Geomorphologie

Geomorphologie ist die Wissenschaft von den Oberflächenformen der Erde. Die Entstehung und Weiterbildung des Reliefs unseres Planeten ist Ausdruck geologischer Prozesse, der Verwitterung, schwerkraftbedingter Massenbewegungen sowie der Formung durch Wasser, Wind, Eis und menschliche Einwirkungen.

Das Buch erklärt die Formungsprozesse mit ihren Einflussfaktoren und vermittelt einen systematischen Überblick über die Vielfalt der Oberflächenformen. Es richtet sich an Studierende im Bachelorstudium ohne geowissenschaftliches Vorwissen und gibt durchgängig Hinweise für das vertiefende Studium. Auch für zahlreiche umweltbezogene Fächer sind geomorphologische Grundkenntnisse unverzichtbar. Daher werden die Beziehungen der Geomorphologie zu ihren Nachbardisziplinen sowie Anwendungsbezüge aufgezeigt.

Vorwort 11
1 Gegenstand, Aufgabe und Gliederung der Geomorphologie 15
1 1 Gegenstand und Stellung der Geomorphologie 17
1 2 Gliederung der Geomorphologie: Reliefbildende und formbildende Prozesse 19
1 3 Vielfalt geomorphologischer Formen 24
1 4 Forschungsansätze und Arbeitsrichtungen in der Geomorphologie 24
1 5 Zur Bedeutung des Reliefs und der Geomorphologie 26
2 Die Entstehung von Kontinenten, Gebirgen und Ozeanen (Mega- und Makrorelief) 29
2 1 Hypsometrische Kurve 30
2 2 Plattentektonik 32
3 Geologische Grundlagen: Tektonik, Erdzeitalter und Gesteine 41
3 1 Tektonik 42
3 1 1 Tektonische Bewegungen 42
3 1 2 Lagerungsformen und einfache tektonische Strukturen 44
3 2 Geologische Zeitrechnung und erdgeschichtliche Entwicklung 49
3 3 Gesteine und ihre geomorphologische Bedeutung 53
3 3 1 Eigenschaften und Bedeutung 53
3 3 2 Minerale 54
3 3 3 Kreislauf der Gesteine 56
3 3 4 Magmatite 57
3 3 5 Sedimente und Sedimentgesteine 61
3 3 6 Metamorphe Gesteine 65
4 Das Relief der Erde: Konzepte und Modellvorstellungen 71
4 1 Modellvorstellungen in der Geomorphologie 72
4 2 Der Abtragungs-Zyklus von W M Davis (1899) 73
4 3 Das exponentielle Abtragungsmodell nach strahler/strahler (1992) 76
4 4 Denudationsraten in Flusseinzugsgebieten 77
4 5 Klimagebundenheit exogener Formungsprozesse 79
4 6 Formen, korrelate Sedimente und Aktualismus 80
4 7 Bedeutung des Klimawandels 81
4 8 Häufigkeit und Intensität geomorphologischer Formungsprozesse (Frequenz und Magnitude) 82
4 9 Gleichgewicht und Dynamik in geomorphologischen Systemen 83
4 10 Sedimentflüsse und Sedimentkaskaden 84
5 Verwitterungsprozesse und Verwitterungsformen 89
5 1 Die Verwitterung als Teil der exogenen Dynamik 90
5 2 Physikalische Verwitterung 90
5 2 1 Druckentlastung und Abkühlung von Magmen 91
5 2 2 Desorption und Adsorption von Wasser 91
5 2 3 Temperaturwechsel 92
5 2 4 Frostsprengung und andere Verwitterungseffekte durch Volumenvergrößerung 93
5 3 Chemische Verwitterung 94
5 3 1 Allgemeine Charakteristik 94
5 3 2 Lösungsverwitterung 94
5 3 3 Kationenaustausch 95
5 3 4 Redox-Reaktionen (Oxidationsverwitterung) 95
5 3 5 Hydrolyse und Protolyse (Säureverwitterung) 97
5 4 Verwitterungsprodukte 98
5 4 1 Wirkung der physikalischen Verwitterung 98
5 4 2 Verwitterungsneubildungen und Prozesse der Bodenbildung 98
5 5 Klimazonalität der Verwitterung 104
5 5 1 Verwitterung in den feuchten Tropen 104
5 5 2 Verwitterung in Trockengebieten 105
5 6 Verwitterungsformen 106
6 Gravitative Massenbewegungen 109
6 1 Hangstabilität 110
6 2 Sturzdenudation 113
6 3 Versatzdenudation 115
6 4 Denudation durch Rutschen und Gleiten 116
6 5 Fließungen 117
6 6 Komplexe gravitative Massenbewegungen 119
6 7 Hangformung durch gravitative Massenbewegungen 119
7 Fluviale Formung 121
7 1 Hydrologische Grundlagen 122
7 1 1 Wasserkreislauf und Abflussbildung 122
7 1 2 Abflussganglinien und Abflussregime 124
7 1 3 Abfluss und Fließgeschwindigkeit 127
7 1 4 Fließzustände 130
7 2 Denudation durch fließendes Wasser 134
7 2 1 Prozessbetrachtung: Ablösung, Transport und Sedimentation 134
7 2 2 Natürliche Spüldenudation und Bodenerosion 137
7 2 3 Bodenerosionsformen 139
7 3 Fluviale Prozesse im Gerinnebett 144
7 3 1 Energieumsatz in fluvialen Systemen 144
7 3 2 Erosion und Sedimenttransport 146
7 3 3 Morphologische Gewässerstrukturen 153
7 3 4 Akkumulation und fluviale Akkumulationsformen 160
7 3 5 Gefälle und Längsprofil 164
7 3 6 Entwicklung und Stationarität fluvialer Systeme 167
7 4 Prozesse der Talbildung und Talformen 168
7 4 1 Modellüberlegungen zum Zusammenwirken von Hangdenudation und Flussarbeit 168
7 4 2 Einfache Talformen 169
7 4 3 Komplexe Talformen als Ergebnis diskontinuierlicher Reliefentwicklung 171
7 4 4 Sonderformen tektonisch ausgelöster Talentwicklung 174
8 Äolische Formung 177
8 1 Mechanische Grundlagen der Oberflächenformung durch Wind 178
8 2 Transportarten 179
8 3 Deflation und Deflationsformen 179
8 4 Wüstenpflaster 182
8 5 Korrasion 182
8 6 Transport und Akkumulation von Sand 183
8 6 1 Transport (Massenfluss) 183
8 6 2 Akkumulation und Akkumulationsformen 185
8 7 Staubsedimente und Löss 187
8 7 1 Transport und Sedimentation 187
8 7 2 Löss 188
9 Glaziale und glazifluviale Formung 193
9 1 Gletscherentstehung, Massenbilanz 194
9 2 Gletschertypen 195
9 2 1 Morphologische Gletschertypen 195
9 2 2 Thermische Gletschertypen 196
9 3 Gletscherbewegung 196
9 4 Glaziale Erosion und Exaration 199
9 5 Glaziale Abtragungsformen 200
9 6 Glazialer und glazifluvialer Transport 203
9 7 Glaziale Sedimente und Akkumulationsformen 204
9 7 1 Terminologie und Eigenschaften glazialer Ablagerungen 204
9 7 2 Glaziale Sedimentationsprozesse und Sedimente 206
9 7 3 Glaziale Akkumulationsformen 206
9 8 Formen der Grundmoränenlandschaft 207
9 9 Glazifluviale Formen und Sedimente 208
9 10 Das Paraglazial 211
10 Periglaziale Formung 215
10 1 Der Periglazialbegriff 216
10 2 Kaltklimatische Sonderbedingungen für periglaziale Formungsprozesse 216
10 2 1 Permafrost 216
10 2 2 Grundlegende frostdynamische, physikalische Prozesse 217
10 3 Periglaziale Denudationsprozesse und Formen 219
10 3 1 Eiskeile und Eiskeilnetze 219
10 3 2 Thufur, Palsen, Pingos 220
10 3 3 Kryoturbation und Frostmusterstrukturen 221
10 3 4 Solifluktion 223
10 3 5 Blockgletscher 224
10 3 6 Thermokarst 224
10 3 7 Abluation 224
10 3 8 Nivation und Kryoplanation 225
10 4 Besonderheiten fluvialer Morphodynamik im Periglazialraum 225
11 Formungsprozesse an Küsten (Litorale Prozesse) 229
11 1 Formungsprozesse und Küstenformen 230
11 1 1 Übersicht 230
11 1 2 Wellen und Brandung 230
11 1 3 Flachküsten 236
11 1 4 Steilküsten 238
11 1 5 Strömungen, Gezeiten und ihr Einfluss auf Flachküsten 239
11 1 6 Seichtwasserküsten 242
11 2 Küstentypen 243
12 Karst 247
12 1 Petrographische und hydrologische Voraussetzungen 248
12 2 Grundlagen der Korrosion 249
12 3 Karstformen 252
13 Strukturformen 259
13 1 Gesteinslagerung und Abtragungsresistenz 260
13 2 Schichttafeln 260
13 3 Schichtstufen und Schichtkämme 260
13 4 Bruchlinienstufen und Reliefumkehr 268
14 Vulkanische Formen 271
14 1 Vulkanische Vollformen 272
14 2 Vulkanische Hohlformen 273
14 3 An Subvulkanismus gebundene Formen 274
15 Geomorphologische Prozesskombinationen und Formengefüge in Abhängigkeit vom Klima 277
15 1 Geomorphologische Prozesskombinationen und ihre klimazonal beeinflusste Anordnung 278
15 2 Flächenbildung durch Pediplanation 282
15 3 Morphodynamik und typische Formengefüge in den feuchten Tropen 282
15 3 1 Relieftypen 282
15 3 2 Gunstfaktoren für die Reliefentwicklung in den feuchten Tropen 284
15 4 Morphodynamik und typische Formengefüge in den Trockengebieten 286
15 4 1 Prozesskombinationen der Trockengebiete 286
15 4 2 Die arid-morphologische Catena 286
16 Anthropogeomorphologie: Formung durch den Menschen 289
16 1 Reliefformung unter dem Einfluss des Menschen 290
16 2 Geoarchäologie und Sedimentkaskaden als Folge anthropogener Eingriffe in den Landschaftshaushalt 295
17 Methoden 299
17 1 Geomorphometrie und digitale Reliefanalyse 300
17 2 Messung von Prozessen 303
17 3 Sedimentanalyse 305
17 4 Datierungen 308
18 Reliefentwicklung in Mitteleuropa 315
18 1 Übersicht 315
18 2 Norddeutsches Tiefland und Küsten 315
18 2 1 Alt- und Jungmoränenlandschaften 315
18 2 2 Moor, Marsch, Watt und Inseln 322
18 2 3 Ostseeküste 325
18 3 Mittelgebirge 325
18 3 1 Gemeinsamkeiten und Besonderheiten 325
18 3 2 Rumpfschollengebirge 330
18 3 3 Schichttafeln, Schichtstufen und Schichtkämme aus Sedimentgesteinen des mesozoischen Deckgebirges 332
18 4 Oberrheingraben 336
18 5 Vulkangebiete und Ries 336
18 6 Alpen und Alpenvorland 337
18 7 Veränderung der Flusseinzugsgebiete 339
Literatur 341
Begriffsfelder 351
Sachregister