Äolische sedimentation in ariden und semiariden gebieten

Äolische Sedimentationin ariden und Semiariden

Gebieten

Referat: Michel Lanz – Nov. 2003

Gliederung

1. Einleitung

2. Definition Wüsten

3. Wüstenverbreitung

4. Wüstenregionen

5. Erosion in Wüsten

6. Transport der äolischen Sedimente

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

8. Literaturangabe

1.Einleitung:

• Habe Thema Wüsten gewählt, weil mich deren Ursprünglichkeit fasziniert

• Wüsten sind der Anfang der Erde und werden auch das Ende sein

• Desertifikation bedroht weite Landstriche auf der Erde

2. Definition Wüsten

• Aride und Semiaride Wüsten bedecken ca. 30% der Landfläche

• Höhere Verdunstung als Niederschlag• Wind ist formende Kraft • Geringes Pflanzenwachstum• Siedlungsfeindliche Gebiete• Vorwiegend äolische Sedimente

3. Wüstenverbreitung

Abb.1.0: www.michael-martin.de/michael-martin/html/wuesten_erde.html

4. Wüstenregionen

• Hamada

• Serir

• Wüstenseen und Salzseen

• Wadi

• Äolische Sandgebiete

3. Wüstenregionen

• Hamada– Fels- und Gesteinswüste– Steile Felsen und Klippen – Erosionsgebiet

• Sedimente:– Ungleichmäßig groß– Ungeschliffen– Schlecht sortiert

Abb.1.1:Hamadaregion:Foto: Michel Lanz

4. Wüstenregionen

• Serir:– Geröll- und Steinwüste– Deflationsoberfläche– Gerade Ebenen

• Sedimente:– unterschiedliche

Korngrößen – Größere Steine an

Oberfläche– Schlecht bis mittelgut

sortiert

Abb. 1.2: SerirregionFoto: Michel Lanz

4. Wüstenregionen

• Wadis– Wüstenflüsse– Wasser nur bei Regen

• Sedimente:– Silt/Ton bis größere

Steine

Abb. 1.3: Google Bildersuche „Wadis“

4. Wüstenregionen

• Wüsten- und Salzseen– In Depressionen durch

Deflation oder Tektonik– Wüstenseen werden vom

Grundwasser oder Wadis gespeist.

– Bei Eintrocknung entstehen Salzrückstände oder Trockenrisse

• Sedimente:– Grundwasserspeisung: Salz– Wadizufluss: Ton, Silt

Abb. 1.4: Wüstensee: Trockenrisse

Abb. 1.5: Salzsee: Salzausfällung Fotos: Michel Lanz

4. Wüstenregionen

• Äolische Sandgebiete– Sedimentkörper aus

äolischen Sedimenten:

• Sedimente:– sehr gute Sortierung, – gut gerundete und matte

Quarzkörner– Fein- bis mittelkörnig– Mächtige Schräg-

schüttungen bis 34°– Planare Schichten– Geringer Silt - Tonanteil

<5%

Abb. 1.6: C:/Windows/Photoshop…

5.Erosion in Wüsten

• Mechanische Verwitterung:– Wind (Gerichtete Luftmasse/

ähnliches Strömungsverhalten wie Wasser)

• Deflation (Auswehung von Staub und Sand) von Flächen

• Windschliff durch fliegende/ hüpfende Sandkörner(Abrasion/ Korrasion)

– Hitzesprengung– Gravitation

• Chemische Verwitterung – Wasser (Regen /Morgentau)

Abb. 1.7: www.uni-bonn.de/~une00005/pdf/Sedimente2.pdf

Abb. 1.8: www.uni-bonn.de/~une00005/pdf/Sedimente2.pdf

5.Erosion in Wüsten

Abb. 1.9: „Goblin Valley“ Utah,USABildersuche google

6. Transport der äolischen Sedimente

• Abhängig von Korngröße und Windstärke

• 4 Transportarten:

– Suspension (längere Flugphase)

• Silt und Ton

– Saltation (Hüpfen von

Körnern bis 2m Höhe)• Sandkörner bis ca. 1mm

– Reptation (Auftreffende Körner bewegen Steine)

• Kieselstein bis 10 cm

– Rollen (Steine werden ohne Anheben bewegt)

Abb. 1.9:Greeley, R. & Iversen, J.D. (1985), p.163

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

• Erg– Größtes Sandvorkommen, bis 500.000 km² – Sandsee

• Draas– 10.000 bis 100.000 Jahre alt– Riesige Sandmassen– Fortbewegung ca. 1cm/Jahr

• Dünen• Windrippel

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

• Dünen:– durch Anwehung aufgehäufte

Sandhügel – größere Akkumulationskörper mit

Wellenlänge von 5-500 m– verschiedenste Ausprägungen– Aktive Dünen haben flach geneigte

Luvböschung (~ 10°) und steilere Leeböschungen (ca. 30°)

– Luvseite ist fester und dichter, Leeseite ist lockerer gepackt

– Korngröße nimmt zum Kamm hin ab > Saltation ist Haupttransportart

– Dünen wandern in Leerichtung > Bewegungszyklus der Dünen

– >Je größer Sandvolumen einer Düne, desto langsamer bewegt sie sich

Abb. 2.0: C:/Windows/Web/Wallpaper

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

• Interne Struktur von Dünen:– Luv und Leeseite– Sandkörner hüpfen durch

Saltation die Düne auf der Luvseite hoch

– Sand wird zumeist am Leeblatt abgelagert

->Steiler werdende Leeseite bis 34°

->Bei Überschreitung des Winkels Abbruch der Kante –die Düne wandert

– Schichtung zeigt Sedimentationsverhalten der Sandkörner

• Zum Kamm hin abnehmende Korngröße

Abb. 2.1:Google Bildersuche „dune forms“

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

• Dünenformen:– Transversale Düne

• Gerade Dünen• Senkrecht zur

Windrichtung• Richtungskonstanter

WindAbb. 2.2:Greeley, R. & Iversen, J.D. (1985), p.163

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

• Dünenformen:– Barchan (Sicheldüne)

• häufig vorkommend• starke Winde aus

vorherrschender Richtung notwendig

• relativ glatte Landoberfläche auf der sich Düne leewärts verlagern kann

• relativ beschränkte Sandzufuhr• Leeböschung der Barchane ist

im Grundriß konkav gekrümmt, da „Hörner“ der Düne schneller leewärts verlagert werden als Mitte

• Richtung der Hörner mit dem Wind

Abb. 2.3:Greeley, R. & Iversen, J.D. (1985), p.163

Abb. 2.4: www.tec.army.mil/research/products/desert_guide/lsmsheet/lsdune.htm

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

• Dünenformen:– Parabeldüne

• schmal, sichelförmig gebogen, Krümmung entgegengesetzt wie Barchane

• Oft mit Vegetation bewachsen

• „Hörner“ der Düne zeigen luvwärts (= langsamer als Mittelteil)– > Sandtransport durch Rauhigkeit der Oberfläche behindert (meist Vegetation)

Abb. 2.5:Greeley, R. & Iversen, J.D. (1985), p.163

Abb. 2.6: www.tec.army.mil/research/products/desert_guide/lsmsheet/lsdune.htm

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

• Dünenformen:– Kuppendünen

• Kuppenförmige Düne• Viel Sand vorhanden• Wechselnde

Windrichtung• Einfallsrichtung rund

um die Kompaßrose• Einfallswinkel bis 34°

Abb. 2.7:Greeley, R. & Iversen, J.D. (1985), p.163

Abb. 2.8:www.tec.army.mil/research/products/desert_guide/lsmsheet/lsdune.htm

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

• Dünenformen:– Sterndünen

• Sterndüne: • Sehr hohe Dünen• Sternförmig

zusammenlaufende pyramidenähnliche Gipfel

• Sehr große Sandmengen

• Winde aus verschiedenen Richtungen

Abb. 3.0:www.tec.army.mil/research/products/desert_guide/lsmsheet/lsdune.htm

Abb. 2.9:Greeley, R. & Iversen, J.D. (1985), p.163

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

• Dünenformen:– Seifdüne

• Längsdüne

• mit Kammlinie in Richtung der vorherrschenden Windrichtung

• Lange Sandwälle (bis Zehner von km)

• Wechselnde Windrichtung um bevorzugte Richtung

• Werden sie sehr groß, dann heißen sie auch Lineardünen oder Draa

Abb. 3.1:Greeley, R. & Iversen, J.D. (1985), p.163

Abb. 3.2www.tec.army.mil/research/products/desert_guide/lsmsheet/lsdune.htm

7. Sedimentkörper der äolischen Sedimente

• Windrippel:– Kleinste Akkumulationsform– Überziehen Sandoberflächen, über die

gleichmäßig wehende Winde streichen– Wellenlänge (Kamm – Kamm): wenige

cm – 5 m, Höhe: ca. 5 cm– 10° geneigter Luvhang und steiler

Leehang– Reptation ist entscheidender

Transportmechanismus– Bei gleicher Korngröße > sehr flache

Windrippel– Bei untersch. Korngröße > sammeln

sich grobe Körner auf Rippelkämmen an und Höhe/Wellenlänge wird größer

– Geringe Unregelmäßigkeiten in überströmter Oberfläche genügen, um Rippelbildung auszulösen

Abb. 3.3: Google Bildersuche „Sandrippel“

8. Literaturangabe

Internet:• www.michael-martin.de/michael-martin/html/wuesten_erde.html

• www.tec.army.mil/research/products/desert_guide/lsmsheet/lsdune.htm

• http://www.uni-bonn.de/~une00005/pdf/Sedimente2.pdf

• http://www.amleto.de/aeoli/aeoli.htm

Literatur:• Greeley, R. & Iversen, J.D. (1985)

• Reineck/ Singh „Depositional Sedimentay Environment“

• Reineck: „Aktuogeologie klastischer Sedimente“

• Peter A. Scholle/ Darwin Spearing „Sandstone depositional environment“

Ende