Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie steuern Hangrutschungen die Gesteinsverwitterung?

01.12.2015

Chemische Verwitterung in Gebirgen hängt von Erosion ab.

Chemische Gesteinsverwitterung ist über geologische Zeitskalen eine wichtige Steuergröße für die Stabilität des Klimas. Die Verwitterung wiederum hängt stark von den mechanischen Erosionsprozessen in ihrem Einzugsgebiet ab.


„Wasserabfluss aus der Ablagerung einer Hangrutschung, Gaunt Creek, westl. Südalpen, Neuseeland“ (Foto: N. Hovius, GFZ)

Sehr hohe Erosionsraten in aktiven Gebirgsketten führen aber dazu, dass aufgrund der Menge an erodierten Gesteinen und Sedimenten die Verwitterung mit der Erosion nicht Schritt halten kann. Dieser scheinbar einfache Kausalzusammenhang wird nun von einem deutsch-französischen Team von Geowissenschaftlern in Frage gestellt.

In den Südalpen Neuseelands stellten sie fest, dass Hangrutschungen trotz der vergleichsweise kleinen Fläche, die von ihnen betroffen ist, die Verwitterung des von ihnen erodierten Gesteins enorm beschleunigen (aktuelle online-Ausgabe Nature Geoscience, 30.11.2015)

Die Wissenschaftler untersuchten den Zusammenhang zwischen Hangrutschungen und Verwitterung mit geochemischen Verfahren. Dazu nahmen sie Proben von Wasser aus dem Untersuchungsgebiet. Verschiedene Abflüsse wurden miteinander verglichen: Sickerwasser am Fuß der Geröllkegel, Bäche mit kleinem Einzugsgebiet und Flüsse mit großem Einzugsgebiet.

Das Untersuchungsgebiet in Neuseeland ist durch starke Niederschläge und durch Erdbeben geprägt, beides Prozesse, die Hangrutschungen verursachen. Die Geoforscher stellten einen engen Zusammenhang zwischen der Wasserchemie und dem Auftreten von Bergstürzen fest.

Als Indikator diente das Elementverhältnis von Natrium zu Kalzium in den Wasserproben, das eine eindeutige Unterscheidung des Oberflächenwasser von Grundwasser oder hydrothermalen Quellen erlaubt.

„Über die ganze Skala, von einzelnen Berghängen bis hin zum vollständigen Gebirgszug, spiegelt sich die Verwitterung des Gebirges in einem typischen Muster in der chemisch gelösten Fracht des Wassers wider,“ erklärt Robert Emberson vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ. Diese typischen Muster stehen mit den Gebieten, in denen Bergstürze aufgetreten sind, eng in Verbindung.

„In Gebieten, wo Bergstürze bereits vor längerer Zeit auftraten, kann noch über den Zeitraum von Dekaden anhand der heutigen Wasserchemie auf eine erhöhte chemische Verwitterung genau in diesem Gebiet rückgeschlossen werden“, so GFZ-Forscher Emberson.

Denn obwohl Hangrutschungen und die damit verbundene mechanische Erosion des Gesteins jeweils nur jeweils kleine Teile der Landschaft betreffen, führen sie zu einer gewaltigen Vergrößerung an frischen Gesteinsoberflächen: jeder kleine Gesteinsbrocken der Hangrutsch-Ablagerung bietet eine Oberfläche, an der das durch die vielen kleinen Lücken sickernde Wasser chemische Prozesse in Gang setzen kann.

Weil das Wasser nicht mehr rasch an der Oberfläche abläuft, sondern langsam durch das Geröll sickert, entstehen so beste Vorraussetzungen für die chemische Verwitterung des Gesteins. Mit anderen Worten: das chemische Verwittern wird in tektonisch aktiven Gebirgszügen durch Hangrutschungen gesteuert. Die möglich Auswirkung dieses Effektes auf das globale Klima muss noch weiter untersucht werden.

Robert Emberson, Niels Hovius, Albert Galy and Odin Marc: “Chemical weathering in active mountain belts controlled by stochastic bedrock landsliding”, Nature Geoscience, advance online publication, 30.11.2015, Doi: 10.1038/NEO2600

Dipl.Met. Franz Ossing | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Weitere Informationen:
http://www.gfz-potsdam.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas
20.04.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Von GeoFlow zu AtmoFlow
20.04.2018 | Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics