Verwitterung – Vom Fels zum Sand

Von Palmen gesäumter Strand in der Karibik, Dominikanische Republik.

Sand

Verwitterung – Vom Fels zum Sand

Die Erdoberfläche ist zu rund 70 Prozent mit Wasser bedeckt. Doch in einigen Regionen fehlt Wasser fast vollständig: Sie sind Wüsten und bestehen zu großen Teilen aus Sand. Die großen Wüstengürtel liegen fast alle am nördlichen und südlichen Wendekreis.

Sand ist zerriebene Zeit

In Wüstengebieten fällt weniger als 25 Millimeter Niederschlag im Jahr. Sie liegen unter permanenten Hochdruck-Einfluss und sind stetiger Verwitterung ausgesetzt. Aus felsigen Gebirgen wurden so im Laufe der Zeit sandige Hügel. Jedes einzelne Sandkorn, egal ob in einer Wüste oder in einem Flussbett, hat eine lange erdgeschichtliche Reise hinter sich.

Sandkörner erzählen Geschichten über Gebirgsmassive, Meere, Flüsse oder Eiszeiten, die vor Hunderttausenden oder Millionen von Jahren die Gestalt der Erde prägten und heute nicht mehr existieren.

Jeder noch so große Felsbrocken ist einem andauernden Zerfallsprozess ausgeliefert, der Verwitterung. Physikalische, chemische und biologische Einwirkungen – wie Frost, Wind, Säuren, Regen, Sonneneinstrahlung und Mikroorganismen – zerkleinern die Gesteine des Gebirges, bis nur noch Gerölle und Sandkörner übrigbleiben.

Permanente Veränderung der Gesteine

Die chemische und die physikalische Verwitterung sind die Hauptursachen für den Zerfall von Gesteinen. Das Sprichwort "Steter Tropfen höhlt den Stein" trifft in der Natur absolut zu. Die chemische Verwitterung verändert die Zusammensetzung der Gesteine.

Dies kann durch chemische Stoffe wie zum Beispiel Säuren passieren, die im Wasser mitgeführt werden. Die Grundstruktur des Gesteins löst sich auf, es entstehen Hohlräume, die irgendwann einstürzen können.

Die Säuren können sowohl natürlichen Ursprungs sein, wie vulkanische Gase, als auch von Menschen gemacht sein, wie zum Beispiel Auto- und Industrieabgase, die sich mit dem Wasserdampf der Atmosphäre zu schwefelhaltiger Säure verbinden.

Die undeutlich gewordene Schrift auf alten Grabsteinen und Kirchen ist überwiegend auf chemische Verwitterung zurückzuführen.

Dieses Bild zeigt einen alten, bröckelnden Grabstein.

Von der Zeit gezeichnet

Die physikalische Verwitterung zerkleinert festes Gestein durch mechanische Einwirkung, ohne dass sich die chemische Zusammensetzung verändert. Der Schutt zerbrochener Gesteinsblöcke und Säulen einst prächtiger Paläste ist in erster Linie das Ergebnis der physikalischen Verwitterung. Wasser spielt dabei eine der wichtigsten Rollen.

In die durch chemische Verwitterung entstandenen Risse im Gestein dringt Wasser ein. Friert es, dehnt sich das Wasser aus und sprengt den Felsen. Wer schon einmal eine Wasserflasche im Gefrierschrank vergessen hat, kennt die Kraft der Frostsprengung.

Das Klima ist ein weiterer wichtiger Faktor. Wärme und hohe Niederschlagsmengen beschleunigen die Verwitterung, Permafrost und Trockenheit verlangsamen sie. In Regionen mit hohen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht ist die Verwitterung sehr stark, zum Beispiel in den Wüsten.

Ein ständiges Schwanken der Temperatur um 50 Grad Celsius dehnt das Gestein permanent aus und zieht es wieder zusammen. Dieser Prozess zerstört irgendwann auch den widerstandsfähigsten Felsen. Ist das Gestein erst einmal klein genug, tut der Wind sein Übriges.

Die Reise beginnt

Gletscher tragen tonnenschwere Felsen über viele Kilometer mit sich. Flüsse und Bäche transportieren verschieden große Brocken Gestein. Winde tragen Kies und Sandkörner fort. Der Wind treibt die Dünen der großen Sandwüsten bis zu 500 Meter pro Tag voran und trägt feinen Saharastaub bis nach Mitteleuropa.

Bei großen Sandstürmen, wie sie in der Sahara und Saudi-Arabien vorkommen, kann ein Kubikkilometer Luft bis zu tausend Tonnen Sand über mehrere hundert Kilometer mit sich führen. Ein mehrere Tage anhaltender Sandsturm kann ganze Häuser komplett begraben.

Eine Sanddüne in der Wüste

Von der Wüste ans Meer

Der Transport in Bächen und Flüssen setzt den Gesteinen besonders stark zu. Die scharfkantigen Brocken sind schon nach relativ kurzer Zeit rundgeschliffen.

Je länger die Reise dauert, desto mehr dieser Bruchstücke werden zu Sand zerrieben. Die größeren Brocken hüpfen oder rollen über das Flussbett. Leichte Teile, wie zum Beispiel Ton und feinen Sand, führt das Wasser als sogenannte Schwebstoffe mit.

Auch die Fließgeschwindigkeit der Flüsse ist für den Transport entscheidend. Der Rhein transportiert in seinem Quellgebiet durch die hohe Wassergeschwindigkeit noch große Gesteinsbrocken. Im Mündungsgebiet kann er durch die mäßige Geschwindigkeit nur noch Sand und Ton bewegen.

Am Ende der Reise kommen einige dieser Sandkörner am Meer an und bilden mit Milliarden anderer Körner einen Sandstrand. Es ist also durchaus möglich, dass wir unseren Urlaub auf den Resten eines gewaltigen Gebirges verbringen.

Eine kleine Sandburg inmitten einer bunten Strandszene in Grömitz, Schleswig-Holstein.

Am Ende der Reise

Autor: Carl Grevener

Stand: 15.05.2018, 12:00

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