Relief und Boden

1. Bodenbildungsfaktoren
2. Bodenbildungsprozesse
   1. Verbraunung/Verlehmung

      Anmerkungen:

      • Ergebnisse der Silikatverwitterung; auf carbonathaltigen Böden erst nach Entbasung; Oxidation --> Fe(II) zu Fe (III); Tonmineralneubildung; Entstehung: Bv-Horizont --> Braunerden
   2. Entbasung/Versauerung

      Anmerkungen:

      • pH < 7; Voraussetzung für Verbraunung/Verlehmung, Lessivierung, Podsolierung; Verlust an basisch wirkenden Kationen (Ca, K, Mg, Na); abwärtsgerichtete Bodenwasserbewegung
   3. Lessivierung

      Anmerkungen:

      • Tonverlagerung mittels Wasser; 1. Dispergierung (Loslösung, Voraussetzung: Entkalkung/Entsaltzung), 2. Transport, 3. Ablagerung; Ah - Al - Bt - Bv - C --> Parabraunerde
   4. Podsolierung

      Anmerkungen:

      • abwärts gerichtete Umlagerung gelöster organischer Stoffe zusammen mit  Al + Fe (metallorganische Komplexe); in saurem Milieu o. kühlfeuchtes Klima; im Unterboden Ausscheidung der umgelagerten Stoffe und Anreicherung, wg. pH-Wert-Anstieg (basischer); Ahe - Ae (eluvial/ausgeschwaschen/gebleicht, grau) - Bh - Bs (eisenhaltig) - C --> Podsol
   5. Vergleyung

      Anmerkungen:

      • Gley (Ah - Go - Gr); Pseudogley (Stauwasserboden, Ah - Sw - Sd); 1. Reduktomorphose: Stauerstoffmangel im Boden, 2. Vergleyung (Grundwassereinfluss)/Pseudovergleyung (Staunässe): Lösung von Fe- + Mn-Oxiden unter reduzierenden Bedingungen, Bleichung, bei Luft: Ausfällung der Metallverbindungen
   6. Humifizierung

      Anmerkungen:

      • Ausbildung des Ah-Horizonts; in zwei Schritten: 1. Zersetzung, 2. Humifizierung (Umwandlung organischer Substanz in Huminstoffe); verschiedene terrestrische Mineralböden --> Mull, Moder, Rohhumus (C/N-Verhältnis)
   7. Turbation

      Anmerkungen:

      • Durchmischung; Ah - Horizont
3. Boden

   Anmerkungen:

   • Böden sind das mit Wasser, Luft und Lebewesen durchsetzte, unter dem Einfluss von Umweltfaktoren an der Erdoberfläche entstandene und im Ablauf der Zeit sich weiterentwickelnde Umwandlungsprodukt mineralischer und organischer Substanzen
4. Bodeneigenschaften
   1. Bodenporen

      Anmerkungen:

      • Gesamtheit der wasser- und luftgefüllten Hohlräume im Boden --> Porenraum/-volumen; Grobporen --> in Sand, Sickerwasser; Mittelporen --> in Schluff, Haftwasser (pflanzenverfügbar); Feinboren --> in Lehm, Totwasser
      1. Bodenwasser

         Anmerkungen:

         • Wasser, das bei einer Trocknung bei 105°C aus dem Boden entfernt werden kann; Sickerwasser; Haftwasser --> Adsorptionswasser, Kapillarwasser; Wasserspannungskurve (nFk)
      2. Bodenluft

         Anmerkungen:

         • füllt die Poren im Boden, die nicht mit Wasser gefüllt sind
   2. Bodenart

      Anmerkungen:

      • bestimmt sich nach der Korngrößenzusammensetzung; Ton = < 0,002 mm Schluff = 0,002 - 0,063 mm Sand = 0,063 - 2,0 mm Kies = > 2,0 mm
      1. Bodengefüge

         Anmerkungen:

         • räumliche Anordnung der mineralischen + organischen Bodenbestandteile, durch die das gesamte Bodenvolumen in das Substanzvolumen und Porenvolumen aufgeteilt wird
   3. organische Bodenbestandteile

      Anmerkungen:

      • Humus, Edaphon, lebende Pflanzenwurzeln; 80 - 85 %; Ah-Horizont
   4. Bodenatmung

      Anmerkungen:

      • Abgabe von CO2 einer bestimmten Bodenoberfläche
   5. Bodenreaktion (pH)

      Anmerkungen:

      • Konzentration der H+-Ionen im Boden
   6. Kationenaustauschkapazität

      Anmerkungen:

      • Summe der austauschbaren Kationen, d.h. Fähigkeit, Nährstoffe in pflanzenverfügbarer Form zu speichern; abhängig von den Tonmineralen im Boden; Zweischichttonminerale, Dreischichttonminerale (zunehmende KAK mit abnehmender Grenzflächenbindung)

1. Gesteine

   Anmerkungen:

   • vielkörnige Mineralaggregate
   1. Magmatite

      Anmerkungen:

      • Kristallation von Gesteinsschmelzen (Erstarrung, Abkühlung); 65 Vol.-% der Erdkruste; Gestein aus Unterkruste bzw. oberem Mantel
      1. Plutonite

         Anmerkungen:

         • innerhalb der Erdkruste in einigen km Tiefe, z.B. Granit; grob- bis mittelkörnig; richtungslos körnig; vollkristallin
      2. Vulkanite

         Anmerkungen:

         • an der Erdoberfläche aus erstarrter Lava, z.B. Basalt; feinkörnig bis dicht; porphyrisch
   2. Sedimentite

      Anmerkungen:

      • durch Diagenese (Kompaktion + Zementation) von Sedimenten (Sedimentation, Versenkung + Diagenese); Lockergestein + Festgestein; 8 Vol.-% der Erdkruste (bedecken jedoch 75 % der Erdoberfläche)
      1. klastisch

         Anmerkungen:

         • umgelagerte Gesteinstrümmer (Verwitterung + Abtragung)
         1. Korngröße

            Anmerkungen:

            • unter 0,002 mm --> Ton 0,002 - 0,063 mm --> Schluff 0,063 - 2,0 mm --> Sand 2,0 - 6,3 mm --> Kies über 6,3 mm --> Stein
      2. nicht-klastisch
   3. Metamorphite

      Anmerkungen:

      • Gesteine aus Magmatiten und Sedimentiten (bereits vorhanden), die unter erhöhter Temperatur und Druck entstanden sind; 27 Vol.-%; Rekristallation neuer Minerale; Minerale neu eingeregelt --> paralelltextur (z.B. schiefrig (Foliation))
      1. Metamorphose

         Anmerkungen:

         • keine Aufschmelzung von Gesteinen, jedoch werden Minerale durch hohe Drücke und Temperaturen umgebildet
         1. Regionalmetamorphose

            Anmerkungen:

            • hohe Drücke durch Gebirgsbildung (Auflast)
         2. Kontaktmetamorphose

            Anmerkungen:

            • hohe Temperaturen in der Nähe von Magmenkammern
2. Minerale

   Anmerkungen:

   • homogene, natürlich vorkommende kristalline, im allgemeinen anorganische Festkörper mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung
   1. Silikat

      Anmerkungen:

      • SiO4-Tetraeder; verschiedene räumliche Anordnungen --> Insel-, Ketten-, Doppelketten-, Netz- u. Gerüstsilikate

Anmerkungen:

• Denudation = flächenhafter Abtrag; Erosion = linienhafter Abtrag; Abtragungsformen und Akkumulationsformen; Transport ist nicht formbildend

1. glazial

   Anmerkungen:

   • insb. Pleistozän (Kaltzeiten) in Mitteleuropa; Wirkung des Eises (Gletscher/Eisschild) auf das Georelief + Sedimente; Formung abhängig v. Erosionswiderstandsfähigkeit, Topographie, Reibungswiderstand u. Gefälle des Gesteinsuntergrunds
   1. Gletscher

      Anmerkungen:

      • Entstehung: Metamorphose von Schnee zu Eis (Schnee --> Firn --> Eis), Schneeakumulation größer als Abschmelzrate; Ablation = Abschmelzung, Sublimation = Verdunstung; Nähr- und Zehrgebiet, getrennt durch Firnlinie; Gletscherbewegung
   2. glaziale Serie

      Anmerkungen:

      • regelhafte Abfolge von glazialen Formen
      1. Zungenbecken

         Anmerkungen:

         • ehem. Gletschervorstoß; Zungenbeckensee; Grundmoräne = Ablagerungen v. Ober-, Innen- u. Obermoränen durch Niedertauen des Eises
      2. Endmoräne

         Anmerkungen:

         • Akkumulation v. Material an Gletscherstirn; Wall
      3. Sander

         Anmerkungen:

         • fluvioglaziale schwemmfächerartige Aufschüttung vor dem Eisrand
      4. Urstromtal

         Anmerkungen:

         • fehlt häufig; zu finden v.a. in Norddeutschland (Anstieg zu den Mittelgebirgen); Täler, die Schmelzwässer am Außenrand der Sanderflächen aufnahmen; annähernd quer zur Fließrichtung der Gletscher
   3. Erosion

      Anmerkungen:

      • Detraktion = Herausbrechen von an der Unterseite des Gletschers festgefrorenen Gesteins (Vorwärtsbewegung);  Detersion = Gletscherschliff; Exaration = Aufschürfung + Auffaltung nicht glazigener Elemente an der Gletscherfront; Täler: Trogtal (U-Tal), Hängetal, Kare
   4. Akkumulation

      Anmerkungen:

      • glazigen, glazifluvial; Geschiebe, Geschiebemergel, Moränen
   5. äolisch

      Anmerkungen:

      • Erosion, Transport, Sedimentation von Material durch Wind (auch entgegen der Schwerkraft); fehlende/schüttere Vegetationsdecke
      1. Löss

         Anmerkungen:

         • kalkhaltiges, äoliches Sediment, v.a. aus Schluff; Auswehungsgebiete: glaziale Sander- u. Schotterflächen, periglaziale verwilderte Flusstäler (Rhein), auch Wüsten; Sedimentation ohne Schichtung; kleine Röhrchen aus Kalk --> gute Durchlüftung + Wasserhaltung --> fruchtbar --> landwirtschaftlich gut nutzbar; Lössablagerung in Kaltzeiten --> Bodenbildung in Warmzeiten; Hohlwege
2. fluvial

   Anmerkungen:

   • Gestaltung der Landoberfläche durch fließendes Wasser (Prozesse u. Formen); linienhaft in Form von Bächen, Flüssen u. Tälern; flächenhaft an Hängen
   1. Hydrologie

      Anmerkungen:

      • Lehre v. d. physikal., chem. u. biolog. bedingten Erscheinungsformen des Wassers über, auf und unter der Erdoberfläche; Einzugsgebiet = topograph. abgegrenztes Gebiet, das von einen Gewässer entwässert wird (--> Abflussystem); Abgrenzung durch Wasserscheiden
      1. Wasserbilanz

         Anmerkungen:

         • P = E + R + ∆S P = Verdunstung, E = Evapotranspiration, R = Abfluss, ∆S = Wasservorratsänderung
         1. Wasserhaushaltsgleichung

            Anmerkungen:

            • A = N + Zo + Zu - ET - I - So
      2. Abfluss
         1. Oberflächenabfluss

            Anmerkungen:

            • geneigte Fläche, die gesättigt ist
            1. Horton'scher Oberflächenabfluss

               Anmerkungen:

               • Sättigung von oben; wenn Wasserangebot aus Niederschlägen die Filtrationskapazität des Bodens übersteigt; Stauung an Oberfläche; Folge: Bodenerosion
            2. Sättigungsflächenabfluss

               Anmerkungen:

               • Sättigung von unten (sichtbar an Oberfläche!); Anhebung eines oberflächennahen Grundwasser- o. Stauwasserhorizonts durch vertikal aufsteigendes oder lateral zugeführtes Wasser; häufig in Vorfluternähe + konkave Talformen
   2. Erosion, Transport, Sedimentation
      1. Hjulström-Diagramm

         Anmerkungen:

         • Erosion, Transport und Sedimentation (Ablagerung) in Abhängigkeit von Korngröße und der mittleren Fließgeschwindigkeit
   3. Bodenerosion

      Anmerkungen:

      • Bodenabtrag, v.a. durch Hortonsch'scher Oberflächenabfluss; linienhaft + flächenhaft; Bodendegradation
   4. Flussbett

      Anmerkungen:

      • innere Reibung des Wassers, Reibung Gewässersohle/Ufer, Erosion Gewässersohle/Ufer, Materialtransport (Suspensions-, Geröll- u. Lösungsfracht); Belastungsverhältnis (BV) = Last / Schleppkraft (Erosion = < 1, Transport = 1, Sedimentation = > 1); Grundrisstypen: gerade, verzweigt, mäandrierend (Prallhang, Gleithang; Fließlänge/Tallänge > 1,5)
   5. Täler

      Anmerkungen:

      • durch fließendes Wasser entstandene Hohlformen; Gerinnebett + Aue + Hänge; Talform: fluviale Prozesse + Denudation; Klamm, Schlucht, Kerbtal, Sohlenkerbtal, Muldental, Sohlental, Canyon, Terassen (Hebung + pleistozäne Kalt- und Warmzeiten mit entspr. Abflussdynamik --> BV)

Anmerkungen:

• Veränderung der physikalischen, chemischen und mineralogischen Eigenschaften von Gesteinen und Sedimenten an der Erdoberfläche, unter Einfluss der Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre

1. chemisch

   Anmerkungen:

   • chemische Zersetzung und Umwandlung des Gesteins; führt i. d. R. zu einer veränderten Mineralzusammensetzung; am stärksten in humid-tropischen Gebieten
   1. Hydrolyse

      Anmerkungen:

      • auch Silikatverwitterung; Metallkationen eines Minerals werden durch Wasserstoffionen (H+) ausgetauscht --> Herauslösung von Anionen, die mit Bodenlösung abtransport werden können (Erhöhung des pH-Wertes); in nachfolgenden Reaktionen können Bindungen zw. Si, Al, O hydrolytische aufgebrochen werden; Beschleunigung durch Säuren, die H+-Konzentration erhöhen (Protolyse); aus Zersetzungsrückstand entstehen Tonminerale (--> Bodenbildung); Verwitterungsintensität steigt mit sinkendem pH-Wert, höherer Temp. + zunehmender Feuchte; (vorgelagerter Prozess der Kohlensäure- und Oxidationsverwitterung)
   2. Lösungsverwitterung

      Anmerkungen:

      • zunächst Hydration; Salze dissozieren im Wasser (Aufspaltung in Kationen und Anionen), jedes der Ionen wird mit Wasser umgeben --> gehen in Lösung; besonders in humiden Klimaten; Löslichkeit von Temp. + pH-Wert
   3. Kohlensäureverwitterung

      Anmerkungen:

      • Kohlensäure durch Lösung von Kohlendioxid (aus der Luft) in Wasser enthalten --> H2CO3; Verwitterung der Carbonate (Kalk + Dolomit); Kalk in reinem Wasser schwer löslich; durch H+ wird Kalk in besser lösliches Calcium-hydrogencarbonat umgewandelt und in Lösung (mit dem Wasser) abtransportiert; reversibel --> Kalk kann auch wieder ausgefällt werden; wenn Gestein auch Silikate enthält, neutralisieren Carbonate die Säuren --> Silikatverwitterung erst bedeutend wenn Carbonatverwitterung abgeschlossen; Tonmineralbildung; Karst (Gesamtheit der durch Korrosion gebildeter Formen; Schwundloch, Doline, Trockental)
   4. Oxidationsverwitterung

      Anmerkungen:

      • in den Randbereichen der Minerale durch Luftsauerstoff + gelösten Sauerstoff; zweiwertiges Eisen + Mangan werden oxidiert --> unter Abspaltung eines Elektrons zu dreiwertigem Eisen o. Mangan --> Veränderung des Durchmessers des Ions --> Abspaltung aus dem Kristallverband + Ausscheidung an der Oberfläche (rötlich/bräunlich); Oxidschicht kann vor weiterer Verwitterung schützen, wenn jedoch abgeführt --> Oxidationsverwitterung effektive Ergänzung der Hydrolyse
2. physikalisch

   Anmerkungen:

   • mechanische Zerkleinerung von Gesteinen, ohne die chem. o. mineralogische Zusammensetzung des Gesteins zuändern; auch glaziofluvialer Transport führt durch Kollisionen und Abrieb zur Zerkleinerung, auch Mensch + Tier; Oberflächenvergrößerung --> Angriffsfläche für chem. Verwitterung
   1. Frostverwitterung

      Anmerkungen:

      • Hohlräume, kleine Haarrisse; Dichteanomalie des Wassers; Volumenzunahme von 9 Vol.-% --> Zerkleinerung des Gesteins; ausreichende Feuchtigkeit + Temperaturwechsel (Frostwechsel) erforderlich
   2. Insolationsverwitterung

      Anmerkungen:

      • Temperaturschwankungen (Tageszeitenklima); schlechte Wärmeleitfähigkeit von Gesteinen; Unterschiede innen + außen; Sonnen- u. Schattenseite; unterschiedliche Mineraleigenschaften --> unterschiedliche Erwärmung; dadurch Spannung und Lockerung
   3. Salzsprengung

      Anmerkungen:

      • v.a. in ariden Gebieten; Ausfällung von Salzen aufgrund Verdunstung; jedoch auch Quellung möglich (Hydration; z.B. Anhydrit --> Gips); auch an Gebäuden in gem. Breiten (Kölner Dom)
   4. Druckentlastung

      Anmerkungen:

      • Verminderung der Auflast (z.B. durch Abtragung) --> Spalten und Klüfte; weitere Verwitterungsprozesse können hier ansetzen; Exfoliation (Abschuppung); auch Pflanzenwurzeln (biogene Verwitterung)
3. Hydration/Hydratation

   Anmerkungen:

   • Übergang zwischen physik. und chem. Verwitterung; Einlagerung von Wassermolekülen ins Kristallgitter ohne chemische Veränderung des Ausgangs-materials --> Volumenvergrößerung --> Quellfaltung; daran anschließend Lösungsverwitterung

Anmerkungen:

• Allgemeine Idee der Plattentektonik; Alfred Wegener (1912) --> Kontinentalverschiebung; in 1960er Jahren erwiesen --> Plattentektonik; angetrieben durch: Konvektionsströme + slab pull;

1. konvergierende Plattengrenze

   Anmerkungen:

   • Aufeinandertreffen von Platten (Kollision)
   1. kontinental - ozeanisch

      Anmerkungen:

      • Subduktion der ozeanischen Kruste (größere Dichte); Ozeanboden inkl. seiner Sedimente + Rand des Kontinents werden zu Gebirge zusammengefaltet (Anden); auch Tiefseegraben
   2. ozeanisch - ozeanisch

      Anmerkungen:

      • Subduktion; Tiefseegraben + vulkanischer Inselbogen
   3. kontinental - kontinental

      Anmerkungen:

      • keine Subduktion; sondern Bildung von Hochgebirge (Auffaltung)
2. divergierende Plattengrenze

   Anmerkungen:

   • Auseinanderdriften der Platten; Neubildung von Lithosphäre
3. konservative Plattengrenze

   Anmerkungen:

   • Transformstörung; aneinandervorbeigleiten
4. Erdbeben

   Anmerkungen:

   • Erschütterungen u. Schwingungen des Untergrundes; oft an Plattengrenzen; treten auf, wenn Gestein kontinuierlich Deformationskräften (Spannung) ausgesetzt ist und an Störung zerbricht; Hypozentrum = Erdbebenherd in der Tiefe; Epizentrum = senkrecht über dem Hypozentrum liegende Punkt an der Erdoberfläche
   1. Seismische Wellen

      Anmerkungen:

      • gemessen mit Seismographen; aufgezeichnet als Seismogramme; Richter-Skala (Energiefreisetzung); Mercalli-Skala, Europäische Makroseismische Skala (Auswirkungen); Messung durch Ausschlag + Entfernung der Station vom Epizentrum (Abstand P- u. S. Wellen)
      1. Oberflächenwellen

         Anmerkungen:

         • an der Erdoberfläche
         1. Rayleigh
         2. Love
      2. Raumwellen

         Anmerkungen:

         • im Erdinneren
         1. S-Wellen

            Anmerkungen:

            • Sekundärwellen, Scherwellen/Transversalwellen; Ausbreitung nur in festen Körpern
         2. P-Wellen

            Anmerkungen:

            • Primärwellen; Kompressionswellen; Ausbreitung in fester, flüssiger und gasförmiger Materie
         3. Schalenbau der Erde

            Anmerkungen:

            • abgeleitet aus Verbreitung von P- und S-Wellen; Diskontinuitätszonen