Geomorphologie

Prof. Dr. Harald Zepp lehrt an der Ruhr-Universität Bochum.

Vorwort11

1 Gegenstand, Aufgabe und Gliederung der Geomorphologie 15

1.1 Gegenstand und Stellung der Geomorphologie17

1.2 Gliederung der Geomorphologie: Reliefbildende und formbildende Prozesse19

1.3 Vielfalt geomorphologischer Formen24

1.4 Zur Bedeutung des Reliefs und der Geomorphologie25

2 Die Entstehung von Kontinenten, Gebirgen und Ozeanen (Mega- und Makrorelief)29

2.1 Hypsometrische Kurve30

2.2 Plattentektonik32

3 Material, Prozesse und Strukturen der kontinentalen Kruste41

3.1 Tektonik42

3.1.1 Tektonische Bewegungen42

3.1.2 Lagerungsformen und einfache tektonische Strukturen43

3.2 Geologische Zeitrechnung und erdgeschichtliche Entwicklung49

3.3 Gesteine und ihre geomorphologische Bedeutung53

3.3.1 Eigenschaften und Bedeutung von Gesteinen53

3.3.2 Minerale54

3.3.3 Kreislauf der Gesteine56

3.3.4 Magmatite57

3.3.5 Sedimente und Sedimentgesteine61

3.3.6 Metamorphe Gesteine65

4 Das Relief der Erde: Konzepte und Modellvorstellungen73

4.1 Modellvorstellungen in der Geomorphologie74

4.2 Der Abtragungs-Zyklus von W.M. DAVIS (1899)75

4.3 Das exponentielle Abtragungsmodell nach STRAHLER/STRAHLER (1992)77

4.4 Denudationsraten in Flusseinzugsgebieten79

4.5 Klimagebundenheit exogener Formungsprozesse81

4.6 Formen, korrelate Sedimente und Aktualismus82

4.7 Bedeutung des Klimawandels83

4.8 Relief als Ergebnis endogen-exogener Wechselwirkungen83

5 Verwitterungsprozesse und Verwitterungsformen85

5.1 Die Verwitterung als Teil der exogenen Dynamik86

5.2 Physikalische Verwitterung86

5.2.1 Druckentlastung und Abkühlung von Magmen86

5.2.2 Desorption und Adsorption von Wasser87

5.2.3 Temperaturwechsel88

5.2.4 Frostsprengung und andere Verwitterungseffekte durch Volumenvergrößerung88

5.3 Chemische Verwitterung90

5.3.1 Allgemeine Charakteristik90

5.3.2 Lösungsverwitterung90

5.3.3 Kationenaustausch90

5.3.4 Redox-Reaktionen (Oxidationsverwitterung)91

5.3.5 Hydrolyse und Protolyse (Säureverwitterung)93

5.4 Verwitterungsprodukte94

5.4.1 Wirkung der physikalischen Verwitterung94

5.4.2 Verwitterungsneubildungen und Prozesse der Bodenbildung94

5.5 Klimazonalität der Verwitterung99

5.5.1 Verwitterung in den feuchten Tropen99

5.5.2 Verwitterung in Trockengebieten101

5.6 Verwitterungsformen101

6 Gravitative Massenbewegungen103

6.1 Hangstabilität104

6.2 Sturzdenudation106

6.3 Versatzdenudation108

6.4 Denudation durch Rutschen und Gleiten110

6.5 Fließungen110

6.6 Komplexe gravitative Massenbewegungen112

6.7 Hangformung durch gravitative Massenbewegungen112

7 Fluviale Formung115

7.1 Hydrologische Grundlagen116

7.1.1 Wasserkreislauf und Abflussbildung116

7.1.2 Abflussganglinien und Abflussregime118

7.1.3 Abfluss und Fließgeschwindigkeit121

7.1.4 Fließzustände124

7.2 Denudation durch fließendes Wasser128

7.2.1 Prozessbetrachtung: Ablösung, Transport und Sedimentation128

7.2.2 Natürliche Spüldenudation und Bodenerosion131

7.2.3 Bodenerosionsformen134

7.3 Fluviale Prozesse im Gerinnebett138

7.3.1 Energieumsatz in fluvialen Systemen139

7.3.2 Erosion und Sedimenttransport140

7.3.3 Morphologische Gewässerstrukturen146

7.3.4 Akkumulation und fluviale Akkumulationsformen154

7.3.5 Gefälle und Längsprofil157

7.3.6 Entwicklung und Stationarität fluvialer Systeme158

7.4 Prozesse der Talbildung und Talformen160

7.4.1 Modellüberlegungen zum Zusammenwirken von Hangdenudation und Flussarbeit160

7.4.2 Einfache Talformen163

7.4.3 Komplexe Talformen als Ergebnis diskontinuierlicher Reliefentwicklung164

7.4.4 Sonderformen tektonisch ausgelöster Talentwicklung167

8 Äolische Formung171

8.1 Mechanische Grundlagen der Oberflächenformung durch Wind172

8.2 Transportarten173

8.3 Deflation und Deflationsformen174

8.4 Korrasion176

8.5 Transport und Akkumulation von Sand177

8.5.1 Transport (Massenfluss)177

8.5.2 Akkumulation und Akkumulationsformen178

8.6 Staubsedimente und Löss180

8.6.1 Transport und Sedimentation180

8.6.2 Lösszusammensetzung und Lössverbreitung181

9 Formung durch Gletscher und Schmelzwässer187

9.1 Gletscherentstehung, Massenbilanz188

9.2 Gletschertypen189

9.3 Gletscherbewegung190

9.4 Glaziale Erosion und Exaration193

9.5 Glaziale Abtragungsformen194

9.5.1 Glaziale Abtragungsformen im Gebirgsrelief 194

9.5.2 Weitere glaziale Erosionsformen197

9.6 Glazialer und glazifluvialer Transport197

9.7 Glaziale Akkumulation198

9.7.1 Moränen und verwandte Ablagerungen198

9.7.2 Glazifluviale Ablagerungen202

9.7.3 Das Paraglazial203

10 Periglaziale Formung207

10.1 Der Periglazialbegriff208

10.2 Kaltklimatische Sonderbedingungen für periglaziale Formungsprozesse208

10.2.1 Permafrost208

10.2.2 Grundlegende frostdynamische, physikalische Prozesse209

10.3 Periglaziale Denudationsprozesse und Formen211

10.3.1 Eiskeile und Eiskeilnetze211

10.3.2 Thufur, Palsen, Pingos212

10.3.3 Kryoturbation und Frostmusterstrukturen213

10.3.4 Solifluktion215

10.3.5 Thermokarst216

10.3.6 Abluation216

10.3.7 Nivation und Kryoplanation216

10.4 Besonderheiten fluvialer Morphodynamik im Periglazialraum217

11 Geomorphologische Prozesskombinationen und Formengefüge in Abhängigkeit vom Klima222

11.1 Geomorphologische Prozesskombinationen und ihre klimazonal beeinflusste Anordnung222

11.2 Morphodynamik und typische Formengefüge in den feuchten Tropen226

11.2.1 Reliefcharakteristika und morphotektonische Situation226

11.2.2 Klimatisch bestimmte Prozesskombinationen227

11.3 Morphodynamik und typische Formengefüge in den Trockengebieten231

11.3.1 Prozesskombinationen der Trockengebiete 231

11.3.2 Die arid-morphologische Catena231

Struktur- und gesteinsbedingte Formen (Strukturformen)235

12.1 Vulkanbauten und Vulkanformen236

12.1.1 Vulkanische Vollformen236

12.1.2 Vulkanische Hohlformen 237

12.1.3 Subvulkanismus238

12.2 Karst239

12.2.1 Petrographische und hydrologische Voraussetzungen239

12.2.2 Grundlagen der Korrosion241

12.2.3 Karstformen243

12.3 Schichttafel-, Schichtstufen- und Schichtkammrelief249

12.3.1 Gesteinslagerung und Abtragungsresistenz249

12.3.2 Schichttafeln250

12.3.3 Schichtstufen und Schichtkämme250

12.4 Bruchstufen und Reliefumkehr257

Formungsprozesse an Küsten (Litorale Prozesse)261

13.1 Formungsprozesse und Küstenformen262

13.1.1 Übersicht262

13.1.2 Wellen und Brandung262

13.1.3 Flachküsten268

13.1.4 Steilküsten270

13.1.5 Strömungen, Gezeiten und ihr Einfluss auf Flachküsten271

13.1.6 Seichtwasserküsten274

13.2 Küstentypen275

Weiterführende Modellvorstellungen, Konzepte u. Methoden279

14.1 Germophologische Forschungsschwerpunkte im deutschsprachigen Raum280

14.2 Modellvorstellungen und Konzepte281

14.2.1. Häufigkeit und Intensität gemorphologischer Formungsprozesse

(Frequenz und Magnitude)281

14.2.2 Gleichgewicht und Dynamik in geomorphologischen Systemen283

14.2.3 Sedimentflüsse und Sedimentkaskaden286

14.3 Ausgewählte Methoden287

14.3.1 Geomorphometrie und digitale Reliefanalyse287

14.3.2 Messung von Prozessen291

14.3.3 Sedimentanalyse und Datierungen292

14.4 Der Mensch als geomorphologischer Faktor300

14.4.1 Reliefformung unter dem Einfluss des Menschen300

14.4.2 Geoarchäologie und Sedimentkaskaden als Folge anthropogener

Eingriffe in den Landschaftshaushalt304

Reliefentwicklung in Mitteleuropa307

15.1 Übersicht307

15.2 Norddeutsches Tiefland und Küsten307

15.2.1 Alt- und Jungmoränenlandschaften307

15.2.2 Moor, Marsch, Watt und Inseln314

15.2.3 Ostseeküste317

15.3 Mittelgebirge317

15.3.1 Gemeinsamkeiten und Besonderheiten317

15.3.2 Rumpfschollengebirge321

15.3.3 Schichttafeln, Schichtstufen und Schichtkämme aus

Sedimentgesteinen des mesozoischen Deckgebirges324

15.4 Oberrheingraben327

15.5 Vulkangebiete und Ries328

15.6 Alpen und Alpenvorland328

15.7 Veränderung der Flusseinzugsgebiete330

Literatur335

Begriffsfelder363

Sachregister373