Verwitterung
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Als Verwitterung wird die Zerstörung von Gestein durch exogene physikalische, chemische oder biologische Prozesse/Kräfte bezeichnet. Beispiele solcher Kräfte sind die Wirkungen von Wasser, Eis, Wind und Temperaturänderungen . Das Ergebnis von Verwitterung ist Gesteinszerstörung, bei der je nach Art der Verwitterung die gesteinsbildenden Minerale erhalten bleiben (physikalische Verwitterung), oder um- bzw. neu gebildet werden (chemische Verwitterung).
Der Begriff der Verwitterung (siehe auch Erosion) wird nach seinen Ursachen wie folgt gegliedert:
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Physikalische Verwitterung
Unter der physikalischen Verwitterung versteht man all jene Prozesse, die das Ausgangsmaterial auf mechanischem Wege und dabei meist durch eine Temperatur- bzw. Volumenänderung zersetzen und somit den Materialverband auflockern.
[Bearbeiten] Temperaturverwitterung
Die thermische Verwitterung (Insolationsverwitterung) zählt eigentlich zu den physikalischen Verwitterungsarten, wird aber meist als spezielle Kategorie geführt. Sie wird in festen Materialien durch Temperaturunterschiede hervorgerufen. Diese können
- natürliche Ursachen haben (Sonnenstrahlung, Wind, Frost, Strahlungswetter, Druckerhöhung im Erdinnern usw.) oder
- auf technische Maßnahmen zurückgehen (Heizung, Reibung, Alterung/Korrosion, Radioaktivität usw.)
[Bearbeiten] Druckentlastungsverwitterung
Durch Abtragung freigelegte festere Gesteine, die zuvor tiefer im Erdboden lagen, erfahren an der Oberfläche einen geringeren Druck, wodurch Haarrisse entstehen können. An diesen empfindlichen Stellen können nun weitere Verwitterungsformen angreifen und das Gestein weiter zerstören.
[Bearbeiten] Frostverwitterung
Durch eindringendes Wasser in die Risse und Ritzen, das beim Gefrieren sein Volumen ausdehnt, wird der Gesteinsverband durch Zersprengen aufgelockert.
[Bearbeiten] Hydratationsverwitterung
Unter Hydratationsverwitterung versteht man das Einlagern von Wassermolekülen in das Kristallgitter von Mineralen. Durch das darauf folgende Aufquellen kommt es zu Vergrusungserscheinungen. Die Hydratation ist eine Form der physikalischen Verwitterung und darf nicht verwechselt werden mit der Hydrolyse, bei der die Minerale mit Wasser den Ionen reagieren (chemische Verwitterung).
[Bearbeiten] Salzverwitterung
Durch Wachstum von Salzmineralen in Poren des Gesteins kommt es zu einem Kristallisationsdruck, der zur Gesteinszerstörung durch Salzsprengung führen kann.
[Bearbeiten] Quelldruckverwitterung
Durch quellfähige Tonminerale kommt es bei Wechsel von Durchfeuchtung und Trocknung zu Volumenänderungen, was den Gesteinsverband zerstören kann.
[Bearbeiten] Wurzelsprengung
Durch das Wachstum der in Gesteinsritzen eingedrungenen Wurzeln entsteht Druck, der das Gestein zum Zerbersten bringen kann. Die Kraft der Wurzelsprengung ist jedoch um einiges geringer als z.B. die Salzsprengung (nur etwa 1/20).
[Bearbeiten] Chemische Verwitterung
Unter der chemischen Verwitterung versteht man die Gesamtheit all jener Prozesse, die zur chemischen Veränderung oder vollständigen Lösung von Mineralen führen. Durch sie werden Gesteine in ihren Eigenschaften verändert und Stoffe in deren Umgebung freigesetzt bzw. auch aus der Umgebung in den Mineralbestand eingebunden (z.B. bei feuchten Bauwerken oder der Bildung von Konglomeraten). Mit der chemischen Verwitterung sind zahlreiche Prozesse von der mikrotechnischen Ätzung bis zum großräumigen Effekt des sauren Regens verbunden.
[Bearbeiten] Lösungsverwitterung
Die Lösungsverwitterung greift vor allem Salz- und Karbonatgesteine an, deren Minerale in Lösung gehen oder Kristallwasser aufnehmen (zum Beispiel Umwandlung Anhydrit zu Gips). Im einfachsten Fall werden Salze im Boden durch einsickerndes Wasser gelöst, wodurch Hohlräume entstehen können. In Karbonatgesteinen kann dieser Prozess zur Bildung von Höhlen und anderen Karsterscheinungen führen. Bei der Lösungsverwitterung bleiben meist nur Kleinstgitterstrukturen übrig.
[Bearbeiten] Kohlensäureverwitterung
Kalkstein und Dolomit sind resistent gegen die Auflösung ihrer Mineralien durch reines Wasser. Als Sonderform der Lösungsverwitterung werden in kohlensäurehaltigem Wasser, das durch die Verbindung von Wasser und Kohlendioxid entsteht, auch deren Mineralien gelöst, zum Beispiel karbonathaltige Minerale wie Calcit unter gleichzeitiger Bildung von Calciumhydrogencarbonat. Dies bezeichnet man als Kohlensäureverwitterung oder Carbonatisierung. Durch sie entstehen die bizarren Karrenfelder im Karst und in den Kalkalpen.
[Bearbeiten] Hydrolyse
Bei der Hydrolyse werden Kationen, die am Grundgerüst des Gesteins gebunden sind (meist K, Mg, Ca, Mn, Fe) durch H + -Ionen gelöst. Dadurch wird das Grundgerüst instabil und zerfällt. Die Hydrolyse ist für die Bodenbildung verantwortlich. Durch Hydrolyse werden aus Silikatgesteinen (Glimmer) Tonminerale, die je nach Klima verschiedene Formen annehmen (im gemäßigten Klima: Illit, im tropischen Klima: Kaolinit). Allgemein gilt: je feuchter das Klima, je höher die Temperatur und je geringer der pH-Wert, umso intensiver ist die Hydrolyse.
[Bearbeiten] Chemisch-biologische Verwitterung
Es handelt sich um eine von Pflanzen und Tieren verursachte Verwitterung. Die von diesen Lebewesen bzw. Wurzelfasern abgesonderten Huminsäuren greifen das Kristallgitter an und zerlegen das Gestein in einzelne Bestandteile. Vor allem der aus abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Resten bestehende Humus enthält einen großen Anteil an Huminsäuren.
Unter Luftabschluss finden andere Prozesse statt, siehe z.B. Inkohlung.
