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Zur Frage der rückschreitenden Denudation und des dynamischen Gleichgewichts bei morphologischen Vorgängen — erdkunde

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Berichte und kleine Mitteilungen 61 32. SekigutijT., Climatic divisions of Japan according

to the Koppens classification. (Japan) 1949.

33. Semmelhack, W.y Physiologische Klimakarte von Ka merun und den Nachbargebieten. Mitt. d. Gruppe Dtsch.

Kolonialwirtsch. Unternehmungen 5, 1942.

34. Wifimann, H. v., Die Klimate und Vegetationsgebiete Kurasiens. 2. Ges. f. Erdk. 3?14, 1939.

ZUR FRAGE DER RUCKSCHREITENDEN

DENUDATION UND DES DYNAMISCHEN GLEICHGEWICHTS BEI MORPHOLOGI SCHEN

VORGANGEN

Frank Ahnert Mit 2 Abbildungcn

The problem of regressive denudation on slopes and dynamic equilibrium during morphological processes Summary: This paper investigates whether and to what extent there is a general regression of denudational pro cesses on slopes following laws similar to those governing the recession of a* nick point on a river. Using the example of slope development during a period of down cutting the author shows that the resulting changes in the slope gradient, as well as the changes in the velocity of mass movement, recede from the bottom of the slope regres sively upwards. This recession from the bottom of the slope plays a decisive role in scarplands by determining the

intensity of denudation on the slopes of the "Zeugenberge"

(residual outliers, literally: witness mountains) situated far away from the river courses. These mass movements show a tendency towards an equilibrium between removal and supply of rock waste.

Die Lehre von der ruckschreitenden Erosion hat in der Morphologie vielfaltige Friichte getragen; das Aufwartswandern von Gefallsbriichen im Flufibett,

der Stufenbau der AlpentaTer und manches andere

werden mit ihr zwanglos erklart. Nach riickwarts fort schreitend verlangert sich auch das Aufschiittungs

gebiet des Flusses. Sein Mittellauf, die Schutttrans portstrecke, in der sich Erosion und Aufschiittung die Waage halten, wandert flufiaufwarts, den Oberlauf,

die Strecke vorwiegender Erosion, allmahlich aufzeh

rend. Im Hinstreben des Flusses zur Erosionstermi nante gilt das Gesetz des Ruckschreitens also nicht nur

fiir die Erosion, sondern sinngemafl auch fiir fluviati

len Massentransport und fluviatile Sedimentation.

Hier soli nun untersucht werden, inwieweit die Vor

gange der Denudation, die doch ebenfalls aus Abtra

gung, Massentransport und Aufschiittung bestehen,

dem gleichen Gesetz unterliegen. Schon in der Begriffs bildung gibt es eine gewisse Parallelitat: ?Ruckschrei

tende Verwitterung"1), ?Denudationsbasis" und ?De nudationsterminante"2), die identisch ist mit dem

?Grenz- oder Mindestgefalle" Tricarts*). Davis*) deutete dariiber hinaus ein paralleles Verhalten von

*) Davis-RM, Die erklarende Beschreibung der Landfor men, Leipzig u. Berlin 1912, S. 62.

2) Pbilippson, Grundziige der Allgemeinen Geographie, Bd. II, 2, 2. Aufl. 1931, S.41.

3) Die Entstehungsbedingungen des Schichtstufenreliefs im Pariser Becken, Pet. Mitt. 1951, S. 102.

4) A. a. O., S. 66.

Wasser- und Schuttstromen an; einen konkreten Be

weis fiir die enge Verwandtschaft von denudativer mit erosiver Abtragung lieferte schliefilich BUdel5),

der die Entstehung von Ursprungs?talchen" durch von der Erosionsbasis aus ruckschreitende

Korrosion erkannte.

Fiir die Denudation im Grundgebirge und in Ge steinen einheitlicher morphologischer Widerstands fahigkeit gilt ohne Einschrankung der Satz Philipp iows6): ?Die Fliisse sind die Regulatoren der Denu dation". Sie schneiden sich ein, und gleichzeitig ver

flachen sich die Hange, einen Boschungswinkel ? die

Denudationsterminante ?

anstrebend, bei dem die

Hangabtragung aufhort. Erreicht wird dieses je nach Gestein, Wasserfiihrung des Hangschutts und Klima

unterschiedliche Mindestgefalle jedoch nur dann, wenn der Flufi seine Erosionsarbeit einstellt, d. h. es kann auch in einem Sohlental nur an den Stellen auf

treten, wo die Hange nicht durch Seitenerosion unter schnitten werden. An Gleithangen ist sogar eine Un

terschreitung des Grenzgefalles moglich, da sie weni

ger von denudativen Vorgangen als durch das seit

liche Abgleiten von Flufibiegungen geformt werden.

Nach Philippson1) soil die Verflachung von unten nach oben fortschreiten, das normale Hangprofil also

konkav sein, ?weil die grofiere Wassermasse unten

schneller arbeitet und eine flachere Terminante erzielt

als die kleinere Wassermasse oben". Dieser Auffas sung kann man nicht beipflichten, denn erstens ent spricht der groberen Wassermasse unten auch eine

grofiere wegzufuhrende Schuttmasse, da das Schutt einzugsgebiet der unteren Hangteile grofier ist als das

der oberen, und zweitens wiirde eine Gefallsvermin derung durch starkere Abtragung im unteren Hang

teil gegeniiber dem langsameren Zuruckweichen des

oberen Hangteils eine Gefallsverstarkung des letzte ren hervorrufen. Eine solche Unterschneidung des

oberen Hangteils durch denudative Abtragung des un teren Hangteils aber ist in einheitlichem Gestein nicht moglich.* Im iibrigen mufi bei der Verflachung eines

Hangs stets oben mehr abgetragen werden als unten,

da, um die Verflachung zu erreichen, jeder hohere Hangpunkt schneller zuruckweichen mufi als der

nachsttiefere 8).

Tnwiefern aber konnen diese Denudationsvorgange vruckschreitend" genannt werden? Ein einfaches Bei

spiel: In einem Tal mit schuttiiberkleideten Hangen (s. Abb. 1 a) beginnt der Flufi nach einer Ruhepause erneut in die Tiefe zu erodieren. Mit der Bildung der

jungen Kerbe entsteht unterhalb des wahrend der

Ruhepause abgeflachten Hangs ein neuer, steilerer

Hangteil. Die Reliefenergie wird erhoht, die Ge

5) Eiszeitmorphologie im gletscherfreien Gebiet, Geol.

Rdsch. 1944, S. 505.

<;) A. a. 0.,S.62.

7) A. a. O., S. 41.

8) Nur bei der Hangversetzung (Behrmann, Morphologi sche Formengruppen, Die Erde, 1949/50, S. 249), bei wel cher der Hang unter Beibehaltung seines Neigungswinkels zuriickweicht, kann die Abtragungsintensitat in alien Hang teilen gleich grofi sein, und nur bei einer Hangversteilung (durch seitenerosive Unterschneidung, Quell- oder Sicker wasseruntergrabung) ist sie unten grofier als oben.

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62 Erdkunde Band VIII

schwindigkeit des am Hang zum Flufi hinabwandern

den Schutts wachst. Aber sie wachst zunachst nur im

unteren, steilen Hangteil (s. Abb. 1 b). Das raschere Abwandern des Schutts am Hangfufi fiihrt zu einer Versteilung der Schuttoberflache, die anfangs flacher geneigt war als die Hangflache im Anstehenden un ter dem Schutt. Die Versteilung und damit die gro fiere Schuttgeschwindigkeit erfafit allmahlich immer

t=j Anstehendes ! '

: ' :[ Schutt

Abb. la-d: Stadien der Hangentwicklung(schematisch)

Die Lange der Pfeile soil die jeweilige Wandengeschwin digkeit des Schutts verdeutlichen. a: Vor Beginn der Tief en erosion, b: Durch Tiefenerosion gestortes Gleichgewicht, Hange in zwei Bereiche verschieden starker Abtragung auf

geteilt. c: Spatere Erosiionsphase; einheitliches Gleichgewicht auf dem ganzen Hang wiederhergesteiit. d: Nach der Erosion; Schuttstau am Hangfufi, erneute Storung des Gleichgewichts.

hohere Hangteile, d. h. beides, die Anderung der Form und die Anderung der Bewegung, pflanzt sich von unten nach oben riickschreitend fort. Infolge der grofieren Geschwindigkeit des Schutts wird seine korrodierende Wirkung auf die Unterlage verstarkt, infolge der abnehmenden Schuttmachtigkeit vollzieht sich die Verwitterung des Anstehenden schneller und tiefgriindiger ? die Abtragung wird beschleunigt.

Vor allem der vorspringende Knick zwischen dem

oberen, alteren, flacheren Hangteil und dem unteren,

jiingeren, steileren Hangteil wird allmahlich in einen flach konvexen Bogen verwandelt und spater viel

leicht ganz verschwinden. Jedoch hat die Beschleuni gung der Abtragung ihre Grenzen. Denn aus der ver

starkten Korrosion und aus der tieferen Verwitterung

des Anstehenden erhalt die Schuttdecke mehr Ma terial als vorher, die Zunahme der Schuttlieferung sucht die Zunahme der Schuttabfuhr zu kompensie ren und ein dynamisches Gleichgewicht zwischen bei den herzustellen (s. Abb. 1 c). Da die Anderung der Lieferung hinter der der Abfuhr nachhinkt, stellt sich dieses Gleichgewicht erst im Laufe des verstarkten Ab

tragungsprozesses ein. Nur bei wachsender Tiefenerc

sion kann es nicht erreicht werden, weil dann die Zu nahme der Schuttabfuhr dem Zuwachs an geliefertem

Schutt standig vorauseilt.

Es verdient festgehalten zu werden, dafi auch die Vorgange im Flufibett und im Talgrund ein dynami

sches Gleichgewicht anstreben. Die aus Gefalle und

Wassermasse resultierende lebendige Kraft des Flus

ses wird aufgebraucht durch das blofie Fliefien, durch

die Erosion und durch den Materialtransport. Ver

starkte Erosion bedingt einen grofieren Anfall ero

dierten Materials und aufierdem ein rascheres Wan

dern des Hangschutts zum Flufibett hin, der ebenfalls weggefiihrt werden mufi; der zum Materialtrans

port benotigte grofiere Kraftanteil geht der Erosion verloren. Die damit verbundene Verminderung der Erosion fiihrt aber wiederum zu einer Verminderung

der anfallenden Schuttmenge, also auch zu einer Ver

minderung der fiir die Schuttabfuhr notigen Kraft

zugunsten der Erosion, welche nun wieder starker werden kann, bis das Spiel von neuem beginnt. Ero

sion und Materialtransport pendeln sich somit auf

einen Gleichgewichtszustand ein.

Verkleinert sich die lebendige Kraft des Flusses selbst durch Gefallsverringerung oder Verkleinerung

der Wassermenge, so schlaft zunachst die Erosion

ein; damit fallt die vorher von der Erosion an der hier betrachteten Talstelle gelieferte Materialkomponente weg, der vom Flufi wegtransportierte Schutt setzt sich

zusammen aus von flufiaufwarts herangefuhrtem Ma

terial und aus der Zufuhr von den Talhangen, der Flufi gewinnt Mittellaufcharakter. Kann er auch diese

reine Transportaufgabe nicht mehr bewaltigen, so

bleibt ein Teil des Materials liegen ? sei es, dafi der Flufi eine Sohle aufzuschiitten beginnt, sei es, dafi der Hangschutt sich am Fufie des Hangs aufstaut. In der

Regel geht beides Hand in Hand.

Der Schuttstau am Hangfufi vermindert den B6 schungswinkel der Schuttoberflache und damit die Geschwindigkeit der Schuttbewegung, bis dem Flufi nur noch so viel Schutt zuwandert, wie er wegfiihren kann. Wahrend aber dieser Gleichgewichtszustand vorher zwischen dem ganzen Hang als Schuttlieferan ten und dem abtransportierenden Flufi bestand, reicht er jetzt nur bis zur Obergrenze der am Hangfufi ge

stauten Schuttmasse hangaufwarts. Auf den steileren

Hangteilen dariiber vollziehen sich Schuttproduktion und Schuttwandern noch mit der alten Geschwindig keit ? fiir den Hang als Ganzes ist also das dynami

sche Gleichgewicht gestort, er ist auf geteilt in zwei Be reiche mit voneinander verschiedenen Gleichgewichts

zustanden, einen oberen mit rascherer und einen un teren mit langsamerer Schuttbewegung. Ein konkaver

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Berichte und kleine Mitteilungen 63

Hangknick iiber der Stauungszone ist das morpho graphische Kennzeichen dieser Disharmonie (siehe Abb. 1 d).

Infolge der starkeren Schuttzufuhr aus den oberen Hangteilen nimmt die gestaute Schuttmasse zu, ihre

Obergrenze wandert riickschreitend hangaufwarts.,

bis sie die obere Hangkante erreicht hat und der neue Gleichgewichtszustand auf dem ganzen Hang herge

stellt ist ? falls nicht eine Neubelebung der Erosion diese Entwicklung riickgangig macht.

Die gleichen Uberlegungen zur Hangentwicklung, die hier am Beispiel einer Periode der Tiefenerosion in Gestein von morphologisch einheitlicher Wider

standsfahigkeit angestellt wurden, gelten mutatis

mutandis auch fiir die Hangentwicklung bei der Mit

wirkung unterschneidender Seitenerosion. Auch diese Vorgange werden von dem Prinzip der riickschreiten

den Denudation und dem Streben nach einem dyna

mischen Gleichgewicht in der Schuttbewegung be herrscht ? nur braucht sich hierbei nicht die Hohe

des Hangs zu andern.

Die riickwarts gerichtete Steuerung des Denuda

tionsprozesses durch den Flufi erfafit nicht nur den

Zeugenberg Landterrasse Tal

Zeugenberg Landterrasse Tal

~?r| Unt Buntsandsteln u. Ob. Rotlieg. \\\\\ \ \\Hauptbuntsandstei n \0}$:\ Schutt

Abb. 2a?b: Schuttbewegungen im Dahner Felsenland (schematisch) a: im Diluvialklima b: in der Gegenwart

unmittelbaren Talhang, sondern ? wenn ?uch in weit

schwacherem Mafie ? auch das dariiber anschliefiende

Gebiet bis zur Wasserscheide, sofern hier nur das no

tige Mindestgefalle vorhanden ist bzw. iiberschritten wird. Diese Fernwirkung gewinnt besondere Bedeu

tung im Schichtstufenland. Im Dahner Felsenland in der sudlichen Haardt9) z. B. sind die Gewasser grofiten

teils in die Landterrasse des unteren Buntsandsteines eingesenkt. Auf dieser Landterrasse erheben sich, hau

fig weit von den Talern entfernt, die Zeugenberge des

Hauptbuntsandsteins. Sie werden durch die hangver steilende Quell- und Sickerwasseruntergrabung an der Schichtgrenze zwischen dem unteren Buntsand stein und dem Hauptbuntsandstein abgetragen, ihre

Abtragung erscheint also unabhangig von der Arbeit der fernab fliefienden Gewasser. jedoch kann sie nur

andauern, wenn der anfallende Schutt weggeraumt

wird. Im Diluvium iibernahmen die Dellen auf der Landterrasse die Schuttabfuhr vom Fufi der Zeugen

9) Die im foigendetn geschilderten Vorgange skid ausfuhr lich bei Ahnert, Die Oberflachenfcrmen des Daihner Felsen landes in der siidl. Haardt, Masch.-Schr. Diss. Heidelberg 1952, dargelegt worden.

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64 Erdkunde Band VIII berge zu den Talern mittels Solifluktion (s. Abb. 2a).

Der weiche, tonige untere Buntsandstein bot hierfiir

sehr giinstige Voraussetzungen, und der ?Schuttsoga

am Fufi der Zeugenberge war so grofi, dafi pro Zeit einheit mehr Schutt abtransportiert wurde als aus dem

anstehenden Hauptbuntsandstein nachgeliefert wer

den konnte. Da das Schutteinzugsgebiet einer Hang stelle und damit die an dieser Hangstelle anfallende Schuttmenge um so kleiner ist, je hoher am Hang die Stelle liegt, fiihrte der hangaufwarts riickschreiteiide Schuttsog in den oberen Hangteilen zur Entblofiung des Anstehenden (Hangskelettierung) und scbliefilich zur Bildung der bizarren roten Sandsteinfelsen, die

dem Gebiet seinen Namen gaben. Felsflachen unter

liegen starkerer Abtragung als das Anstehende unter dem Schutt; die Entblofiung des Anstehenden griff da her soweit hangabwarts, bis die erhohteSchuttlieferung

von den Felsen den Uberschufi der Schuttabfuhr am Hangfufi ausglich, d. h. das dynamische Gleichgewicht

erreicht war10). Der hangaufwarts riickschreitende

Schuttsog fiihrte hier also zu einer hangabwarts fort sdireitenden Formanderung; in diesem Fall weicht der

Denudationsprozefi klar von der eingangs erwahnten Parallelitat t zwischen Erosion und Denudation ab.

Heute ruht die Abtragung auf der Landterrasse ? von geringfiigigen Abspiilungen, die wahrscheinlidi uberhaupt erst seit der Rodung des Waldes auftreten, abgesehen. Die diluvialen Wanderschuttdecken liegen fest, die Schuttabfuhr von den Zeugenbergen zu den Bachen ist unterbunden. Neubildung von Felsen ist deshalb nicht mehr moglich, die Felsen des Dahner Landes sind diluviale Vorzeitformen. Die Hange der

abseits vom Gewassernetz liegenden Zeugenberge bie

ten das gleiche Bild des gestorten Gleichgewichts

zustandes, das fiir Talhange entworfen wurde,

an deren Fufi der Bach den anfallenden Schutt nicht

mehr abtransportijeren kann. Wahrend iiber dem Hang noch Felsen stehen, die intensiv abgetragen wer

den, und der Schutt auf den steilen oberen und mitt

leren Hangteilen noch abwarts wandert, liegt am

Hangfufi mit wesentlich grofierer Schuttmachtigkeit und flacherer Boschung die Stauzone (s. Abb. 2 b). Die Bauern haben diese meist blockarme Schuttanhaufung

in zahlreichen Sandgruben aufgeschlossen. Wie wah rend der diluvialen Zeit der Felsbildung der Schutt sog, dehnt sich gegenwartig der Schuttstau allmahlich

hangaufwarts ruckschreitend aus. Wenn die postgla

ziale Ruhezeit der Abtragung auf der Landterrasse geniigend lange andauert, wird der Stau schliefilich den ganzen Hang erfassen und auch die Felsen zu decken ? soweit sie nicht sowieso bis dahin abgetra gen sind. Diese Deutung deckt sich mit der von Mora wet z n) in den Alpen gemachten Feststellung, dafi Halden, die nicht an einem Wasserlauf oder iiber

einem Steilhang enden, in standigem Wachsen be griffen sind, weil der Ausgleich zwischen Schutt lieferung und Abtransport fehlt. Eine Untersuchung

10) Vgl. Hettner, Gebirgsbau und Oberflaeheingestaltung der Sachsischen Schweiz, Fschgen. z. deutschen Landes- u. Vdlks kunde, Bd. 2, 1887, S. 302, der diese Beziehung als erster erkannte.

n) Beobachtungen an Scbutthalden, Schiuttkegeln und Schutt flecken, Z. f. Geomorph. Bd. VII, 1932/33, S. 27 f.

der Flachen am Haldenfufi wiirde vermutlich ergeben, dafi auch hier friiher eine starkere Abtragung als heute

am Werke war.

Neben den hier geschilderten eindeutig riickschrei tenden Denudationsvorgiingen gibt es aber auch solche,

die von oben her ausgelost werden: Bergstiirze, Erd

rutschungen, wie z. B. die von Stiny 12) beschriebenen,

Rasenwalzen u. a. Sie scheinen der Regel zu wider

sprechen; in Wirklichkeit sind sie aber sekundar, meist episodische Folgeerscheinungen der riickschreitenden Denudation; denn von dieser hangt es ab, ob das je weils erforderliche Mindestgefalle erreicht bzw. iiber

schritten wird.

Die Regel vom Riickschreiten der Denudationsvor gange und vom Hinstreben zu dynamischen Gleich gewichtszustanden gilt nur fiir die Massenbewegun gen, welche durch die Schwerkraft bedingt sind und

eventuell durch spiilendes oder sickerndes Wasser ver

starkt werden. Vollig unabhangig davon vollzieht sich die aolische Abtragung, da der Wind der Schwerkraft

entgegenwirken kann.

Die Kenntnis der riickschreitenden Denudation

und des dynamischen Gleichgewichts ist an sich nicht

neu, aber sie hat m. E. in neueren morphologischen

Arbeiten zu wenig Beachtung gefunden, obwohl sie zu Erkenntnissen hinfiihren kann, die mit anderen Me

thoden nicht gewonnen werden konnen. Der vor

liegende Aufsatz verfolgt den Zweck, auf diese Re

geln aufmerksam zu machen und ihre weitere Erfor schung anzuregen. Erst wenn sie in vielen Gebieten nachgepriift worden sind, werden genauere Aussagen

iiber ihren Geltungsbereich und iiber ihre durch ort liche Faktoren bedingte Variationsbreite moglich sein.

12) Z. f. Geomorpih. Bd. I, 1925/26.

WANDLUNGEN IM AGRARLANDSCHAFTS- '

BILD RHEINHESSENS 1577?1950

Giinther Ketzer

Mit 4 Abbildungen

Changes in the agricultural landscape of Rhine-Hesse, 1577?1950

Summary: Using the oldest to the most recent maps indicating landuse the author sketches the history of the agricultural landscape of the town of Gau-Algesheim on

the Rhine during the past four hundred years. The develop ment of the land used for agriculture in this borough from medieval conditions to the present day, with problems

of planning for the future use, is typical of the vine growing and market gardening districts of the Rhine.

In den Jahren 1576/77 fertigte ein Zeichner namens Maskopp, der durch einen aus gleicher Zeit stammen den aufierordentlich genauen perspektivischen Stadt plan von Mainz bekannt ist, Stadt- und Gemarkungs plane von Dorfern und Stadten der Amter Bingen, Olm und Gau-Algesheim fiir die erzbischofliche Verwaltung in Mainz an, dem die genannten Bezirke

schon vor 1225 unterstanden haben. Das Kartenwerk,

ein mehrere Dutzend Seiten starker Atlas von

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