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Einführung in die Geomorphologie

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Leseprobe
Das Buch beschreibt und erklärt die Entstehung und Veränderung der Oberflächenformen der Erde in allen zeitlichen und räumlichen G... Weiterlesen
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Beschreibung

Das Buch beschreibt und erklärt die Entstehung und Veränderung der Oberflächenformen der Erde in allen zeitlichen und räumlichen Größenordnungen, vom ephemeren, nur wenige Millimeter großen Einschlagskrater eines Regentropfens im Sandboden bis zum Milliarden Jahre alten Kontinentalschild als Resultate der Wirkung endogener und exogener Prozesse, die im geomorphodynamischen System in vielfältiger Weise miteinander verbunden und rückgekoppelt sind. Ergebnisse der empirischen Forschung im Gelände werden mit theoretischen Modellen der Formenentwicklung verknüpft. Die 5. Auflage wurde vollständig überarbeitet, erweitert und aktualisiert, Qualität und Umfang der Abbildungen wurden erhöht. Dieser Titel ist nicht als Dozenten-Freiexemplar erhältlich.

Autorentext
Prof. Dr. phil. Frank Ahnert war Professor für Physische Geographie an der RWTH Aachen. Forschung und Lehre vorwiegend im Bereich der Geomorphologie, sowohl mit empirischen Feldforschungen in Deutschland, Nordamerika, Nordgrönland und Ostafrika, als auch mit der Entwicklung theoretischer Konzepte und Modelle.

Inhalt
Vorwort zur 5. Auflage 12 1 Geomorphologie 1.1 Die Beziehung zwischen Größe und Existenzdauer von Landformen 13 1.2 Methodische Komponenten 15 1.2.1 Allgemeine und regionale Geomorphologie 15 1.2.2 Forschungsstufen der allgemeinen und regionalen Geomorphologie 15 1.3 Physikalische Zeit und historische Zeit 17 1.4 Das Geomorphodynamische System 20 2 Systemtheoretische Grundlagen 2.1 Das System 23 2.2 Systemkomponenten 23 2.3 Systemtypen 24 2.3.1 Statische Systeme 24 2.3.2 Prozesssysteme 24 2.3.3 Prozessresponssysteme 24 2.4 Dynamisches Gleichgewicht und stationärer Zustand in geomorphologischen Prozessresponssystemen 25 3 Endogene Prozessresponssysteme 3.1 Hypsographische Kurve und Isostasie 28 3.2 Plattentektonik 31 3.3 Die morphostrukturellen Großeinheiten der Kontinente 35 3.3.1 Schilde 35 3.3.2 Sedimentäre Plateaus, Tafel- und Schichtstufenländer 35 3.3.3 Vulkanische Plateaus 36 3.3.4 Alte Faltengebirge 36 3.3.5 Junge Faltengebirge 37 3.3.6 Bruchschollengebirge 38 3.3.7 Sedimentäre Ebenen 38 3.3.8 Große Grabenzonen 38 3.3.9 Große junge Vulkane und Vulkangebiete 39 3.3.10 Morphostrukturtypen als Großformgenerationen 39 4 Exogene Faktoren und Systeme 4.1 Eustatische Veränderungen des Meeresniveaus 41 4.2 Morphoklima 42 4.2.1 Größenfrequenzanalyse des Niederschlagsregimes 42 4.2.2 Größenfrequenz des Temperaturregimes 44 4.2.3 Größenfrequenz des Windregimes 45 4.3 Exogene Prozessresponssysteme 45 5 Gesteinsarten und ihre Eigenschaften 5.1 Element, Mineral und Gestein 47 5.2 Magmatische Gesteine (Plutonite und Vulkanite) 47 5.2.1 Typen 47 5.2.2 Chemische und mineralogische Zusammensetzung 49 5.3 Sedimentgesteine 50 5.3.1 Sedimente 50 5.3.2 Klastische Sedimentgesteine 50 5.3.3 Kalkstein, Mergel und Dolomit 53 5.3.4 Andere Sedimentgesteine 55 5.4 Metamorphe Gesteine 55 5.4.1 Geschieferte Metamorphite 55 5.4.2 Ungeschieferte Metamorphite 56 5.4.3 Wirkungen der Kontaktmetamorphose 57 6 Das System der Verwitterung 6.1 Die Funktionen der Verwitterung 59 6.1.1 Verwitterung als Einwirkung atmosphärischer Prozesse 59 6.1.2 Verwitterung als Anpassung der Gesteine an die Umweltbedingungen der Erdoberfläche 59 6.1.3 Verwitterung als Aufbereitung des Gesteins für die Abtragung 60 6.2 Verwitterung als Prozessresponssystem 60 6.2.1 Morphoklimatische Faktoren und ihre Effekte in der mechanischen Verwitterung 60 6.3 Mechanische Verwitterung und ihre Produkte 63 6.3.1 Körniger Zerfall 63 6.3.2 Blockzerfall 66 6.3.3 Die relative Intensität von körnigem Zerfall und Blockzerfall 66 6.3.4 Schiefriger Zerfall 67 6.3.5 Feinabschuppung (thermische Abschuppung) 68 6.3.6 Grobabschuppung (Exfoliation durch Druckentlastung) 69 6.4 Chemische Verwitterung 70 6.4.1 Morphoklimatische Faktoren und Effekte in der chemischen Verwitterung 70 6.5 Chemische Verwitterungsreaktionen 73 6.5.1 Lösung und Löslichkeit 73 6.5.2 Hydration (Hydratisierung) 73 6.5.3 Oxidation und Reduktion 74 6.5.4 Carbonatisierung 74 6.5.5 Hydrolyse und Silikatverwitterung 74 6.5.6 Chelatisierung 76 6.5.7 Fungale Verwitterung 76 6.6 Raten und Grad der chemischen Verwitterung 76 6.7 Böden als Produkte der Verwitterung 78 6.7.1 Saprolith, Regolith und Bodenhorizonte 78 6.7.2 Körnungsklassen und Bodenarten 79 6.7.3 Bodentypen 80 6.7.4 Bodencatenen 82 6.7.5 Krusten und Verwitterungsrinden 83 6.7.6 Steinlagen 85 6.8 Der relative Anteil der mechanischen und der chemischen Verwitterung in verschiedenen Morphoklimaten 86 7 Denudation I: Prozessresponssysteme der Massenbewegungen 7.1 Denudation und Erosion 89 7.2 Physikalische Grundlagen denudativer Massenbewegungen 89 7.2.1 Hangneigung und Schwerkraftwirkung 89 7.2.2 Plastisches Fließen und das Coulombsche Gesetz 90 7.2.3 Veränderlichkeit von Kohäsion und Grenzscherspannung Fließsand und Setzungsfließen 91 7.2.4 Viskoses Fließen 93 7.2.5 Die kritische Höhe von Böschungen 94 7.3 Sturzdenudation und Rutschungen 94 7.3.1 Blockabstürze, Steinschlag und Schuttlawinen 95 7.3.2 Felsstürze 95 7.3.3 Bergsturz und Bergrutsch 96 7.3.4 Slump (Rotations-Blockrutschung) 99 7.3.5 Seichte Bodenrutschungen, Schuttrutschungen und Schutttransport durch Schneelawinen 100 7.3.6 Muren 102 7.3.7 Erdfließen 103 7.4 Kriechdenudation 105 7.4.1 Kriechen 105 7.4.2 Kontinuierliches Kriechen 105 7.4.3 Kriechen durch Frostwechsel im Boden 105 7.4.4 Kriechen durch Quellung und Schrumpfung 106 7.4.5 Wirkung von Kammeis 107 7.4.6 Splash-Kriechen und Splash 107 7.4.7 Nachweise von Kriechvorgängen im Gelände 107 7.4.8 Kriechbewegungen des Schutts auf dem Mond und dem Mars 108 7.5 Periglaziale Denudationsprozesse 108 7.5.1 Periglazialgebiete 108 7.5.2 Gelifluktion (periglaziale Solifluktion) 110 7.5.3 Nivationsnischen und Kryoplanationsterrassen 113 7.5.4 Steinnetze und Steinstreifen 113 7.5.5 Eiskeilnetze 115 7.5.6 Pingos, Palsas und Thufurs 117 7.5.7 Blockgletscher 118 7.5.8 Blockströme 119 8 Denudation II: Prozessresponssysteme der Spüldenudation 8.1 Hydrologische Voraussetzungen 121 8.2 Fließgeschwindigkeit und Abflussrate 122 8.3 Schleppkraft, Sedimenttransport und Abtragung 123 8.4 Flächenspülung, Rillen und Runsen 124 8.5 Interflow und Piping 125 8.6 Badlands und Erdpfeiler 125 8.7 Anthropogene Bodenerosion 128 9 Denudation III: Äolische Prozessresponssysteme 9.1 Grundlagen 132 9.2 Deflation und Windschliff 133 9.3 Äolische Transport- und Akkumulationsformen 134 9.3.1 Windrippeln, Decksande und Löss 135 9.3.2 Dünen 137 10 Die denudative Hangentwicklung 10.1 Hänge 142 10.2 Die Massenbilanz der Hangentwicklung 142 10.3 Hangform und verwitterungsbeschränkte und transportbeschränkte Denudation 145 10.4 Vorgangsspezifische Hangformen 147 10.4.1 Hangprofilform beim Vorherrschen langsamer Massenbewegungen 148 10.4.2 Profilform von Spüldenudationshängen 149 10.4.3 Profilform von Hängen mit Kombinationen von Massenbewegung und Spüldenudation 152 11 Hydrologische und hydraulische Grundlagen des fluvialen Systems 11.1 Das fluviale System 153 11.2 Globale Wasserbilanz und Wasserhaushalt 153 11.3 Komponenten des lokalen Wasserhaushalts 154 11.4 Grundwasser und Quellen 155 11.4.1 Grundwasserbewegung 155 11.4.2 Quellen 156 11.5 Abflussgang, Abflussregime und fluviales Morphoklima 160 11.5.1 Die Abflussganglinie und ihre Komponenten 160 11.5.2 Abflussregime und fluviales Morphoklima 161 11.6 Fluviale Hydraulik 164 11.6.1 Laminare und turbulente Wasserbewegung 165 11.6.2 Arten des turbulenten Fließens 165 11.6.3 Hydraulische Geometrie des Flussbetts 166 12 Flusserosion und Flusstransport 12.1 Flussfracht 169 12.2 Erosion und Transport 170 12.2.1 Flussmechanische Grundlagen 170 12.2.2 Erosion verschiedener Korngrößen 173 12.2.3 Seitenerosion 175 12.3 Abfluss und Transportrate 176 12.3.1 Transportrate der Lösungsfracht 176 12.3.2 Transportrate der Schwebfracht 176 12.3.3 Transportrate der Geröllfracht 177 13 Lokale Formengestaltung des Flussbetts 13.1 Das Verhältnis von Breite zu Tiefe 179 13.2 Felsbett und Lockermaterialbett, Resistenzstrecke und Auslastungsstrecke 180 13.3 Schotterbänke im Flussbett 180 13.4 Rippeln, Dünen und Antidünen auf sandiger Flussbettsohle 181 13.5 Riffles und Pools 182 13.6 Talböden, Flussdämme und Auelehme 184 13.7 Die Tendenz zum lokalen Gleichgewicht im Flussbett 187 14 Grundrissformen des Flussbetts 14.1 Talform und Flussbettgrundriss 189 14.2 Flussverzweigungen 189 14.2.1 Erosionsverzweigungen im Felsbett 189 14.2.2 Breitenverzweigung 190 14.2.3 Dammflussverzweigung 192 14.3 Flussmäander 193 14.3.1 Freie Mäander 193 14.3.2 Talmäander 197 14.4 Asymmetrie an Flussmündungen: Mündungswinkel und Mündungsverschleppung 199 15 Das Flusslängsprofil und seine Formung 15.1 Das Flusslängsprofil 201 15.2 Erosionsbasis und Profilentwicklung 202 15.2.1 Erosionsbasis 202 15.2.2 Veränderungen der Erosionsbasis und rückschreitende Erosion, Denudation und Sedimentation 203 15.3 Gleichgewichtstendenz der Profilentwicklung 204 15.4 Ursachen von Knickpunkten im Längsprofil 206 15.5 Wasserfälle 207 15.5.1 Niagaratyp 207 15.5.2 Kaskadentyp 208 15.5.3 Hängetaltyp 209 16 Flussterrassen 16.1 Arten von Terrassen 211 16.2 Felssohlenterrassen 212 16.3 Aufschüttungsterrassen 212 16.5 Ursachen der Terrassenbildung 214 16.6 Diagnostische Bedeutung der Terrassen 217 17 Systeme der Ablagerung 17.1 Schwemmfächer 219 17.1.1 Form und Entstehung 220 17.1.2 Größe, Gefälle und Wachstum 221 17.1.3 Zerschneidung und Terrassierung 222 17.1.4 Die geomorphologische Funktion von Schwemmfächern, Murkegeln und Schuttkegeln 223 17.2 Deltas 223 17.2.1 Deltaschichtung 223 17.2.2 Entwicklung des Deltagrundrisses 224 17.2.3 Spitzdelta 225 17.2.4 Flügeldelta 226 17.2.5 Fingerdelta 226 17.2.6 Bogendelta 226 17.2.7 Ästuardelta 227 17.2.8 Alter und Verbreitung der Deltas 227 17.3 Ablagerung in langzeitlichen Senkungsgebieten 229 18 Fluss- und Talnetze 18.1 Die Änderung und Integration von Flusssystemen 231 18.1.1 Anzapfung durch seitliche Verschiebung der Wasserscheide 231 18.1.2 Anzapfung durch rückschreitende Erosion des Talanfangs 232 18.2 Durchbruchstäler 233 18.3 Fluss- und Talordnungssysteme 236 18.4 Grundrissmuster von Fluss- und Talnetzen 239 19 Zusammenwirken von Flussarbeit und Hangentwicklung im fluvialen System 19.1 Das fluviale Prozessresponssystem 242 19.1.1 Eksystemische Energiezufuhren 242 19.1.2 Formkomponenten 243 19.1.3 Materialkomponenten 244 19.1.4 Prozesskomponenten 244 19.2 Verknüpfung von Prozessen mit unterschiedlichen Größenfrequenzen 245 19.3 Talquerschnittsformen als Ausdruck des Prozessgefüges 247 19.3.1 Talquerschnitte nach dem Ende fluvialer Tiefenerosion 248 19.3.2 Asymmetrische Talquerprofile 249 19.4 Talanfänge 249 19.5 Vergleich der Hangentwicklung im Tal der Kall (Nordeifel) mit dem theoretischen Modell 251 19.6 Allgemeine Funktionalbeziehungen zwischen Relief und Denudation 255 19.7 Denudationsraten an Hängen und Gipfelabtragung von Gebirgen 257 19.8 Modelle der Reliefentwicklung mit konstanten und mit variablen Hebungsraten 258 19.9 Die maximal möglichen Gipfelhöhen der Gebirge 260 19.10 Fluviale Landformen auf dem Mars 261 20 Rumpfflächen, Pedimente und Inselberge 20.1 Rumpfflächen 263 20.1.1 Flächenbildung durch marine Abrasion 263 20.1.2 Rumpfflächen als Endstadium des Davisschen Zyklus 264 20.1.3 Flächenbildung durch doppelteEinebnung 265 20.2 Inselberge 266 20.3 Pedimentation 267 20.4 Rumpftreppen, zonale und azonale Inselberge 269 20.5 Kriterien für Rumpfflächen 271 20.6 Pseudo-Rumpfflächen: Obere Denudationsniveaus und Gipfelfluren 272 21 Strukturbedingte Formen 21.1 Struktur 274 21.2 Kluftbestimmte Formen 274 21.2.1 Kluftsysteme 274 21.2.2 Klüfte als Faktoren der Formengestaltung 275 21.3 Von Bruchstrukturen bestimmte Formen 277 21.3.1 Bruchstrukturen 277 21.3.2 Bruchstufen, Bruchlinienstufen und Bruchschollengebirge 278 21.4 Vom Schichtenbau bestimmte Formen 280 21.4.1 Lagerungsstrukturen und Formtypen 280 21.4.2 Schichttafeln 283 21.4.3 Formelemente des Schichtstufenprofils 283 21.4.4 Entstehungsbedingungen von Schichtstufen 283 21.4.5 Formung des Stufenhangs 285 21.4.6 Frontstufe und Achterstufe 286 21.4.7 Zurückverlegung der Schichtstufe und Entstehung von Zeugenbergen 286 21.4.8 Schichtstufenländer in Europa und Nordamerika 287 21.4.9 Denudationsterrassen 292 21.4.10 Antiklinalrücken und Schichtkämme 295 21.4.11 Geometrische und morphometrische Eigenschaften von Schichtstufen und Schichtkämmen 297 21.4.12 Entwicklung von Schichtstufen im theoretischen Modell 298 22 Vulkanische Landformen 22.1 Vulkanismus 301 22.2 Oberflächenformen 302 22.2.1 Maare 302 22.2.2 Schlackenvulkane 303 22.2.3 Stratovulkane 304 22.2.4 Schildvulkane 307 22.2.5 Calderen 307 22.2.6 Subvulkanische Strukturen 308 22.2.7 Plutone 310 22.2.8 Vulkaninseln, Seamounts und Guyots 310 22.3 Abtragungsvorgänge an Vulkanen 311 23 Karstformen 23.1 Voraussetzungen 312 23.2 Karst-Oberflächenformen 312 23.2.1 Trockentäler 312 23.2.2 Karren 313 23.2.3 Dolinen und Uvalas 315 23.2.4 Poljen 317 23.2.5 Polygonaler Karst, Cockpits, Kegel- und Turmkarst 318 23.3 Karstentwicklung im Prozessresponsmodell 322 23.4 Silikatkarst 325 23.5 Karsthöhlen 326 24 Das glaziale System 24.1 Entstehung und Eigenschaften von Gletschereis 330 24.2 Massenbilanz von Gletschern 331 24.3 Gletschertypen 333 24.4 Glazialerosion 340 24.4.1 Detersion und Detraktion 340 24.4.2 Rundhöcker und Felsbecken 340 24.4.3 Kare 341 24.4.4 Gletschertröge 342 24.5 Material, Prozesse und Formen der glazialen Ablagerung 345 24.5.1 Moränen 345 24.5.2 Moränen im und auf dem Gletscher 345 24.5.3 Abgelagertes Moränenmaterial 346 24.5.4 Moränen als Landformen 347 24.5.5 Drumlins 349 24.5.6 Paraglaziale Landformen 351 24.6 Glaziofluviale Prozesse, Ablagerungen und Formen 351 24.6.1 Die Arbeit glazialer Schmelzwässer 351 24.6.2 Kames, Kameterrassen und Oser 352 24.6.3 Sander und Bändertone 353 24.7 Die glaziale Serie 354 24.8 Die pleistozänen Eiszeiten 354 24.8.1 Zeitliche Gliederung und mögliche Ursachen der Eiszeiten 354 24.8.2 Verbreitung und räumliche Anordnung der pleistozänen Glazialformen 356 24.8.3 Die geomorphologischen Wirkungen der Eiszeiten außerhalb der vergletscherten Gebiete 359 25 Das litorale System 25.1 Küste und Ufer 362 25.2 Eustatische und tektonische Veränderungen des Meeresniveaus 362 25.3 Die Gezeiten und ihre geomorphologische Wirkung 363 25.3.1 Physikalische Grundlagen 363 25.3.2 Tidenhub, Tidenströmung und Resonanz 365 25.3.3 Ästuare und Ästuarmäander 368 25.3.4 Gezeitenwirkungen im Watt und in den Marschen 370 25.4 Brandung und ihre geomorphologische Wirkung 371 25.4.1 Physikalische Grundlagen der Wellenbewegung 371 25.4.2 Refraktion und Diffraktion 372 25.4.3 Brandung 373 25.4.4 Tsunamis 376 25.4.5 Barren, Strandversetzung und Strandformen 378 25.4.6 Felsschorre und Kliff 380 25.5 Formassoziationen von Lockermaterial-und Ausgleichsküsten 385 25.5.1 Nehrungen und Haken 385 25.5.2 Ausgleichsküsten 387 25.6 Küstenklassifikationen 387 25.6.1 Valentins Schema 387 25.6.2 Strukturbedingte Küsten 388 25.6.3 Klimatisch beeinflusste Küsten 389 25.6.4 Glazigene Küsten 389 25.6.5 Korallenküsten 390 25.7 Schelf-Formen und submarine Canyons 394 26 Gelände-Arbeitsmethoden in der Geomorphologie 395 26.1 Traditionelle Gelände-Arbeitsmethoden 396 26.1.1 Geomorphologische Kartierung 396 26.1.2 Die Arbeit am Aufschluss, Bohrungen und Probennahme 398 26.2 Neuere Gelände-Arbeitsmethoden 399 26.2.1 Digitale Reliefanalyse 401 26.2.2 Optische Fernerkundungstechniken: Luftgestütztes und terrestrisches Laserscanning 401 26.2.3 Globales Positionsbestimmungssystem (Global Positioning System GPS) 403 26.3 Geophysikalische Methoden 404 26.3.1 Refraktionsseismik 405 26.3.2 Geoelektrik 407 26.3.3 Georadar 409 26.3.4 Anwendungen für den Einsatz geophysikalischer Methoden 410 Glossar englischer Begriffe 414 Literaturverzeichnis 417 Quellennachweis 446 Register 447

Produktinformationen

Titel: Einführung in die Geomorphologie
Autor:
EAN: 9783825286279
ISBN: 978-3-8252-8627-9
Format: Fester Einband
Herausgeber: Uni-Taschenbücher
Genre: Geowissenschaften
Anzahl Seiten: 458
Gewicht: 1307g
Größe: H248mm x B179mm x T30mm
Veröffentlichung: 27.11.2015
Jahr: 2015
Auflage: 5., überarbeitete A.