E8 Geomorphologie und Oberflächenprozesse

Thema

Die Geomorphologie untersucht, wie sich die Erdoberfläche unter dem Einfluss tektonischer Hebung und der dadurch ausgelösten Erosion verändert. Ein etabliertes Gesetz stellt einen direkten Zusammenhang zwischen der Rate der fluvialen Erosion und zwei Faktoren her: der Fläche des Einzugsgebiets an jedem Punkt des Flusslaufs, die als Indikator für die Abflussmenge dient, und dem Gefälle des Flusslaufs an diesem Punkt. Befinden sich Erosion und tektonische Hebung im Gleichgewicht, erreicht die Landschaft einen stabilen Zustand und behält ihre Form bei, solange die tektonischen Hebungsraten konstant bleiben.

Ändert sich die Rate der tektonischen Hebung plötzlich, erzeugt diese Störung eine Erosionswelle, die sich mit charakteristischer Geschwindigkeit von der Flussmündung flussaufwärts bewegt. Bei großen Flusssystemen kann es Millionen von Jahren dauern, bis die gesamte Landschaft vollständig auf diese Störung reagiert.

Ein etabliertes Kriterium bestimmt zudem, ab wann die Abflussmenge eines Flusses ausreicht, um ein Sedimentkorn einer bestimmten Größe zu transportieren: Unterhalb dieser Schwelle bleibt das Sediment im Flussbett unbeweglich. Oberhalb dieser Schwelle transportiert die Strömung das Material.

Die temperaturabhängige chemische Erosion von Silikaten verbraucht dabei atmosphärisches Kohlendioxid. Gemäß einer etablierten Hypothese fungiert diese chemische Erosion als langfristiger Klimaregler: Je wärmer das Klima, desto schneller verläuft diese chemische Erosion und desto mehr atmosphärisches Kohlendioxid wird verbraucht, wodurch die Erwärmung, die sie ausgelöst hat, abgemildert wird.

Die Wechselwirkung zwischen Tektonik, Klima und Erosion ist bidirektional: Tektonische Hebung verstärkt die Erosion des angehobenen Geländes. Dieselbe Erosion, zusammen mit der damit einhergehenden Exhumierung von Gestein, beeinflusst wiederum das Spannungsfeld in der Erdkruste. Dieses veränderte Spannungsfeld kann die tektonische Hebung, die die Erosion verursacht hat, beschleunigen oder verlangsamen und schließt so den Kreislauf zwischen Hebung und Erosion, mit dem diese Beschreibung der Geomorphologie begann.

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