A3 Extreme und beschleunigte Erosion

Thema

Extreme Erosion tritt auf, wenn die Energie fließenden Wassers oder Windes den Widerstand des Bodens übersteigt. Dabei werden Bodenpartikel in einem Ausmaß abgetragen, das die natürliche Bodenneubildung – den Prozess der Neubildung von Boden mit einer Geschwindigkeit von nur einem Hundertstel bis einem Zehntel Millimeter pro Jahr – bei Weitem übersteigt. Genau dieser Unterschied in den Abtragungsraten – zwischen dem, was der Boden verliert, und der Zeit, die seine Regeneration benötigt – macht extreme Erosion auf einer für den Menschen zeitbezogenen Skala praktisch unumkehrbar.

Wassererosion umfasst insbesondere drei Mechanismen, die mit zunehmender Wasserkonzentration einhergehen: erstens den direkten Aufprall von Regentropfen auf unbedeckten Boden; zweitens die laminare Strömung, die Partikel in einer dünnen, gleichmäßigen Schicht transportiert; und drittens die konzentrierte Strömung, die Rinnen und Erosionsrinnen bildet. Genau diese fortschreitende Konzentration des Wassers bewirkt, dass jeder dieser drei Mechanismen mehr Boden abträgt als der vorherige.

Eine Standardgleichung zur Berechnung des Bodenverlusts quantifiziert die jährliche Wassererosion als Produkt mehrerer unabhängiger Faktoren: Niederschlagsintensität, die natürliche Erosionsanfälligkeit des Bodens, Hangtopographie, die schützende Vegetationsdecke und die angewandten Bewirtschaftungsmethoden. Genau diese Produktstruktur bewirkt, dass bereits eine Erhöhung eines einzigen dieser Faktoren ausreicht, um den gesamten Bodenverlust zu steigern.

Innerhalb der Erosionsrinnen, die der konzentrierte Wasserfluss schließlich aushöhlt, verstärkt sich der Prozess selbst: Die Eintiefung des Wassers im Rinnengrund senkt das lokale Erosionsniveau. Dieses niedrigere Erosionsniveau erhöht sowohl das Gefälle als auch die Sedimenttransportkapazität des Wassers. Diese erhöhte Transportkapazität beschleunigt die rückschreitende Erosion, die sich die Rinne hinauf ausbreitet und wiederum eine neue Eintiefung im Rinnengrund erzeugt. So schließt sich der Kreislauf an der Stelle, an der der Mechanismus begann.

Winderosion hingegen funktioniert nach einem anderen Prinzip: Der Partikeltransport durch Saltation beginnt erst, wenn die Reibungsgeschwindigkeit des Windes einen Schwellenwert überschreitet. Sobald dieser Schwellenwert überschritten ist, wächst die Menge des transportierten Materials nicht proportional, sondern mit der dritten Potenz der übersteigenden Geschwindigkeit.

Von der Unterscheidung zwischen Erosion und Bodenbildung, mit der dieses Dokument beginnt, bis hin zum kubischen Wachstum des Windtransports am Ende, über die drei fortschreitenden Mechanismen der Wassererosion, die Gleichung zur Quantifizierung dieses Bodenverlusts und den sich selbst verstärkenden Kreislauf, der jede Erosionsrinne vertieft, bedeutet extreme Erosion, dass Boden, dessen Bildung Jahrhunderte dauerte, unter den richtigen Bedingungen innerhalb weniger Stunden verloren gehen kann.

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