Veränderungsprozesse

Während sich die Verwitterung auf den Abbau von Gestein in kleinere Stücke durch eine Vielzahl von verschiedenen Prozessen bezieht, bezieht sich die Erosion auf die verschiedenen Prozesse, durch die diese Stücke entfernt und einige Entfernung von ihrem Ursprung transportiert werden. Es gibt vier Hauptakteure der Erosion – Schwerkraft, Wasser, Wind und Gletscher – obwohl es für jeden dieser Akteure mehrere verschiedene Möglichkeiten gibt, eine Substanz zu erodieren.

GRAVITÄT

Erosion durch Schwerkraft ist einfach die Bewegung von Sediment, Gestein usw. von einem höher gelegenen Gebiet zu einem niedriger gelegenen Gebiet aufgrund der Schwerkraft. Obwohl die Schwerkraft auch bei den anderen Erosionstypen eine Rolle spielt, ist sie in Gebieten mit höherem topographischem Relief als primäre Erosionsursache am stärksten ausgeprägt. Ein häufiges Beispiel ist die Anhäufung von Talus, Gesteinsbrocken, am Fuße eines Berges oder Hangs (wie im Bild unten zu sehen).

Ein Talus-Hang in Colorado. http://hikethewhites.com/huntington/fan01.jpg

GLACIERS

Gletscher sind große Eismassen, die entstehen, wenn Schnee im Laufe der Zeit sukzessive verdichtet wird. Obwohl es mehrere verschiedene Arten von Gletschern gibt, mit komplexen Wechselwirkungen, die ihre Bewegung bestimmen, kann die Erosion, die aus der Bewegung von Gletschern resultiert, als Zupfen, Abrieb und Eisschub charakterisiert werden.

Die meisten Felsoberflächen sind nicht flach oder regelmäßig, und sie enthalten oft Aufschlüsse, die aus der Oberfläche herausragen. Wenn sich ein Gletscher über diese Bereiche bewegt, in denen das Gestein herausragt, können Druckunterschiede und schmelzendes/gefrierendes Eis innerhalb des Gletschers dazu führen, dass Stücke abgebrochen und diese Gesteinsbrocken in den Gletscher selbst integriert werden. Dieser Prozess wird als Zupfen bezeichnet.

Ein Diagramm, das sowohl Zupfen als auch Abrieb zeigt. http://www.nps.gov/archive/mora/ncrd/glacier/Basics00.html

Gleichermaßen tritt Eisschub auf, wenn Gestein oder Sediment am Boden des Gletschers gefroren ist. Wenn der Gletscher sich zu bewegen beginnt, nachdem er einige Zeit stillgestanden hat, wird dieses Gestein oder Sediment mit dem Gletscher vorwärts geschoben (und oft auch in den Gletscher hinein). Schließlich wird dieses Material in einiger Entfernung von der Stelle abgelagert, an der es vom Eis abgetragen wurde.

Schließlich kann die Bewegung von Gletschern zu Erosion durch Abrieb führen. Unabhängig davon, wie das Sediment und Gestein vom Gletscher mitgenommen wird, wird dieses Material transportiert, bis es schließlich abgelagert wird. Während dieser Zeit werden einige dieser Stücke an der Basis des Gletschers mitgerissen. Wenn sich der Gletscher über das darunter liegende Gestein bewegt, können diese Stücke entweder das darunter liegende Gestein oder andere lose Gesteinsstücke aushöhlen, einritzen und abschleifen.

Lange nachdem ein Gletscher verschwunden ist, bleiben die in das darunter liegende Gestein eingegrabenen Rillen zurück. http://education.usgs.gov/schoolyard/glacialstriations.html

WIND

Die Fähigkeit des Windes, Sediment zu erodieren, hängt von der Größe des Materials, der Geschwindigkeit des Windes, der Dauer des Windes und der Länge der Fläche ab, über die er ungehindert wehen kann. Kleinere Partikel, wie z. B. Schlick- oder Tonkörner, können in der Luft schweben und große Entfernungen zurücklegen, bevor sie abgelagert werden. Größere Partikel bewegen sich jedoch in der Regel durch Abrollen oder Abprallen auf dem Boden, ein Prozess, der als Saltation bekannt ist.

Ein Beispiel für Winderosion in Ontario, Kanada. http://www.omafra.gov.on.ca/IPM/english/soil-diagnostics/erosion.html

WASSER

Wasser bedeckt etwa 70 % der Erdoberfläche, mit über 200.000 Meilen Küstenlinie und Tausenden von Meilen an Flüssen und Stromsystemen. Dies, zusammen mit dem großen Anteil der Gebiete, die Niederschläge erhalten, macht die Bedeutung der Rolle des Wassers bei der Erosion deutlich.

An den Küsten ist der primäre Mechanismus der Erosion durch Wasser die Wellenbewegung. Betrachten Sie einen Sandstrand. Wenn Wellen auf die Küste treffen, wird das Sediment aufgewirbelt und zum Strand geschoben. Wenn sich die Wellen brechen und wieder abfließen, fließt ein Teil dieses Sediments und Sandes vom Strand mit dem Wasser zurück. Das Endergebnis ist, dass eine sanfte Welle das Sediment sowohl auf dem Meeresboden in der Nähe des Strandes als auch das Sediment am Strand selbst ständig bewegt und neu anordnet.

Allerdings können Wellen auch Material an felsigen Ufern erodieren. Wenn die Wellen auf die Felsen prallen, kann der Druck dieses Aufpralls auf bereits vorhandene Risse und Fugen wirken und kleine Gesteinsstücke abbrechen, die zurück ins Wasser getragen werden. Diese Stücke können miteinander kollidieren, wodurch sie weiter in immer kleinere Stücke zerbrechen, oder sie können in das Gestein entlang der Küstenlinie eingeschlagen werden, wodurch das Gestein abgeschliffen wird und weitere Stücke abbrechen.

Diese Vorher-Nachher-Fotos zeigen die Auswirkungen der extremen Wellenerosion in Verbindung mit einem Hurrikan. http://soundwaves.usgs.gov/2005/09/fieldwork2.html

Auch etwas so Einfaches wie Regen kann Erosion verursachen, besonders auf landwirtschaftlichen Flächen und Ackerland. Regentropfenerosion entsteht durch den Aufprall von Regentropfen auf nackten Boden. Die Energie dieses Aufpralls kann sowohl einzelne Körner verschieben als auch Bodenaggregate, Klumpen von Bodenteilchen, die durch ein anderes Medium (z.B. Pflanzenwurzeln, Lehm usw.) zusammengehalten werden, aufbrechen.

Der Aufprall eines Regentropfens kann Bodenklumpen aufbrechen und einzelne Teilchen zerstreuen. http://www.vbco.org/planningeduc0042.asp

Wenn die Niederschlagsmenge die Infiltrationsrate, also den Prozess, bei dem Wasser in den Boden aufgenommen wird, übersteigt, kann es zu Flächenerosion kommen. Wenn sich das Wasser an der Oberfläche sammelt, beginnt es, als dünne Schicht über den Boden zu fließen und nimmt dabei lockeren Boden mit sich. Mit der Zeit erodiert diese Strömung die Oberfläche und bildet kleine Kanäle oder Rillen. Bei aufeinanderfolgenden Niederschlagsereignissen können diese Rillen immer größer werden und schließlich die Bezeichnung Rinnen verdienen.

Die Erosion hat Rillen in den unverfestigten Boden gegraben. Wenn sie unkontrolliert bleiben, können sich diese zu Rinnen entwickeln. http://plantandsoil.unl.edu/croptechnology2005/UserFiles/Image/siteImages/UrbanRillErosion-NRCS-LG.jpg

Schließlich haben Flüsse und Bäche eine unglaubliche Fähigkeit, große Mengen an Sediment zu erodieren und zu transportieren. Ein Fluss hat zwei primäre Mechanismen, durch die er Material aufnimmt: Mitnahme und Auflösung. Entrainment bezieht sich auf den Prozess, bei dem die hydraulische Wirkung des Wassers und die aus der Turbulenz resultierenden Wirbel lose Partikel anheben und mitreißen. Die Auflösung, wie sie in der chemischen Verwitterung diskutiert wird, bezieht sich auf den Prozess, bei dem lösliche Stoffe durch das Wasser gelöst werden (wobei die Produkte dieser Auflösungsreaktionen, Ionen, in Lösung mitgeführt werden).

Das gesamte Sediment, das von einem Bach transportiert wird, wird als Fracht bezeichnet, und es gibt drei Arten: gelöste Fracht, suspendierte Fracht und Geschiebe. Die gelöste Fracht eines Baches ist das Material, das in Lösung transportiert wird. Das Schwebstoffgeschiebe ist das Material, das im Wasser mitgeführt wird, ohne sich auf dem Grund abzusetzen. Das Geschiebe ist das Material, das zu groß ist, um in der Suspension mitgeführt zu werden, und das auf der Sohle abprallt (Saltation) oder rollt, ohne angehoben zu werden. Da diese Partikel am Boden entlang rollen oder hüpfen, können sie durch Abrieb weitere Erosion verursachen.

Das vielleicht schönste Produkt der Flußerosion auf der ganzen Welt – der Grand Canyon. http://thegoldenspiral.org/tag/colorado-river/