PHYSIKALISCHE VERWITTERUNG

CHEMISCHE VERWITTERUNG:





KRYOKLASTIK:










VERBRAUNUNG UND VERLEHMUNG:












FERRALLITISIERUNG UND DESILIFIZIERUNG:









TEMPERATUR- UND SALZSPRENGUNG:

Übergang von mC -> mCv (Festgestein zu Gesteinsschutt)


teilweise oder komplette Auflösung von Mineralen In humiden Klimaten sind Auswaschung, Versauerung, Entbasung die Folge, die dann z.B. Tonverlagerung und Podsolierung auslösen können. Oft mit Mineralneubildung aus Lösung verbunden (Tonminerale und Eisenoxide) und durch Temperatur und Feuchtigkeit maßgeblich gesteuert (Klimaabhängigkeit!).

(=Frostsprengung), v.a. für Dauerfrostböden der kalten Klimate prägend. Zerkleinerungen der Oberboden-Minerale hängt maßgeblich von der Anzahl der Frostwechsel ab (in subarktischen / subalpinen häufiger als in arktischen / alpinen Klimaten).
hohe Ns: Aktivität vermindert, da mächtige Schneedecke isolierend wirkt
niedrige Ns: zu trocken
viele Gesteine der Mittelgebirge wurden im Spätglazial durch K. zerkleinert!

Eisenfreisetzung (Fe(II)-haltige Silikate) erst nach Entkalkung und Absinken des pH-Wertes unter 7. In gemäßigten und kühlen Klimaten entstehen braungefärbte Eisenoxide (v.a. Goethit). Übergang: Cv -> Bv. Im humosen Oberboden entstehen metallorganische Komplexe (nicht wanderungsfähig), die Mineralpakete zu Aggregaten verkleben. Verbraunung ist profilprägender Prozess in den gemäßigten Breiten (aber auch in arktischen & antarktischen Böden).
Verbraunung ist mit der Bildung von Ton verbunden: Verlehmung. Verbraunung und Verlehmung sind mit einer Auswaschung eines Teils der Verwitterungsprodukte verbunden.
Tonbildung != rel. Tonanreicherung durch CaCO3 Auswaschung !!!

Desilifizierung = starke Verarmung an Silizium bedingt durch starke Verwitterungsprozesse in den feuchten Tropen.
Ferrallitisierung = Anreicherung von Fe, Al, Kaolinit und Al-Chlorit (Bu - Horizontbildung). Austrag der Lösungsprodukte Ca > Na > Mg > K > Si
Gleichzeitige Bildung von Fe-Oxiden (Goethit und v.a. Hämatit). Basische Magmatite oder Si-reiche Gesteine unter starker SiO2-Auswaschung -> Gibbsit, sonst Kaolinitbildung.
Wird auch Quarz gelöst tritt bis zu 90%iger Massenverlust auf; auch Kaolinit wird abgeführt und nur noch Zirkon, Turmalin etc. bleiben erhalten.

Mineralzerkleinerung durch Wärmesprengung in subtropischen und tropischen Wüsten bis ca. 50cm. Salzsprengung kann bereits durch nächtliches Tauwasser ausgelöst werden.

O
Ah

Horizonte mit org. Substanz > 30%
Humushoriz. Im Mineralbodenverband
 

L / Streulage
Of / Grobhumus
Ol / Feinhumus
Ah

äußerlich unzersetzte Nadeln, Kapseln, Zweige; Feinhumus < 10%
Halb zerfallene Blätter, Nadeln, ... Feinhumusanteil 10 - 70% überwiegend Feinhumus, kaum noch Struktur erkennbar
kaum noch Grobhumus, Feinhumus bildet Aggregate
 

ROHHUMUS:









MODER:






MULL:

mächtige Humusauflage (bis ca. 30cm), da kaum Wühler. Humoser A fehlt weitgehend, da kaum Einschlämmung, aber häufige Auswaschung von Huminstoffen in Unterboden (Podsolierung!).
Scharfe Gliederung in Grob- und Feinhumushorizont, weites C/N-Verhältnis 30...40, niedrige pH-Werte (3...4), Huminstoffe liegen v.a. als Fulvosäuren vor. Bildet sich v.a. auf grobkörnigen Böden unter schwer abzubauender und nährstoffarmer Streu (Heiden, Koniferen). Auch dichter Fichtenbewuchs ohne Krautschicht oder auf kühlfeuchten Standorten.

meist alle Horizonte vorhanden, allerdings unscharfe Übergänge. Lockerere Lagerung der humosen Horizonte gegenüber R.H., C/N-Verhältnis von ca. 20, Huminstoffe: Fulvate und Humate. PH-Wert auf Silikatgestein 3-4, auf Carbonat teilweise > 7. Bildet sich v.a. unter krautarmen Laub- und Nadelwäldern auf rel. Nährstoffreichen Standorten oder unter kühlfeuchten Klimaten.

Humusauflage fehlt oder ist nicht ganzjährig vorhanden (sommergrüne Laubwälder). Ah-Horizont ist oft mächtig, aber Streustoffe fehlen; Humuskörper besteht fast vollständig aus braun-schwarzem mit Tonmineralen verbundenem Feinhumus. Viele Wühler sind vorhanden, das C/N-Verhältnis liegt bei 10...15, schwach sauer bis alkalische Bodenreaktion, v.a. Humate. Mull bildet sich unter günstigen Wasser- und Luftverhältnissen bei rel. hohen Nährstoffgehalten und schneller Streuabbau (an spezielle Vegetation gebunden: Steppenvegetation und krautreiche Laubwälder).

In Tongesteinen:

schichtiges / schiefriges Gesteinsgefüge -> Quellung -> Kohärentgefüge

Bei Trockenheit kommt es zur Schrumpfung und Bildung von groben Prismen im Untergrund (längere Durchfeuchtung, seltenere Austrocknung) sowie zur Entstehung von kleineren Polyedern weiter oben. In Alkaliböden entstehen Säulen.

TONVERLAGERUNG:

(auch Lessivierung oder Illimerisation) = Abwärtsverlagerung von Bestandteilen der Tonfraktion (v.a. < 2 mm: Tonminerale, Fe-, Al-, Si-Oxide, gebundene Huminstoffe) in festem Zustand. Dabei verarmt der Obenboden an Ton, während die unteren tonreicher werden.
 

Verlagerung war zum Teil beträchtlich: auf Löß seit der letzten Vereisung ca. 40...100kg Ton / m². Sie ist der profilprägende Prozess der Parabraunerden sowie der Acrisole warmer Klimate und führt dort zur Bildung eines fahlen Eluvialhorizonts (Al) über kräftig gefärbtem Bt-Horizont. Die Tonverlagerung kann periodischen Wasserstau durch Einlagerungsverdichtung hervorrufen (Folge: Pseudovergleyung).
 

PODSOLIERUNG:

abwärts gerichtete Umlagerung gelöster organischer Stoffe (oft incl. Al und Fe); findet bei stark saurer Reaktion (Nährstoffmangel hemmt mikrobiellen Abbau organischer Komplexe) oder kühlfeuchten Klimaten statt. Es werden hauptsächlich folgende Stoffe verlagert:
 

Diese Substanzen bilden zusammen mit Al- und Fe-Ionen metallorganische Komplexe (Chelate). Im Unterboden kommt es zur Ausfällung, welche unter verschiedenen Bedingungen stattfinden kann. Zum Einen können Komplexe ausflocken wenn bei der Wanderung weitere Ionen gebunden werden, zum Anderen kann ein erhöhter Ca-Gehalt (= höherer pH-Wert) im Unterboden zu (a) dem zerfall der metallorganischen komplexe, (b) zur Flockung der Komplexe oder (c) zu einer Polymerisation der niedermolekularen Säuren führen (Folge Löslichkeit sinkt). Im Unterboden werden die angereicherten Stoffe durch wiederholte Austrocknung stabilisiert (Al-, Fe-Oxide gehen in kristalline Formen über). Sie ummanteln häufig Mineralpartikel und verkleben diese dabei. Es entstehen für den B-Horizont des Podsols charakteristische Hüllengefüge.

Ablauf der Podsolierung:

CARBONATISIER-UNG:

Bildung und Anreicherung von CaCO3 im Boden. Sek. Carbonate können dabei (a) die Matrix fein durchsetzen und dort an der Aggregatoberfläche weiße Beläge (Pseudomycelien) bilden, oder (b) Krusten an der Oberfläche bilden. Eine geringe Anreicherung fördert die Bildung eines gegen Verschlämmung stabilen Gefüges, bei stärkeren Konzentrationen bildet sich hingegen ein festes Kittgefüge (Calcrete, Caliche).

TAGWASSERVERSALZUNG:










GRUNDWASSERVERSALZUNG:













KÜNSTLICHE VERSALZUNG:

Niederschläge führen dem Boden gelöste Salze (v.a. NaCl) aus der Atmosphäre, die ursprünglich den Meeren entstammen, zu (atmogene Salze); In vegetationslosen Wüsten auch durch Stau. In humiden Klimaten werden diese Salze schnell ausgewaschen, in ariden Gebieten angereichert. Deshalb sind Wüstenböden i.d.R. salzhaltig (Gypsisole, Calcisole, Solonchake, Aridisole). Der Versalzungsgrad ist von der Kontinentalität, der Ns-Menge, der Dauer arider Perioden etc. abhängig.

Natürliche Grundwasserversalzung tritt in humiden Gebieten nur durch Meerswasser (Marschen, Mangrovenwälder, ...), seltener im Binnenland durch salzhaltiges Grundwasser, auf. In ariden Gebieten sind Grundwasserböden dagegen auch im Inland oft versalzt - Kapillaraufstieg führen im Verdunstungsbereich zur Ausfällung. Fällungsfolge: CaCO3 > Gips / Soda / Na2CO3 > Na-, Cl-Chloride > Nitrate Bei starker Anreicherung entstehen Salzbänke im Boden (Salcrete), erreicht das Grundwasser die Oberfläche bilden sich Salzkrusten. Bei Niederschlagsereignissen gehen die Salze wieder in Lösung (pendeln zwischen Unter- und Oberboden!).

in humiden Klimaten durch Berieselung mit Na-reichen Abwässern oder durch Streusalz / in ariden Gebieten durch Bewässerung (oft Grundwasser) und folgende Grundwasseranhebung

REDUKTIONMORPHIE UND SULFIDBILDUNG:









KONKRETIONSBILDUNG UND ROSTFLECKUNG:



VERGLEYUNG :







PSEUDOVERGLEYUNG

Ständig sauerstofffreie Horizonte sind durch Eisensulfide (FeS) oft schwarz, oder aber bei Eisen- oder Manganverarmung bleich gefärbt; Bodenluft ist reich an CO2, auch CH4. In der Bodenlösung existieren freie Fe2+, Mn2+-Ionen. Sulfidbildung erfolgt durch Bakterien (Sulfat-Ionen bindend, v.a. entstehen Fe-Sulfide) - besonders stark im Marschschlick (reichhaltig abgestorbene org. Substanz, Sulfate aus Meerwasser, regelmäßig anoxische Bedingungen durch Überflutung). SB ist bei Gleyen selten, häufiger bei Unterwasserböden (Sapropelen).

entstehen bei zeiteiligem Luftabschluss durch Fe(III) und Mn(III / IV)-Oxide neben Bleichhorizonten. Rostbraune Konkretionen (mm bis cm), bei Gleyen auch durchgehende Horizonte (Raseneisenstein)

bei Grundwasserböden (Gley, Marsch, Solonchak) mit reduktomorphen Unterboden (Gr), überlagert durch zeitweilig belüftetem Oberboden mit extrovertierten (=aufgelagert?) Fe/Mn-Oxiden (Go)

Reduktion von Fe/Mn (Gr) -> Ionen wandern in Poren aufwärts. -> Oxidation & Fällung

introvertierte Fe/Mn-Anreicherung:
 

SCHWEFELSÄURE-BILDUNG :

Rostflecken und Konkretionen bevorzug im Aggregatinnern, Pseudovergleyung führt im Gegensatz zur Vergleyung nur zur Umverteilung von Nährstoffen im Profil (Anreicherung im wurzelfernen Bereich = Inneren der Aggregate)

Sulfurikation durch Bakterien, Belüftung eines sulfidhaltigen Bodenhorizonts Wenn Carbonate vorhanden sind kommt es zur Neutralisation, wenn nicht sind sehr niedrigen pH-Werten (3!) die Folge. Sie findet vor allem bei der Entwässerung carbonatfreier Watt- und Marschböden statt (Folge: extrem sauere Böden (v.a. verbreitet in Niederen Breiten - Trockenlegung von Mangrovensümpfen)

BIOTURBATION

wird durch wühlende Bodentiere verursacht. Diese zerkleinern und vermischen die Streu mit den oberen Bodenschichten (bildet einen humosen A-Horizont) und verfrachten auch Unterbodenmaterial an die Oberfläche (Rückführung verlagerter Nährstoffe / Ton); in semihumiden Gebieten wird so einer Entkalkung entgegengewirkt. Tiefenwirkung hängt von Boden- und Klimaverhältnissen ab, intensiv nur in feinkörnigen Böden und unter günstigen Bedingungen statt.
 

KRYOTURBATION

PELOTURBATION:






SPALTEN-KUMULATION:

besonders intensiv in periglazialen Klimaten (Frosthebung führt zu Thufuren); Folge ist oft Wurzelriss und Entwurzelung von Bäumen, schlierenartige Durchsetzung der Bodenhorizonte (Brodelbildungen), Steinringe

(auch Hygro- / Turgorturbation) bezeichnet Bodenmischung durch wiederholtes Schrumpfen und Quellen. Findet v.a. in warmen Klimaten mit Wechselfeuchte bei hohen Tongehalten statt. Vorgang lässt Aggregate zerfallen (Selbstmulchen) und hat ein Mikrorelief zur Folge: regelmäßiges Netz von Hebungen und Senken (Gilgai).

tritt in Wüsten auf, wenn Bodenspalten durch angewehten Grobschluff / Feinsand verfüllt werden (keine Kryo-, Pelo- oder Bioturbation vorhanden!). In Kältewüsten ebenfalls vorhanden (Eiskeilmorphosen = verfüllte Eiskeile)

MASSENVERSATZ AM HANG:





BODENUMLAGERUNG DURCH WIND UND WASSER

VERLAGERUNG DURCH HANGZUGWASSER :

                                             Beispiele:

Steinschlag
Erdrutsche / Erdflüsse / Schlammströme
Rutschung
Kriechen
Solifluktion

= EROSION


Gelöste Verwitterungsprodukte gelangen mit dem Sickerwasser in das Grundwasser und werden in Grundwasserböden teilweise angereichert.
Raseneisen in Senkenböden norddt. Dünen- oder Altmoränenlandschaften (aus Podsolen der Hügel)
Wiesenkalk als Folge von Ca-Umlagerung in Senken von Jungmoränengebieten