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Geo Sciences

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Katholische Universität Eichstätt - KU

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Ganglinie =gekennzeichnet durch steil ansteigende, flacher abfallende Spitzenabflussw­ert­e und langsam mit der Zeit abnehmende Abflüsse im Niedrigwasserbe­rei­ch Abfluss = Wasservolumen, das aus einem Einzugsgebiet unter dem Einfluss der Schwerebeschleu­nig­ung in der Zeiteinheit abfließt à2 Komponenten: Direktabfluss(H­och­wässerer­zeugend) und ein verzögerter Abfluss(Niedrig­was­serabflu­ss). Einheitsganglin­ie (Unit – Hydrograph): Charakteristisc­he Abflussgangslin­ie eines (kleineren)…
Einführung: Mediävistik: medium aevum; Germanistik und Wissenschaft des Mittelalters in Europa; 300/500 -1500 n Chr; 750-1050 (ahd); Althochdeutsch löst Latein als Schriftsprache ab. Althochdeutsch: Bildungsreform Karl des Großen; Karolinsche Renaissance; Erben der Antike -> Antike Literatur wird übersetzt und adaptiert Klöster bewahren die antiken Schriften und vervielfältigen sie in Skriptorien (= Schreibstube des Klerus; Lesen ist an Lateinkenntniss­e gebunden; nur der Klerus kann lesen Litteratus- Illiteratus:…

Geomorphologie Zusammenfassung SS16


Inhaltsverzeichnis

  1. Einführung

  2. Endogene Formung

  3. Entstehung der Gesteine

  4. Verwitterung

  5. Karst

  6. Glaziale Formung

  7. Fluviale Hangformung

  8. Gravitative Prozesse

  9. Kyrogene Formung

  10. Äolische Prozesse und Formen

Zusatz: Eiszeiten, Periglaziale Formung


1. Einführung

Forschungsgegenstand der Geomorphologie ist die Form der Erdoberfläche, deren Veränderung und den Prozessen die dazu führen.

Veränderungen entstehen durch:

  • endogen (Tektonik, Magmatismus (Vulkanismus))

  • exogen (aus der Atmosphäre: Wind, Wasser, Prozesse an Küsten (Brandung) .)

  • anthropogen (Bodenerosion: die durch den Menschen verstärkte Erosion)

In der Forschung unterscheidet man:

  • Strukturformen (vorwiegend endogen durch tektonische Prozesse, gesteinsbedingt)

  • Skulpturformen (vorwiegend exogen durch Abtragung/Erosion/Ablagerung von „Material“)

In der Regel werden die Oberflächenformen heute allerdings als das Resultat unterschiedlicher Prozesse, die über lange Zeiträume wirken angesehen (multitemporal, multifunktional).

Oft entstehen Diskussionen zu welcher Form etwas gehört.

Beispiel Schichtstufe in der Fränkischen Alb:

Aufbau: „kleines Vorfeld (Sockelbildner), steiler Stirnhang (Stufenbildner), oben eine Stufenfläche

Im Vorfeld eher weiches, weniger resistentes Gestein (Dogger), das das Wasser nicht durchlässt.

Der Stirnhang/ Stufenbildner besteht aus hartem, resistenten Gestein (Malm), dass das Wasser durchlässt .

(Die Gesteinshärte wird durch die Angreifbarkeit durch Wasser definiert).“


1. Prozessgeomorphologischer Forschungsansatz

Aktualitätsprinzip: Vergangene und zukünftige Entwicklungen der Erdoberfläche laufen unter gleichen Naturgesetzen ab.

Es wird von aktuellen Messungen auf zukünftige Ereignisse geschlossen, unter der Annahme, dass sich die Bedingungen nicht ändern.

Probleme der Interpretation:

  • Sind Magnitude und Frequenz korrekt erfasst?

  • Können Messungen auf größere Räume übertragen werden? Wie?

  • Sind die Rahmenbedingungen über längere Zeiträume gleich (Klima, endogene Prozesse)?

  • Sind die ökologischen Bedingungen konstant? Einfluss des Menschen?

  • Treten unterschiedliche Formungen in Wechselwirkung?

2. Historisch- genetischer Forschungsansatz

Reliefgenese wird durch qualitative Nachweise vergangener Formungen erklärt.

Formentstehung in Gegenwart und Zukunft wird aufgrund dieser Erkenntnisse erklärt.

Probleme der Interpretation:

  • Sind die Prozesse eindeutig nachweisbar? (Aussehen des Materials kann nicht sagen, dass es nur ei.....[read full text]

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Gesteinen (mittlere Dichte 3,1)

  • Die Erdkruste schwimmt auf flüssiger Gesteinsschmelze von Asthenosphäre und Mantel

  • Infolge von Konvektionsströmungen treten in den Schmelzen Materialbewegungen auf

  • Materialbewegungen haben auch Spannungen in der Kruste zur Folge -> Krustenteile können auseinanderbrechen oder schon gelöste Schollen (Platten mit einheitlicher Bewegungstendenz) bewegen sich „schwimmend“ weiter.

  • Mögliche Bewegungsrichtungen der Platten: auseinander (divergent), gegeneinander (konvergent), aneinander entlang (Transformströmung)

c) mittelozeanische Rücken

Genese:

  • Austritt von Gesteinschmelze (Lava) an den aufsteigenden Ästen der Konvektionsströme:

Vulkane oder auch Spalten im Ozeanboden, die gleichzeitig Plattengrenzen sind.

  • Spaltenergüsse sind Folge geringer Krustendicke am Ozeanboden infolge einer auseinander

gerichteten Bewegung der Platten (Ursache starke Konvektionsströme), Schwächezonen auch „Rifts“ genannt.

  • Geschwindigkeit der Plattenbewegung ca. 1-5 cm/a

  • Starke vulkanische Tätigkeit führt entlang dieser Zonen zur Bildung von Gebirgen am

Meeresboden (mittelozeanische Rücken).

Nachweis der Genese:

  • Nachweis gleichen Alters der Gesteine zu beiden Seiten des Rückens über die im Gestein gespeicherten magnetischen Muster (in der jüngeren Erdgeschichte kam es mehrfach zu einer globalen Umkehr des Magnetfeldes)

  • Voraussetzung: Heiße Lava zunächst keine magnetische Ausrichtung, nach Unterschreiten von ca. 500°C werden kleine Kristalle von Magnetit in Richtung des Erdmagnetfeldes magnetisiert.

  • Krustenneubildung an den mittelozeanischen Rücken hat notwend.....

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  • eurasische

    Weitere Untergliederung in kleinere Platten ist möglich.

    Festlandsplatten nehmen aufgrund ihres geringeren Gewichts nicht am Prozess der Neubildung und Vernichtung von Krustenteilen teil.

    Sie existieren –wenn auch in anderen Begrenzungen –schon sehr lang.

    e) Gebirge

    Orogenesen (tektogenesisch)

    • alpidische Orogenese (seit Kreidezeit und dauert an): begann ca. vor 100 Mio.

  • Jahren als die afrikanische Platte gegen die eurasische Platte driftete (Mittelmeerraum: Alpen, Pyrenäen); indische gegen eurasische (Himalaja)

  • variskische Orogenese (Ende des Paläozoikums: Devon, Karbon, Perm)

    Mittelgebirge in Mitteleuropa, Iberische Halbinsel, Appalachen Nordamerikas, Atlasgebirge

    • kaledonische Orogenese (Paläozoikum: Kambrium, Ordovizium, Silur, Devon)

    Gebirge Westnorwegens, Britische Inseln

    • im Präkambrium: waren auch vorhanden sind allerdings heutzutage nicht mehr im Relief nachweisbar (Abtragungsprozesse).

    • älteste Phasen der Gebirgsbildung in Nordeuropa: Fennoskandischer Schild (=Baltischer Schild) mit nur geringen Reliefunterschieden.

    Schilde sind die ältesten sichtbaren Teile der kontinentalen Kruste bestehend aus präkambrischen kristallinen Gesteinen.

    Beispiele: Laurentischer Schild (Kanada), Brasilianischer Schild (Südamerika)

    G.....

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  • Folge der tektonischen Hebung: mesozoisches Deckgebirge wird ganz oder teilweise abgetragen, dadurch liegt das paläozoische Grundgebirge wieder an der Oberfläche (z.B. Harz, Schwarzwald, Vogesen, Bayerischer Wald, Spessart)

  • Diskordanz: Faltenstruktur im Grundgebirge wird überlagert von horizontalen Sedimentschichten des Deckgebirges (oft im Mesozoikum)

    f) tektonische Prozesse und Formen

    Einführung:

    Neben großräumigen tektonischen Bewegungen führen auch kleinräumige Spannungen in der Erdkruste zu vielfältigen lokalen tektonischen Erscheinungen, die das Relief der Erde prägen.

    Ausnahme: Kratone.

    Dies sind sehr alte Krustenteile, die seit langem stabil sind und nicht mehr umgeformt wurden.

    Man unterscheidet

    Epirogenetische Prozesse mit großräumigen Verbiegungen ohne Brüche und Faltungen

    Tektogenetischen Prozesse, die zu Strukturumwandlungen von Teilen der Erdkruste führen

    Tektonische Einzelprozesse und Formen:

    1. Faltung

    Ursache

    Einengungen der Kruste durch Bewegungen der Platten.

    Voraussetzung

    Faltung nur möglich, wenn die Gesteine geschichtet sind, da eine freie Beweglichkeit einzelner Bänke notwendig ist. Diese verschieben sich an Schichtfugen. Faltungen daher nur in Sedimentgesteinen (und metamorphen Gesteinen)

    Elemente einer F.

    Antiklinale (Sattelstruktur) und Synklinale (Muldenstruktur)

    Überschiebung

    Ursache

    Überschiebungen sind an die Bildung von Faltengebirgen gebunden.

    Phänomene

    Eine Hangendscholle schiebt sich mit einem Winkel von weniger als 45° über eine Liegendscholle. Schubweiten können Zehnerkilometer und mehr betragen. Meist werden ältere Gesteine über jüngere geschoben. Folge: zwei oder mehr gleiche Gesteinsabfolgen lagern übereinander.

    Deckenüber-

    Schiebung

    Werden von der gehobenen Scholle weite Strecken zurückgelegt, spricht man von Decken und es entstehen Deckenbahnen. Decken können anschließend gefaltet werden (Alpen!).

    Tektonische Fenster

    Wenn durch Erosion der überlagernden Decken die darunterliegenden überschobenen Gesteine zum Vorschein kommen.

    Brüche

    Brüche gehören zur Gruppe der Abschiebungen.

    Synonyme

    Verwerfung, Sprung, Abschiebung

    Phänomen

    Verschiebungsfläche steht mehr oder weniger steil. Entlang dieser Fläche kann Hangendscholle abwärts oder die Liegendscholle aufwärts oder beide gegeneinander bewegt werden.

    Grabenbruch/Grabenscholle

    sinken der Schwerkraft folgend entlang von beidseitig vorhandenen Brüchen ein. Beispiel Oberrheingraben mit bis zu 3000m Vertikaldistanz im südlichen Teil. Abschiebung nicht immer absolut vertikal. Häufig Neigungen von 60-80°.

    Schleppung

    Umbiegen von Schichten, das an den Grenzen der Schollen beobachtet wird und die Richtung der Bewegung anzeigt.

    Harnisch

    Glättung der Verschiebungsflächen, oft mit Streifung.

    Flexur

    Ähnlich den Schleppungen ist eine Flexur eine Schichtabbiegung ohne Bruch.

    Flexuren gehen bei andauernden Spannungen aufgrund fortschreitender Krustenbewegungen in Brüche über, wenn die Belastung die Gesteinsfestigkeit überschreitet.

    Beispiel: Oberrhein bei Basel

    Graben (Tiefscholle)

    Ein Graben entsteht, wenn ein schmaler langgezogener Krustenstreifen tiefer sinkt als die angrenzenden Schollen.

    Seitliche Schollen können weniger stark gesenkt oder auch gehoben sein. Beispiele: Oberrheingraben, Leinetalgraben, Ost.....

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  • Überschiebung und Abscherung der Sedimentschichten (Decken, Überschiebungsdecken, Deckengebirge)

    Hauptrichtungen der Bruchtektonik in Mitteleuropa

    Phasen tektonischer Aktivität (meist Orogenesen) auch in Mitteleuropa Spannungen im Gebirgssockel, während alpidischen Orogenese im mitteleuropäischen Grundgebirge nicht zu Faltungen, sondern Bruchtektonik.

  • Richtung

    Streichen

    Leitgebirge

    Herzynische (variskische)

    NW –SE

    Harz

    erzgebirgische

    NE –SW

    Erzgebirge

    rheinische

    NNE–SSW

    Leitform Oberrheingraben

    eggische

    NNW –SSE

    Eggegebirge

    Halokinese (Salztektonik)

    Warum gibt es überhaupt bei uns vor allem im Norddeutschen Raum Salzvorkommen? (z.B.

    Salzstock/ Salzkissen von Gorleben) Verdunstung urzeitlicher Meere durch damals arides Klima (Verlagerung der Erdplatten über die Klimazonen hinweg). Salz kann im Untergrund verlagert werden, da ein Dichteunterschied zum umgebenden Sedimentgestein besteht.

    Salz besitzt Fähigkeiten, die die Verlagerung im Untergrund begünstigen:

    • hohe Löslichkeit

    • Fähigkeit zur Umkristallisation (unter Druck)

    • leichte Verschiebbarkeit der Kristalle (Translation durch Druck)

    Vor allem bei tektonischer Beanspruchung (Druck) reagiert Salz plastisch und dringt in andere Gesteinsschichten ein.

    Dabei werden die Gesteine auch auseinander gedrückt. Es können unterschiedliche Formen von Diapiren (Salzdomen) entstehen. (Pilzform die nach oben gedrückt wird) Die Salzkissen sind nicht gleichmäßig dick auf der Oberfläche verteilt, sondern durch Tektonik mal größer mal kleiner.

    Isostatische Krustenbewegungen

    Definition:

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    Folge: Verbindung der Ostsee zur Nordsee ist mehrfach unterbrochen

    Folge: Freigabe des präquartären Beckens der Ostsee

    Ostsee wird mehrfach zum Süßwassersee (im Norden → friert recht lange zu im Winter)

    Beispiel Oberrheingraben:

    • Je weiter weg von der Antiklinale sich die Gesteine befinden, desto jünger sind sie.

    • Oberrheingraben ist Teil der Mittelmeer-Mjösen-Zone (nach Mjösen See bei Oslo)

    • Beginn der Bildung an einer schon seit langem bestehenden Verwerfung etwa vor 60 Mio.

      Jahren. Zeitliche Einordnung anhand der Sedimente im Graben möglich. Ältere mesozoische Gesteine nur auf den Resten der ursprünglichen Antiklinale, jüngere Sedimente ab dem frühen Tertiär im Graben selbst.

    • Absenkung des Grabens und Hebung der Flanken (Antiklinale, z.B.

      Schwarzwald) führen zu relativen Gesamtverwerfung von 4000m an der östlichen Seite und 3000m an der westlichen Seite

    • Weitere Störungslinien parallel zur Hauptverwerfung bauen eine Schollentreppe auf. (Treppe in Richtung Tal)

    • Mächtigkeit der tertiären und quartären Sedimente im Graben schwankt zwischen 2000m und 3000m (Mannheim), da die Schollen unterschiedlich stark abgesenkt sind.

    • Das Alter der Verwerfung ist älter, da sich entlang des Rheingrabens permische (aus dem Ende der variskischen Orogenese) Vulkanite häuften.

    • Entlang der Bruchlinien stiegen also .....

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