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Allgemeine Geologie 12

Date post: 30-Sep-2015
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Vorlesung Allgemeine Geologie, Prof. Dr. Eckart Wallbrecher, Sommer-Semester 2005
44
Vorlesung Allgemeine Geologie Prof. Eckart Wallbrecher SS 2005 Mo – Mi 8.15 – 9.00 Uhr Teil 12
Transcript
  • Vorlesung Allgemeine Geologie

    Prof. Eckart WallbrecherSS 2005

    Mo Mi 8.15 9.00 Uhr

    Teil 12

  • Exogene DynamikExogene Dynamik

  • VerwitterungVerwitterung

  • Kreislauf der Gesteine

    Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

  • Verwitterung und Transport

    Erosion Transport SedimentationAus Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

  • chemische und physikalische Verwitterung

    VerwitterungVerwitterung

    chemischchemisch

    LsungLsung Rckstand(Boden)

    Rckstand(Boden)

    KorntrennungKornzerkleinerung

    KorntrennungKornzerkleinerung

    physikalischphysikalisch

  • chemische Verwitterungmit Rckstand

    FeldspatKAlSi3O8Feldspat

    KAlSi3O8

    Lsung(K2O)Lsung(K2O)

    RckstandTon (Al-, Si-)RckstandTon (Al-, Si-)

    ohne Rckstand

    CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2HCO3-CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2HCO3-

    KalzitKalzit

  • Karbonat-Fllung

    Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + H2O + CO2Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + H2O + CO2

    Wenn CO2 entweicht, wird Kalzit gefllt.

    Wenn CO2 entweicht, wird Kalzit gefllt.

    CO2 kann von Pflanzen aufgenommen werdenoder bei hohen Temperaturen in die Atmo-

    sphre entweichen.

    CO2 kann von Pflanzen aufgenommen werdenoder bei hohen Temperaturen in die Atmo-

    sphre entweichen.

  • Karbonat-Fllung

    Die Band-i-Amir-Seen in Afghanistan

  • Sinter-Terrassen in Pamukale (Trkei)

  • Chemische VerwitterungDissoziierung im Meerwasser:

    Pyroxen (MgSiO3)Pyroxen (MgSiO3) Mg2+ + SiO32-Mg2+ + SiO32-

    Hydratation:

    4KAlSi3O8 + 4H2O4KAlSi3O8 + 4H2OAl4(OH)8Si4O10+ 2K2O + 8SiO2Al4(OH)8Si4O10+ 2K2O + 8SiO2

    Oxidationsverwitterung:

    4FeSiO3 + O2 + H2O4FeSiO3 + O2 + H2O 4FeO(OH)+ 4SiO2

    4FeO(OH)+ 4SiO2

  • Rauchgas-Verwitterung

    (saurer Regen)(saurer Regen)

    CO2, SO2, SO32-, SO42-, NOxCO2, SO2, SO32-, SO42-, NOx

  • Geschwindigkeit der VerwitterungKalzitKalzit

    OlivinOlivinAnorthitAnorthit

    PyroxenPyroxenAlbitAlbit

    BiotitBiotitOrthoklasOrthoklas

    MuskowitMuskowitTonTon

    QuarzQuarzAl-OxideAl-Oxide

    Fe-OxideFe-Oxide

    Lslichkeit

  • chemisch-biologische Verwitterung

    HuminsurenHuminsuren

    Einbau von Kationen aus dem Gestein in Pflanzen

    Einbau von Kationen aus dem Gestein in Pflanzen

  • Physikalische Verwitterung

    Zersetzung eines GranitsZersetzung eines Granits

    unverwitterterGranit

    unverwitterterGranit

    Ribildungan Korngrenzen

    Ribildungan Korngrenzen

    Lockerungdes Kornverbandes

    Lockerungdes Kornverbandes

    Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

  • TemperaturverwitterungTag- Nachtunterschiede in ariden GebietenTag- Nachtunterschiede in ariden Gebieten

    Kernsprung in einem GranitblockKernsprung in einem Granitblock

  • Frostverwitterung

    Wasser hat die max. Dichte bei4 C. Eisbildung im Porenraumzerstrt den Gesteinsverband.

    Wasser hat die max. Dichte bei4 C. Eisbildung im Porenraumzerstrt den Gesteinsverband.

    Salzverwitterung

    Im ariden Klima werden Salze aus dem Gestein gelst. Bei Verdunstung kristalli-

    sieren diese im Porenraum aus und sprengenden Gesteinsverband.

    Im ariden Klima werden Salze aus dem Gestein gelst. Bei Verdunstung kristalli-

    sieren diese im Porenraum aus und sprengenden Gesteinsverband.

  • Salzverwitterung

    Exfoliation an Graniten der stlichenWste (gypten)

    Verwitterung erfolgtschalenfrmig

    Verwitterung erfolgtschalenfrmig

  • Dolerit-Verwitterung

    Zwiebelschalige Verwitterung eines Dolerit-PillowsZwiebelschalige Verwitterung eines Dolerit-Pillows

  • Physikalisch-biologische Verwitterung

    Turgordruck der Pflanzenwurzeln> 10 kg/cm2

    Turgordruck der Pflanzenwurzeln> 10 kg/cm2

  • Abhngigkeit vom Klima

    KlimafaktorenKlimafaktoren

    NiederschlagNiederschlag TemperaturTemperatur

    humid - aridhumid - arid tropisch - polartropisch - polar

  • Verwitterung und Bodenbildung

    polar Temperatur kein gemigt-

    humidFrost-

    chemisch

    Klima Verwitterung Boden

    siallitisch

    warm-arid

    Temperatur,Salz kein

    warm-humid chemisch allitisch

    siallitisch: Rckstand aus Si- Al- Mineralen (z.B. Kaolin)siallitisch: Rckstand aus Si- Al- Mineralen (z.B. Kaolin)

    allitisch: Rckstand nur Al-Minerale (+ Fe-, Mn-Oxide)z.B. Gibbsit (Al(OH)3) Bauxit = Gibbsit + Fe-Oxide

    allitisch: Rckstand nur Al-Minerale (+ Fe-, Mn-Oxide)z.B. Gibbsit (Al(OH)3) Bauxit = Gibbsit + Fe-Oxide

  • Verwitterung im ariden Gebiet

    Mauretanien kein Bodenkein Boden

  • Bodentypensiallitischer

    Bodensiallitischer

    Boden

    A) Humus undverarmter

    Boden (Quarzu. Tonminerale)

    B) Fe- u. Al-Oxidhydrategefllt. CaCO3weggefhrt.

    C) anstehenderGranit

    A) Humusu. verarm-ter Boden

    B) geflltesCaCO3

    C) anstehen-des Gestein

    Humus fehlt

    Fe u. Al-Oxide

    Fe- reicheTone u. Al-Hydroxide

    anstehendesGestein

    umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

    Prrie-bodenPrrie-boden

    Laterit-BodenLaterit-Boden

  • Wechselwirkung: Erosion und TektonikNegative Rckkopplungzwischen Heraushebung,Abtragung und Oberfl-

    chen-Relief

    Negative Rckkopplungzwischen Heraushebung,Abtragung und Oberfl-

    chen-Relief

    Abtragungm/Mill.J.Abtragungm/Mill.J.

    Erniedrigung derGipfelhhe

    Erniedrigung derGipfelhhe

    tektonische Heraushebungm/Mill.J.

    tektonische Heraushebungm/Mill.J.

    Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

    erhhte Abtragungdurch Heraushebungerhhte Abtragungdurch Heraushebung

  • Hypsometrische Kurve

    Kontinent

    Ozean-Boden

    108

    0-2-4-6-8

    Hh

    e [m

    ] x 1

    000 6

    42

    4 16 36 64 100 %

    Kontinent

    Ozean-Boden

    108

    0-2-4-6-8

    Hh

    e [m

    ] x 1

    000 6

    42

    4 16 36 64 100 %

    http://jove.geol.niu.edu/faculty/stoddart/LPSC/images/p21.jpg

  • Transport

    Transportmedien:Transportmedien:

    WindWind

    Wasser (Flsse)Wasser (Flsse)

    Eis (Gletscher)Eis (Gletscher)

  • Windtransport

    olische Sedimenteolische Sedimente

    in Bodennhe:in Bodennhe:

    turbulente Srmungturbulente Srmung

  • Merkmale des Windtransports

    niedrige Dichte des Mediumsniedrige Dichte des Mediums

    flchenhafte Wirkungflchenhafte Wirkung

    gute Sortierung der Korngrengute Sortierung der Korngren

  • transportierte Korngren in Abhngigkeit von der Windstrke

    1/10 mm Durchmesser 1.5 m/sek.1/10 mm Durchmesser 1.5 m/sek.

    1/2 mm Durchmesser 7 m/sek.1/2 mm Durchmesser 7 m/sek.

    1 mm Durchmesser 15 m/sek.1 mm Durchmesser 15 m/sek.

    10 mm Durchmesser 25 m/sek.10 mm Durchmesser 25 m/sek.

  • Transport der Sandkrner am Boden

    Der bodennahe Transport der Sandkrnererfolgt meist springend (Saltation). Durch

    Kollision ergeben sich matte Kornoberflchen.

    Der bodennahe Transport der Sandkrnererfolgt meist springend (Saltation). Durch

    Kollision ergeben sich matte Kornoberflchen.nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

  • erosive Wirkung des Windtransportes

    Pilzfelsen (stliche Wste, gypten)

  • Entstehung eines Steinpflasters (Hamada)

    Gemisch ausgrob- und fein-

    krnigem Material

    Gemisch ausgrob- und fein-

    krnigem Material

    Der Windblst das

    feine Materi-al heraus.

    Der Windblst das

    feine Materi-al heraus.

    Das Steinpfla-ster schtzt vor weiterer Aus-

    blasung.

    Das Steinpfla-ster schtzt vor weiterer Aus-

    blasung.

    Deflation:

    Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

  • Hamada in Mauretanien

  • Sandtransport

    Sandverwehung ber ein Wadi (Mauretanien)

  • Windsedimente (Dnen, Erg)Hinter einem Hindernisbilden sich Turbulenzenund Sandverwehungen.

    Hinter einem Hindernisbilden sich Turbulenzenund Sandverwehungen.

    Die Sandwehen werden grer, sind aber noch getrennt.

    Die Sandwehen werden grer, sind aber noch getrennt.

    Die Sandwehen schlieen sich zu einer Dne zusammen.

    Die Sandwehen schlieen sich zu einer Dne zusammen.

    umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

  • Wandern einer Dne

    Wind transportiert Krnerauf die Leeseite.Wind transportiert Krnerauf die Leeseite.

    Entstehung einer instabilenLagerungEntstehung einer instabilenLagerung

    Abrutschen der instabilen Lage. Wandern der DneAbrutschen der instabilen Lage. Wandern der Dne

    umgeteichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

  • transportierte Sandmenge

    1.0

    0.8

    0.6

    0.4

    0.2

    0 20 30 40 50 60Windgeschwindigkeit (km/h)

    Tonn

    en/T

    ag/M

    eter

    Bre

    ite d

    er D

    nen

    ober

    flch

    e

    1.0

    0.8

    0.6

    0.4

    0.2

    0 20 30 40 50 60Windgeschwindigkeit (km/h)

    Tonn

    en/T

    ag/M

    eter

    Bre

    ite d

    er D

    nen

    ober

    flch

    e

  • Begrenzung der Hhe

    Durch Hhenwachstum werden die Strmungslinienzusammengedrckt. Geschwindigkeit steigt, gesamterSand wird transportiert. Hhenwachstum hrt auf.

    Durch Hhenwachstum werden die Strmungslinienzusammengedrckt. Geschwindigkeit steigt, gesamterSand wird transportiert. Hhenwachstum hrt auf.

    Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

  • Dnen in Mauretanien

  • Dnenformen

    Barchan(Sicheldne)Barchan(Sicheldne)

    Transversaldne(Reihendne)Transversaldne(Reihendne)

    Longitudinaldne(Strichdne)Longitudinaldne(Strichdne)

    Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

  • Barchane (Mauretanien)

  • Erg Tifernin (Sd-Algerien)

    NASA-Foto S65-63829, Gemini VII

    BarchaneBarchane

  • Die Namib-Wste

    TransversaldnenTransversaldnen

    NASA-Foto 65-2652, SCI-1195, Gemini V

    Vorlesung Allgemeine GeologieExogene DynamikVerwitterungKreislauf der GesteineVerwitterung und Transportchemische und physikalische Verwitterungchemische VerwitterungKarbonat-FllungKarbonat-FllungSinter-Terrassen in Pamukale (Trkei)Chemische VerwitterungRauchgas-VerwitterungGeschwindigkeit der Verwitterungchemisch-biologische VerwitterungPhysikalische VerwitterungTemperaturverwitterungFrostverwitterungSalzverwitterungDolerit-VerwitterungPhysikalisch-biologische VerwitterungAbhngigkeit vom KlimaVerwitterung und BodenbildungVerwitterung im ariden GebietBodentypenWechselwirkung: Erosion und TektonikHypsometrische KurveTransportWindtransportMerkmale des Windtransportstransportierte Korngren in Abhngigkeit von der Windstrke Transport der Sandkrner am Bodenerosive Wirkung des WindtransportesEntstehung eines Steinpflasters (Hamada)Hamada in MauretanienSandtransportWindsedimente (Dnen, Erg)Wandern einer Dnetransportierte SandmengeBegrenzung der HheDnen in MauretanienDnenformenBarchane (Mauretanien)Erg Tifernin (Sd-Algerien)Die Namib-Wste


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