneinander vorbei

Vulkanismus = alle Vorgänge und Erscheinungen, die mit dem Aufstieg von Magma (glutflüssige Gesteinsschmelze) an die Erdoberfläche zusammenhängen -

Ursache: unterhalb der Erdkruste glutflüssiges, gasreiches Magma von 1200°C ➔ Druck der Erdkruste ➔ Eindringen des Magmas in Schwachstellen, Risse, Spalten ➔ Weg zur Erdoberfläche ➔ Vulkanausbruch

-

Verbreitung: an tiefgreifenden Störungszonen und Spalten (Plattenränder / -grenzen), mitten in Platten

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Hauptvorkommen: zirkumpazifischer Feuerring, mittelatlantischer Rücken

2

-

-

-

-

Magmatische Gesteine: grobkörnige Intrusivgesteine (Plutonite z.B. Granit)

o

feinkörnige Effusivgesteine (Vulkanite z.B. Basalt)

Vulkantypen: o

Effusivreihe: Tafelvulkan, Schildvulkan

o

Explosivreihe: Maar, Aschevulkan

o

Kalderareihe: Kaldera, zweite Vulkangeneration

Arten des Vulkanismus: o

Oberflächenvulkanismus (eigentlicher Vulkanismus)

o

Tiefenvulkanismus (Subvulkanismus)

Klimaauswirkungen: o

-

o

Abkühlungseffekte aufgrund erhöhten atmosphärischen Aerosoleintrags

Positive Folgen: o

fruchtbare vulkanische Böden

o

geothermische Energie

o

Tourismus

Erdbeben = stoßartige Erschütterungen der Erdoberfläche -

Entstehung: Aufbau von Spannungen an den Plattenrändern ➔ ruckartiges Lösen der Spannung ➔ freiwerdende Energie breitet sich in Form von Erschütterungswellen aus ➔ Beben

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Arten von Erdbebenwellen: o

Primärwellen (durchdringen alle 3 Aggregatzustände)

o

Sekundärwellen (durchdringen nur feste Körper)

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Arten von Erdbeben: Flachbeben & Tiefbeben

-

Vorkommen: hauptsächlich an den Plattenrändern

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Deformation der Gesteine -

Kompression ! " : Faltung : Verschiebung (Aufschiebungen, Gebirgsbildung)

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Dehnung " ! : Dehnung und Ausdünnung : Verschiebung (Abschiebungen, Grabenbrüche ! Oberrheingraben)

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Scherung: Scherung : Verschiebung

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Transformstörung: z.B. Horizontalverschiebung von Plattengrenzen (San-Andreas-Verwerfung)

Geologische Zeitrechnung – Erdgeschichtliche Entwicklung Erd-Urzeit: Präkambrium (4600 – 542 Mio. Jahre) -

Landmassen zu Großkontinenten vereinigt

Erdaltertum: Paläozoikum (542 – 248 Mio. Jahre) -

Kambrium: Landmassen teilen sich langsam; Gondwana liegt im Süden

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Ordovizium: Gondwana umfasst alle heutigen Südkontinente + Antarktis; Teile von Europa & Nordamerika durch Ozean getrennt; Gebiet der Sahara liegt am Südpol

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Silur: Landpflanzen entwickeln sich; zusammengeschweißte Kontinente von Europa & Nordamerika gegenüber von Gondwana; Australien am Äquator

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Devon: Zwischen Gondwana und der euro-amerikanischen Landmasse (Äquator) befindet sich Ozean

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Karbon: Gondwana und nördliche Landmassen werden zusammen geschweißt (=Pangaea); große Teile an Äquator; südlicher Teil Gondwanas ist Vereisungsgebiet

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Perm: Pangaea riesige Kontinentalmasse; schmale Landgebiete im Osten; trockenes Klima

Erdmittelalter: Mesozoikum (248 – 65 Mio. Jahre) -

Trias: erste Risse weisen auf kommende Trennung Europas & Nordamerika hin; trockenes Klima

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Jura: Beginn des Zerfalls von Gondwana in Einzelkontinente; Grönland & Nordamerika noch zusammen; der mittlere Atlantik hat sich geöffnet

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Kreide: Atlantik verbreitert; grobe Umrisse wie heute, Grönland getrennt von Nachbarn

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Erdneuzeit: Känozoikum (65 Mio. Jahre – heute) -

Tertiär: Afrika und Indien nach Norden gedriftet ! Pyrenäen, Alpen, Himalaya

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Quartär: heutige Situation; kein stationärer Zustand; Platten sind ständig in Bewegung

Zukunft der Erde (in 50 Mio. Jahren) -

Afrika und Eurasien zu einem Superkontinent zusammengewachsen

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Mittelmeer hat sich geschlossen ! neues Faltengebirge an dieser Stelle

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Norddrift von Südamerika und Afrika ! viele heute noch tropischen Bereiche dann trockene Klimazonen

Gebirgsbildung / Grund- und Deckgebirge Hauptzyklen der Gebirgsbildung -

kaledonische Gebirgsbildung: Gebirgsbildung während der kaledonischen Ära im Paläozoikum; vor etwa 440 Mio. Jahren

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variskisches Gebirge: Im Karbon gebildete Faltengebirge Mitteleuropas; die Apalachen und das ostaustralische Randgebirge

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alpidische Gebirgsbildung: die jüngste größte Gebirgsbildung, die im Mesozoikum und Tertiärs die heutigen Hochgebirge entstehen ließ

Der Prozess der Gebirgsbildung -

Geosynklinalenphase: langsam sich senkendes Gebiet ! Ablagerung von mächtigen Sedimentschichten; Senkung durch Strömungswalzen im Magma

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Tektogenetische Phase: durch Senkung entsteht seitlicher Druck ! absinkendes Material wird eingeengt und gefaltet & umgewandelt; alles geschieht im Erdinnern

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Orogenetische Phase: Gesteinsmassen leichter als Material, in das sie eingetaucht werden ! bewegen sich nach oben; Krustenteile schwimmen auf Magma; Gesteinsmaterial wird herausgehoben ohne Struktur zu verlieren

Bodenentwicklung Die 5 bodenbildenden Faktoren: -

Relief

-

Klima

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Gestein

-

Zeit

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Biota (Mensch)

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Das Anthropozän = das vom Menschen geprägte Erdzeitalter -

seit 1700 stetiger Anstieg des athmosphärischen CO² ! deutet auf Einfluss des Menschen hin (Industrialisierung, etc…)

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Beginn des Ackerbaus („neolithische Revolution“): ca. 8000 v. Chr. Fruchtbarer Halbmond; ca. 7000 v. Chr. Mittel- und Südamerika, China und Südostasien ➔ Wald zu Acker durch Erosion und Akkumulation ➔ Pflügen und Tiefenumbruch

-

Kulturlandschaft „Heide“: Anthropogener Boden Podsol-Plaggenesch ➔ Plaggen: Verbesserung des Nährstoff- & Wasserhaushalts ➔ Panzer: Verdichtung / Abtrag

Kreislauf der Gesteine – Magmatite, Sedimentite, Metamorphite Magmatite: -

Ergussgesteine / Vulkanite (z.B. Basalt, Bims)

-

Tiefengesteine / Plutonite (z.B. Granit, Gabbro)

-

Gesteinsbildender Prozess: Kristallation (Erstarrung einer Gesteinsschmelze)

-

Herkunft des Materials: Aufschmelzung von Gesteinen in der heißen Unterkruste und dem Oberen Mantel

Sedimentgesteine / Sedimentite: -

Klastische Sedimentite (z.B. Sand-, Tonstein)

-

Biogene Sedimentite (z.B. Kalkstein)

-

Chemische Sedimente (z.B. Steinsalz, Gips)

-

Gesteinsbildender Prozess: Sedimentation, Versenkung und Diagenese

-

Herkunft des Materials: Verwitterung und Abtragung an der Erdoberfläche aufgeschlossener Gesteine

Metamorphite: -

Quarzit aus Sandstein

-

Tonschiefer aus Tonstein

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Marmor aus Kalkstein

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Gneis aus Granit 6

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Gesteinsbildender Prozess: Rekristallation neuer Mineralien in festem Zustand

-

Herkunft des Materials: Gesteine unter hohen Temperaturen und Drücken in der tieferen Kruste und dem Oberen Mantel

Verwitterung = Veränderung der physikalischen, chemischen und mineralogischen Eigenschaften von Gesteinen und Sedimenten an der Erdoberfläche unter dem Einfluss der Atmosphäre, Hydro- und Biosphäre. Physikalische Verwitterung:

! ohne stoffliche Veränderung 1. Temperaturverwitterung (Insolationsverwitterung): o

wiederholter Wechsel von Aufheizung und Abkühlung einer Gesteinsoberfläche

o

Spannungsgegensätze zwischen oberflächennahen und tieferen Gesteinspartien ➔ Lockerung des Gesteinsgefüges (Gesteinszerfall) ➔ Sprünge im Festgestein

2. Frostsprengung: o

Volumenzunahme des Wasser beim Gefrieren um 9% ➔ Bildung und Verbreiterung von Spalten ➔ Zerlegung des Gesteins ! Klufteis

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3. Salzsprengung: o

starke Verdunstung in trockenen Gebieten bringen Salzlösungen nahe an die Gesteinsoberfläche

o

Kristallationsdruck (entsteht durch Ausfällung der Salze) ➔ Abschuppung kleiner Gesteinsplättchen

4. Wurzelsprengung: o

Wurzeln üben enormen Druck auf umliegendes Gestein aus

Chemische Verwitterung:

! chemische Zersetzung des Gesteins 1. Lösungsverwitterung: o

Salzgestein wird durch Wasser gelöst

2. Hydratationsverwitterung: o

Sprengkraft durch Volumenvergrößerung unter Aufnahme von Wasser ➢ Sickerwasserverwitterung: Wabenstrukturen; verfestigtes Gesteinspartien, zwischen denen sandiges Lockermaterial (durch Lösungsverwitterung entstanden) ausbröckelt ➢ Wollsackverwitterung: Massengesteine mit rechtwinkligen Kluftsystemen werden nach hydrolytischer Verwitterung (Denudation & Erosion) freigelegt

3. Hydrolyse: o

Verdrängung von Kationen durch H+ Ionen des Wassers ! wasserhaltige Tonmineralien entstehen ➢ Tonmineralumbildung und –neubildung: Feldspäte sind Minerale, die die Erdkruste bilden; Verwitterung: Feldspat reagiert mit Kohlensäure und Wasser zu Kaolinit (Zweischicht-Tonminerale), Kieselsäure, Kalium und Hydrogenkarbonat ➢ Kohlensäureverwitterung (Kalklösung): Calcit + Kohlensäure = Calciumhydrogencarbonat

4. Oxidationsverwitterung: o o

unter Einwirkung des im Wasser enthaltenen Sauerstoffs kommt es zur Volumenzunahme und zur Färbung des Bodens (! braun, rot =Verbraunung) Fe II ! Oxidation ! Fe III z.B. Hämatit-Erz

5. Chemisch-biologische Verwitterung: o

Entstehung von organischen Säuren (z.B. bei der Verwesung) 8

Gravitative Massenbewegungen (Bergstürze, Erdrutsche, etc.) = Abtragungs-, Transport- und Ablagerungsvorgänge, die auf schwach geneigten bis steilen Hängen überwiegend unter dem Einfluss der Schwerkraft erfolgen 1. Wandverwitterung mit Schutthaldenbildung: o 2. Hangkriechen mir Hakenwerfen: o 3. Erdfließen mit Schlipfbildung: o 4. Blockschollen-Rotationsgleitung: o 5. Felssturz: o 6. Bergsturz:

Fluviale Prozesse und Formen -

Dreischritt der Umgestaltung des Reliefs: o o o

-

Zerstörung des Gesteinsgefüges (Verwitterung) Abtransport des Zerstörungsguts (Abtragung / Erosion) Ablagerung des Zerstörungsguts (Akkumulation / Sedimentation)

Abtragung ( =Abtransport von zerstörtem Gesteinsmaterial) o o

Linienhaft (Erosion) oder flächenhaft (Denudation) Fluviatil (Flüsse, Wasser), glazial (Eis), marine (Meer), limnisch (See), äolisch (Wind)

Flusslängsprofile -

Höhenprofil des Wasserspiegels eines Flusses von der Quelle bis zur Mündung

-

Energiegefälle stets flussabwärts

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Ober-, Mittel- und Unterlauf

-

Gefälle und Fließgeschwindigkeit vom Ober- zum Unterlauf abnehmend

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Abflussregime -

perennierend: z.B. Tropen oder Mittelbreien periodisch: z.B. mediterrane Subtropen episodisch: z.B. subtropisch-randtropische Trockengürtel

Fließgeschwindigkeit -

Abfluss = Wasservolumen, das pro Zeiteinheit einen Flussquerschnitt passiert -Stromstrich = Linie, welche Punkte höchster Fließgeschwindigkeit verbindet - turbulent: Wirbelbildung v.a. bei rauem Flussbett; Stromlinien kreuzen sich; ständige Durchmischung der Flüssigkeit -Laminar: Stromlinien kreuzen sich nicht; keine Durchmischung der Schichten

Erosion, Transport und Akkumulation durch fließendes Wasser -

Grenzfließgeschwindigkeiten für Erosion und Ablagerung korngrößenabhängig

-

Erosion gröberer Partikel ! steigende Schleppkraft notwendig

-

kleine Korngrößen ! steigende Fließgeschwindigkeiten (Kohäsionskräfte!) erforderlich

-

geringe Fließgeschwindigkeit ! Tone in Bewegung; Kiese werden abgelagert

-

Gesamtmenge des von Flüssen transportierenden Materials = Flussfracht o

Lösungsfracht

o

Suspensions- oder Schwebfracht (Tonteilchen in gesamter Strömung verteilt; feinere Teilchen in der Strömung suspendiert)

o -

Geröllfracht (gröbste Teilchen rollen und gleiten als Bodenfracht)

Sedimentstrukturen: durch Turbulenzen entstehende Sekundärzirkulation !

! rhythmische Geschwindigkeitsvariationen -

heterogenes grobkörniges Sohlsubstrat ! regelmäßiges Abfolgen von Untiefen (=Schnellen, unruhige Wasseroberfläche, „riffles“) und Stillen (ruhige Wasseroberfläche, „pools“)

Fließgewässergrundriss -

Verzweigt: o o

zwei oder mehrere Abflussbahnen (braided rivers) stark Sediment führende Flüsse 10

o o o -

Mäandrierend: o o o o o o

-

vorwiegend Geröllfracht hohe Gefälle bei niedrigem Abfluss oder große Abflüsse bei niedrigem Gefälle

Flussbogen, in dem der Fluss stellenweise entgegengesetzt zu seiner ursprünglichen Fließrichtung fließt vor allem im Mittellauf Prallhang: Außenseite des Mäanders mit starker Seitenerosion; Aufprallen des Stromstrichs ! Versteilung Gleithang: Innenseite des Mäanders mit starker Akkumulation; Vorbeigleiten des Stromstrichs ! Verflachung Flussmäander & Talmäander Umlaufberg: Windungen von Mäandern kommen sich zu nahe! ! Seitenerosion am Prallhang; Durchbruch des Mäanderhalses ! neues, verkürztes Flussbett; Entstehung eines Umlaufbergs ! Entstehung eines Umlauftals; altarm, versumpft und trockent schließlich aus

Geradlinig: o o

eher selten z.B. in engen Kerbtälern mit großem Gefälle anthropogen begradigte Gerinnebetten

Fluviale Akkumulation -

Schwemmkegel, Schwemmfächer: o o

-

Bogendelta: o o o

-

Mündungsstrom eines Flusses an strömungs- und gezeitenarmen Küsten Flüsse spalten sich in mehrere Mündungsarme auf Ablagerung von Sand, Schlamm und Geröll

Komplexes Bogendelta: o o

-

Entstehung beim Austritt gefällsreicher Gebirgsbäche in die flache Ta Flusses Ursache für Akkumulation: abrupter Gefällswechsel & plötzliche Verbr Tal- und Fließquerschnitts

wie Bogendelta die beiden Hauptmündungen des Flusses ragen als kleine lokale Spitzdeltas etwas aus dem Bogen hervor

Ästuar: o

breiter, sich öffnender Mündungstrichter

11

o

Flussmündung, die durch Gezeitenströme zu trichterförmigem Grundriss ausgeweitet wurde

Talformen = von einem Fluss geschaffene, durchflossene langgestreckte Oberflächenform 1. Klamm: o o o

schmales, im Festgestein eingeschnittenes Tal starkes Gefälle, starke Tiefenerosion steile Wände ! müssen stabil und hart sein

2. Schlucht: o o o

enges, steilwandiges Tal Tiefenerosion überwiegt, aber auch Seitenerosion Vorkommen im Festgestein und standfesten ! Lockermaterial

3. Kerbtal: o o o o

V-Tal gerade, gestreckte Hänge Dominanz der Tiefenerosion gegenüber ! Hangdenudation fluvialer Abtransport des anfallenden Hangmaterials

4. Canyon: o o o

Sonderform des Kerbtals Fluss tieft sich in flach lagernde, unterschiedlich abtragungsresistente Sedimentgesteine ein härtere Schichten: steile Hangabschnitte; weiche Schichten: schwach geneigte Hangabschnitte ! Treppenform

5. Muldental: o o o

starke Hangabtragung geringe Tiefenerosion stärkste Hangneigung am Mittelhang

6. Sohlenkerbtal: o

bei nachlassender Transportkapazität des Gewässers werden zuvor angelegte Erosionsformen durch fluviale Aufschüttung umgebildet

12

7. Antezendentes Durchbruchstal: o o o

Täler von Flüssen, deren Laufrichtung schon festgelegt war, ! bevor das heute durchgebrochene Gebirge aufstieg Fluss schnitt sich in aufsteigenden Gebirgskörper ein ! (durch tektonische Hebung) Beispiel: Mittelrheintal im Rheinischen Schiefergebirge

8. Epigenetisches Durchbruchstal: o o o -

Flussterrassen: o o o

-

Täler, die auf Lockersedimenten entstanden, ! die einen verschütteten Gebirgsrücken bedecken Tieferlegung der Oberfläche ! Freilegung der Rücken Einschneiden der Rücken durch Tiefenerosion des Flusses

Ehemalige, vom Fluss verlassene Talböden Entstehung: Gerinne tieft sich nach Sohlenbildung erneut ein ! Zerstörung von alten Teilen des Talbodens Voraussetzung: Eintiefungsimpuls ! durch tektonische Hebungen, Meeresspiegelabsenkungen oder durch einen abflusswirksamen Klimawechsel

Wasserscheiden: o o

Grenzverlauf der Einzugsgebiete für das abfließende Niederschlagswasser zweier oder mehrerer Flüsse Grenzen benachbarter Flusssysteme: Hauptwasserscheide

Glazial Bildung von Gletschereis: -

-

Bestehen aus Eis, kleinen Anteilen von Gesteinsbruchstücken, Luft und Wasser Schmilzt im Jahresverlauf weniger Schnee als nachkommt ! Metamorphose der Schneekristalle des Altschnees zu Firn (abhängig von Temperatur, Luftfeuchtigkeit & Windgeschwindigkeit) Hexagonalen Schneekristalle durch häufiges Wiedergef...