ungezippt

Vorlesung Allgemeine Geologie
Teil 12
Prof. Eckart Wallbrecher
SS 2005
Mo – Mi 8.15 – 9.00 Uhr
Exogene
Exogene Dynamik
Dynamik
Verwitterung
Verwitterung
Kreislauf der Gesteine
Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
Verwitterung und Transport
Erosion
Transport
Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
Sedimentation
chemische und physikalische Verwitterung
Verwitterung
Verwitterung
chemisch
chemisch
Lösung
Lösung
Rückstand
Rückstand
(Boden)
(Boden)
physikalisch
physikalisch
Korntrennung
Korntrennung
Kornzerkleinerung
Kornzerkleinerung
chemische Verwitterung
mit Rückstand
Lösung
Lösung
Feldspat
(K
Feldspat
(K22O)
O)
KAlSi
O88
KAlSi33O
Rückstand
Rückstand
Ton
Ton (Al-,
(Al-, Si-)
Si-)
ohne Rückstand
Kalzit
Kalzit
2+
-2+
CaCO
+
H
O
+
CO
Ca
+
2HCO3
CaCO33 + H22O + CO22 Ca + 2HCO3
Karbonat-Fällung
Wenn
Wenn CO
CO22entweicht,
entweicht, wird
wird Kalzit
Kalzit
gefällt.
gefällt.
2+
-2+
Ca
+
2HCO3
Ca + 2HCO3
CaCO
CaCO33 ++ H
H22O
O ++ CO
CO22
CO
CO22kann
kann von
von Pflanzen
Pflanzen aufgenommen
aufgenommen werden
werden
oder
oder bei
bei hohen
hohen Temperaturen
Temperaturen in
in die
die AtmoAtmosphäre
sphäre entweichen.
entweichen.
Karbonat-Fällung
Die Band-i-Amir-Seen in Afghanistan
Sinter-Terrassen in Pamukale (Türkei)
Chemische Verwitterung
Dissoziierung im Meerwasser:
Pyroxen
Pyroxen (MgSiO
(MgSiO33))
22+
2+
Mg
+
SiO
Mg + SiO332-
Hydratation:
4KAlSi
4KAlSi33O
O88 ++ 4H
4H22O
O
Al
Al44(OH)
(OH)88Si
Si44O
O1010
++ 2K
2K22O
O ++ 8SiO
8SiO22
Oxidationsverwitterung:
4FeSiO
O22 ++ H
H22O
O
4FeSiO33 ++ O
4FeO(OH)
4FeO(OH)
++ 4SiO
4SiO22
Rauchgas-Verwitterung
(saurer
(saurer Regen)
Regen)
222CO
,
SO
,
SO
,
SO
CO22, SO22, SO33 , SO442-,, NO
NOxx
Geschwindigkeit der Verwitterung
Kalzit
Kalzit
Olivin
Olivin
Anorthit
Anorthit
Pyroxen
Pyroxen
Albit
Albit
Biotit
Biotit
Lö
Orthoklas
Orthoklas
sli
Muskowit
Muskowit
ch
ke
Ton
Ton
it
Quarz
Quarz
Al-Oxide
Al-Oxide
Fe-Oxide
Fe-Oxide
chemisch-biologische Verwitterung
Huminsäuren
Huminsäuren
Einbau
Einbau von
von Kationen
Kationen aus
aus dem
dem
Gestein
Gestein in
in Pflanzen
Pflanzen
Physikalische Verwitterung
Zersetzung
Zersetzung eines
eines Granits
Granits
unverwitterter
Rißbildung
Lockerung
unverwitterter
Rißbildung
Lockerung
Granit
an
des Kornverbandes
Kornverbandes
Granit
an Korngrenzen
Korngrenzen des
Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
Temperaturverwitterung
TagTag- Nachtunterschiede
Nachtunterschiede in
in ariden
ariden Gebieten
Gebieten
Kernsprung
Kernsprung in
in einem
einem Granitblock
Granitblock
Frostverwitterung
Wasser
Wasser hat
hat die
die max.
max. Dichte
Dichte bei
bei
4°
4° C.
C. Eisbildung
Eisbildung im
im Porenraum
Porenraum
zerstört
zerstört den
den Gesteinsverband.
Gesteinsverband.
Salzverwitterung
Im
Im ariden
ariden Klima
Klima werden
werden Salze
Salze aus
aus dem
dem
Gestein
Gestein gelöst.
gelöst. Bei
Bei Verdunstung
Verdunstung kristallikristallisieren
sieren diese
diese im
im Porenraum
Porenraum aus
aus und
und sprengen
sprengen
den
den Gesteinsverband.
Gesteinsverband.
Salzverwitterung
Verwitterung
Verwitterung erfolgt
erfolgt
schalenförmig
schalenförmig
Exfoliation an Graniten der östlichen
Wüste (Ägypten)
Dolerit-Verwitterung
Zwiebelschalige
Zwiebelschalige Verwitterung
Verwitterung eines
eines Dolerit-Pillows
Dolerit-Pillows
Physikalisch-biologische
Verwitterung
Turgordruck
Turgordruck der
der Pflanzenwurzeln
Pflanzenwurzeln
2
>> 10
10 kg/cm
kg/cm2
Abhängigkeit vom Klima
Klimafaktoren
Klimafaktoren
Niederschlag
Niederschlag
Temperatur
Temperatur
humid
humid -- arid
arid
tropisch
tropisch -- polar
polar
Verwitterung und Bodenbildung
Klima
polar
gemäßigthumid
warmarid
warmhumid
Verwitterung
Temperatur
Frostchemisch
Temperatur,
Salz
chemisch
Boden
kein
siallitisch
kein
allitisch
siallitisch:
siallitisch:Rückstand
Rückstandaus
ausSiSi-AlAl-Mineralen
Mineralen(z.B.
(z.B.Kaolin)
Kaolin)
allitisch:
allitisch:Rückstand
Rückstandnur
nurAl-Minerale
Al-Minerale(+
(+Fe-,
Fe-,Mn-Oxide)
Mn-Oxide)
z.B.
z.B.Gibbsit
Gibbsit(Al(OH)
(Al(OH)3)3)Bauxit
Bauxit==Gibbsit
Gibbsit++Fe-Oxide
Fe-Oxide
Verwitterung im ariden Gebiet
Mauretanien
kein
kein Boden
Boden
Bodentypen
siallitischer
siallitischer
Boden
Boden
PräriePrärieboden
boden
A) Humus und
verarmter
Boden (Quarz
u. Tonminerale)
B) Fe- u. AlOxidhydrate
gefällt. CaCO3
weggeführt.
C) anstehender
Granit
umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
LateritLateritBoden
Boden
A) Humus
u. verarmter Boden
B) gefälltes
CaCO3
C) anstehendes Gestein
Humus
fehlt
Fe u. AlOxide
Fe- reiche
Tone u. AlHydroxide
anstehendes
Gestein
Wechselwirkung: Erosion und Tektonik
Abtragung
Abtragung
m/Mill.J.
m/Mill.J.
Negative
Negative Rückkopplung
Rückkopplung
zwischen
zwischen Heraushebung,
Heraushebung,
Abtragung
Abtragung und
und OberfläOberflächen-Relief
chen-Relief
Erniedrigung
Erniedrigungder
der
Gipfelhöhe
Gipfelhöhe
erhöhte
erhöhteAbtragung
Abtragung
durch
durchHeraushebung
Heraushebung
tektonische
tektonischeHeraushebung
Heraushebung
m/Mill.J.
m/Mill.J.
Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
Hypsometrische Kurve
Höhe[m]
[m]xx1000
1000
Höhe
10
10
88
66
44
22
00
-2
-2
-4
-4
-6
-6
-8
-8
Kontinent
Kontinent
Ozean-Boden
Ozean-Boden
44
16
16
http://jove.geol.niu.edu/faculty/stoddart/LPSC/images/p21.jpg
36
36
64
64
100
100%
%
Transport
Transportmedien:
Transportmedien:
Wind
Wind
Wasser
Wasser (Flüsse)
(Flüsse)
Eis
Eis (Gletscher)
(Gletscher)
Windtransport
äolische
äolische Sedimente
Sedimente
in
in Bodennähe:
Bodennähe:
turbulente
turbulente Srömung
Srömung
Merkmale des Windtransports
niedrige
niedrige Dichte
Dichte des
des Mediums
Mediums
flächenhafte
flächenhafte Wirkung
Wirkung
gute
gute Sortierung
Sortierung der
der Korngrößen
Korngrößen
transportierte Korngrößen
in Abhängigkeit von der Windstärke
1/10
1/10 mm
mm Durchmesser
Durchmesser
1/2
1/2
11
10
10
1.5
1.5 m/sek.
m/sek.
mm
mm Durchmesser
Durchmesser
mm
mm Durchmesser
Durchmesser
77 m/sek.
m/sek.
15
15 m/sek.
m/sek.
mm
mm Durchmesser
Durchmesser
25
25 m/sek.
m/sek.
Transport der Sandkörner am Boden
Der
Der bodennahe
bodennahe Transport
Transport der
der Sandkörner
Sandkörner
erfolgt
erfolgt meist
meist springend
springend (Saltation).
(Saltation). Durch
Durch
Kollision
Kollision ergeben
ergeben sich
sich matte
matte Kornoberflächen.
Kornoberflächen.
nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
erosive Wirkung des Windtransportes
Pilzfelsen (Östliche Wüste, Ägypten)
Entstehung eines Steinpflasters (Hamada)
Deflation:
Gemisch
Gemischaus
aus
grobgrob-und
undfeinfeinkörnigem
körnigem
Material
Material
Der
Der Wind
Wind
bläst
bläst das
das
feine
feine MateriMaterial
al heraus.
heraus.
Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
Das
Das SteinpflaSteinpflaster
ster schützt
schützt vor
vor
weiterer
weiterer AusAusblasung.
blasung.
Hamada in Mauretanien
Sandtransport
Sandverwehung über ein Wadi (Mauretanien)
Windsedimente (Dünen, Erg)
Hinter
Hinter einem
einem Hindernis
Hindernis
bilden
bilden sich
sich Turbulenzen
Turbulenzen
und
und Sandverwehungen.
Sandverwehungen.
Die
Die Sandwehen
Sandwehen werden
werden
größer,
größer, sind
sind aber
aber noch
noch
getrennt.
getrennt.
Die
Die Sandwehen
Sandwehen schließen
schließen
sich
sich zu
zu einer
einer Düne
Düne
zusammen.
zusammen.
umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
Wandern einer Düne
Wind
Wind transportiert
transportiert Körner
Körner
auf
auf die
die Leeseite.
Leeseite.
Entstehung
Entstehung einer
einer instabilen
instabilen
Lagerung
Lagerung
Abrutschen
Abrutschen der
der instabilen
instabilen
Lage.
Lage. Wandern
Wandern der
der Düne
Düne
umgeteichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
Dünenoberfläche
derDünenoberfläche
Breiteder
Tonnen/Tag/MeterBreite
Tonnen/Tag/Meter
transportierte Sandmenge
1.0
1.0
0.8
0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
00
20
50 60
20 30
60
30 40
40 50
Windgeschwindigkeit
Windgeschwindigkeit(km/h)
(km/h)
Begrenzung der Höhe
Durch
Durch Höhenwachstum
Höhenwachstum werden
werden die
die Strömungslinien
Strömungslinien
zusammengedrückt.
zusammengedrückt. Geschwindigkeit
Geschwindigkeit steigt,
steigt, gesamter
gesamter
Sand
Sand wird
wird transportiert.
transportiert. Höhenwachstum
Höhenwachstum hört
hört auf.
auf.
Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
Dünen in Mauretanien
Dünenformen
Barchan
Barchan
(Sicheldüne)
(Sicheldüne)
Transversaldüne
Transversaldüne
(Reihendüne)
(Reihendüne)
Longitudinaldüne
Longitudinaldüne
(Strichdüne)
(Strichdüne)
Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)
Barchane (Mauretanien)
Erg Tifernin (Süd-Algerien)
Barchane
Barchane
NASA-Foto S65-63829, Gemini VII
Die Namib-Wüste
Transversaldünen
Transversaldünen
NASA-Foto 65-2652, SCI-1195, Gemini V