Erosion

Ein aktiv Erodieren Rinnsal auf ein intensiv bewirtschafteten Gebiet in Ost - Deutschland

In Geowissenschafts , Erosion ist die Wirkung der Oberflächenprozesse (wie Wasserströmung oder Wind ) , die entfernt Erdreich , Gestein oder gelöstes Material von einer Stelle auf der Erdkruste , und dann transportiert es an einem anderen Stelle. Erosion unterscheidet sich von Verwitterung , bei der keine Bewegung erfolgt. ^{[1] [2] Die} Entfernung von Gestein oder Boden als klastisches Sediment wird als physikalische oder mechanische Erosion bezeichnet. Dies steht im Gegensatz zu chemischenErosion, bei der Boden- oder Gesteinsmaterial durch Auflösung aus einem Gebiet entfernt wird . ^[3] Erodierte Sedimente oder gelöste Stoffe können nur wenige Millimeter oder Tausende von Kilometern transportiert werden.

Erosionserreger sind Niederschläge ; ^[4] Grundgesteinsverschleiß in Flüssen ; Küstenerosion durch Meer und Wellen ; Gletscherzupfen , Abrieb und Scheuern; Flächenüberschwemmung; Wind Abrieb; Grundwasserprozesse ; und Massenbewegungsprozesse in steilen Landschaften wie Erdrutschen und Trümmerströmen. Die Geschwindigkeit, mit der solche Prozesse ablaufen, steuert, wie schnell eine Oberfläche erodiert wird. Typischerweise schnellste physikalische Erosion verläuft auf Oberflächen steil abfallend, und die Sätze auch zu einigen klimagesteuerten Eigenschaften , einschließlich Wassermengen versorgt empfindlich sein kann (beispielsweise durch regen), Stürmischkeit, Windgeschwindigkeit, Welle holen oder atmosphärische Temperatur (besonders für einige eisbezogene Prozesse). Rückkopplungen sind auch zwischen Erosionsraten und der Menge an erodiertem Material möglich, die beispielsweise bereits von einem Fluss oder Gletscher transportiert wird. ^{[5] [6]} Auf den Transport erodierter Materialien von ihrem ursprünglichen Standort folgt die Ablagerung , dh das Eintreffen und Einlagern von Material an einem neuen Standort. ^[1]

Während Erosion ein natürlicher Prozess ist, haben die menschlichen Aktivitäten um das 10- bis 40-fache der Rate zugenommen, mit der Erosion weltweit auftritt. ^[7] An landwirtschaftlichen Standorten in den Appalachen haben intensive landwirtschaftliche Praktiken eine Erosion verursacht, die bis zum 100-fachen der natürlichen Erosionsrate in der Region beträgt. ^[8] Übermäßige (oder beschleunigte) Erosion verursacht sowohl "vor Ort" als auch "außerhalb" Probleme. Zu den Auswirkungen vor Ort zählen ein Rückgang der landwirtschaftlichen Produktivität und (in Naturlandschaften ) ein ökologischer Zusammenbruch , beide aufgrund des Verlusts der nährstoffreichen oberen Bodenschichten . In einigen Fällen führt dies zur Wüstenbildung . Off-Site-Effekte umfassen die Sedimentation von Wasserstraßenund Eutrophierung von Gewässern sowie sedimentbedingte Schäden an Straßen und Häusern. Wasser- und Winderosion sind die beiden Hauptursachen für die Verschlechterung des Bodens . Zusammen sind sie für etwa 84% des weltweiten Ausmaßes an degradiertem Land verantwortlich, was übermäßige Erosion zu einem der größten Umweltprobleme weltweit macht. ^{[9] : 2 [10] : 1 [11]}

Intensive Landwirtschaft , Entwaldung , Straßen , anthropogener Klimawandel und Zersiedelung gehören zu den wichtigsten menschlichen Aktivitäten im Hinblick auf ihre Wirkung auf die Stimulierung der Erosion. ^{[12] Es} gibt jedoch viele Präventions- und Sanierungspraktiken , die die Erosion gefährdeter Böden eindämmen oder begrenzen können.

Physikalische Prozesse

Niederschlag und Oberflächenabfluss

Niederschlagsmenge und der Oberflächenabfluss , der von Niederschlägen führen kann, erzeugen vier Haupttypen von Bodenerosion : Spritz Erosion , Bogenerosion , Rill Erosion und Grabenerosion . Die Spritzerosion wird im Allgemeinen als die erste und am wenigsten schwerwiegende Phase des Bodenerosionsprozesses angesehen, auf die eine Blatterosion, dann eine Rillenerosion und schließlich eine Gully-Erosion (die schwerste der vier) folgt. ^{[10] : 60–61 [13]}

Bei der Spritzerosion entsteht durch den Aufprall eines fallenden Regentropfens ein kleiner Krater im Boden, ^{[14] der} Bodenpartikel ausstößt. ^[4] Die Entfernung, die diese Bodenpartikel zurücklegen, kann bis zu 0,6 m (zwei Fuß) vertikal und 1,5 m (fünf Fuß) horizontal auf ebenem Boden betragen.

Wenn der Boden gesättigt ist oder wenn die Niederschlagsrate größer ist als die Rate, mit der Wasser in den Boden eindringen kann, tritt ein Oberflächenabfluss auf. Wenn der Abfluss hat ausreichende Strömungsenergie , wird es transportiert gelockerte Bodenteilchen ( Sediment ) den Hang hinunter. ^[15] Blatterosion ist der Transport von gelösten Bodenpartikeln durch Überlandströmung. ^[fünfzehn]

Rill Erosion bezieht sich auf die Entwicklung von kleinen, ephemeren konzentrierten Strömungswege, die als sowohl Sediment Quelle und Sedimentabgabesysteme für Erosion an hillslopes. Im Allgemeinen sind dort, wo die Wassererosionsraten in gestörten Hochlandgebieten am größten sind, Rillen aktiv. Die Strömungstiefen in Rillen liegen typischerweise in der Größenordnung von einigen Zentimetern oder weniger, und die Steigungen entlang des Kanals können ziemlich steil sein. Dies bedeutet, dass Bohrer eine hydraulische Physik aufweisen, die sich stark von Wasser unterscheidet, das durch die tieferen, breiteren Kanäle von Bächen und Flüssen fließt. ^[16]

Gully-Erosion tritt auf, wenn sich während oder unmittelbar nach starken Regenfällen oder schmelzendem Schnee Abflusswasser ansammelt und schnell in engen Kanälen fließt, wodurch der Boden bis zu einer beträchtlichen Tiefe entfernt wird. ^{[17] [18] [19]}

Extreme Gully-Erosion kann zur Bildung von Ödland führen . Diese bilden sich unter Bedingungen hoher Erleichterung auf leicht erodierbarem Grundgestein in erosionsfördernden Klimazonen. Bedingungen oder Störungen, die das Wachstum der Schutzvegetation begrenzen ( Rhexistasie ), sind ein Schlüsselelement der Badlandbildung. ^[20]

Flüsse und Ströme

Tal- oder Bacherosion tritt bei fortgesetztem Wasserfluss entlang eines linearen Merkmals auf. Die Erosion ist sowohl nach unten , die Vertiefung Tal und rückschreitende , erstreckt das Tal in den Hang, wodurch Kopfsenkungen und steile Böschungen. Im frühesten Stadium der Stromerosion ist die erosive Aktivität überwiegend vertikal, die Täler haben einen typischen V -Querschnitt und der Stromgradient ist relativ steil. Wenn etwas Basisniveauerreicht wird, wechselt die erosive Aktivität zur seitlichen Erosion, die den Talboden verbreitert und eine enge Auenlandschaft erzeugt. Der Stromgradient wird nahezu flach und die seitliche Ablagerung von Sedimenten wird wichtig, wenn sich der Strom über den Talboden schlängelt . In allen Stadien der Stromerosion tritt die mit Abstand größte Erosion in Hochwasserzeiten auf, wenn mehr und schneller fließendes Wasser für eine größere Sedimentfracht zur Verfügung steht. Bei solchen Prozessen erodiert nicht nur das Wasser allein: Schwebende Schleifpartikel, Kieselsteine und Felsbrocken können auch erosiv wirken, wenn sie eine Oberfläche durchqueren. Dies wird als Traktion bezeichnet . ^[21]

Ufererosion ist das Abnutzen der Ufer eines Baches oder Flusses. Dies unterscheidet sich von Veränderungen am Bett des Wasserlaufs, die als Scheuer bezeichnet werden . Erosion und Veränderungen in Form von Flussufern können gemessen werden, indem Metallstangen in das Ufer eingeführt und die Position der Uferoberfläche entlang der Stangen zu verschiedenen Zeiten markiert werden. ^[22]

Die thermische Erosion ist das Ergebnis des Schmelzens und Schwächens des Permafrosts aufgrund von fließendem Wasser. ^[23] Es kann sowohl entlang von Flüssen als auch an der Küste auftreten. Die im Fluss Lena in Sibirien beobachtete schnelle Migration von Flusskanälen ist auf thermische Erosion zurückzuführen, da diese Teile der Ufer aus nicht kohäsiven Materialien bestehen, die mit Permafrost zementiert sind. ^[24] Ein Großteil dieser Erosion tritt auf, wenn die geschwächten Ufer in großen Einbrüchen versagen. Die thermische Erosion wirkt sich auch auf die arktische Küste aus , wo Wellenbewegungen und küstennahe Temperaturen zusammen Permafrostklippen entlang der Küste unterbieten und zum Versagen führen. Jährliche Erosionsraten entlang eines 100 Kilometer langen Abschnitts der BeaufortseeDie Küstenlinie betrug von 1955 bis 2002 durchschnittlich 5,6 Meter pro Jahr. ^[25]

Die meiste Flusserosion findet näher an der Mündung eines Flusses statt. In einer Flussbiegung hat die längste, am wenigsten scharfe Seite langsamer fließendes Wasser. Hier bilden sich Ablagerungen. Auf der schmalsten und schärfsten Seite der Kurve gibt es schneller fließendes Wasser, sodass diese Seite zum größten Teil dazu neigt, weg zu erodieren.

Schnelle Erosion von einem großen Fluss kann genug Ablagerungen entfernen , um einen zu produzieren Fluss Antiklinale , ^[26] als isostatischen Rebound Gesteinsschichten erhöht durch Erosion entlastete Betten liegen.

Küstenerosion

Die Küstenerosion, die sowohl an exponierten als auch an geschützten Küsten auftritt, tritt hauptsächlich durch die Einwirkung von Strömungen und Wellen auf, aber auch Änderungen des Meeresspiegels (Gezeiten) können eine Rolle spielen.

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Seedünenerosion am Talacre- Strand, Wales

Eine hydraulische Wirkung findet statt, wenn die Luft in einem Gelenk plötzlich durch eine Welle komprimiert wird, die den Eingang des Gelenks schließt. Dies knackt es dann. Wave - Hämmern istwenn die schiere Energie der Welle von der Klippe oder Steinbrüche Stückeschlagen. Abrieb oder Korrosion wird durch Wellen verursacht, die die Seelast an der Klippe auslösen. Es ist die effektivste und schnellste Form der Küstenerosion (nicht zu verwechseln mit Korrosion ). Korrosion ist das Auflösen von Gestein durch Kohlensäure in Meerwasser. ^[27] Kalksteinfelsen sind besonders anfällig für diese Art von Erosion. AttritionHier werden Partikel / Seelasten, die von den Wellen getragen werden, abgenutzt, wenn sie aufeinander und auf die Klippen treffen. Dies erleichtert dann das Abwaschen des Materials. Das Material endet als Schindel und Sand. Eine weitere bedeutende Erosionsquelle, insbesondere an den Karbonatküsten, ist das Bohren, Schaben und Mahlen von Organismen, ein Prozess, der als Bioerosion bezeichnet wird . ^[28]

Sediment wird entlang der Küste in Richtung der vorherrschenden Strömung transportiert ( Longshore-Drift ). Wenn die Aufwärtsströmung des Sediments geringer ist als die Menge, die weggetragen wird, tritt Erosion auf. Wenn die Sedimentmenge im Aufwind größer ist, neigen Sand- oder Kiesbänke dazu, sich infolge der Ablagerung zu bilden . Diese Ufer können langsam entlang der Küste in Richtung der Longshore-Drift wandern und abwechselnd Teile der Küste schützen und freilegen. Wo es eine Biegung in der Küste gibt, kommt es häufig zu einer Ansammlung von erodiertem Material, das ein langes, schmales Ufer (einen Spieß ) bildet. Gepanzerte Strände und untergetauchte Offshore- Sandbänkekann auch Teile einer Küste vor Erosion schützen. Im Laufe der Jahre, wenn sich die Untiefen allmählich verschieben, kann die Erosion umgeleitet werden, um verschiedene Teile des Ufers anzugreifen. ^[29]

Die Erosion einer Küstenoberfläche, gefolgt von einem Abfall des Meeresspiegels, kann zu einer charakteristischen Landform führen, die als erhöhter Strand bezeichnet wird . ^[30]

Chemische Erosion

Chemische Erosion ist der Verlust von Materie in einer Landschaft in Form von gelösten Stoffen . Die chemische Erosion wird normalerweise aus den in Strömen gefundenen gelösten Stoffen berechnet. Anders Rapp war Pionier der Untersuchung der chemischen Erosion in seiner 1960 veröffentlichten Arbeit über Kärkevagge . ^[31]

Die Bildung von Dolinen und anderen Merkmalen der Karsttopographie ist ein Beispiel für extreme chemische Erosion. ^[32]

Gletscher

Gletscher erodieren vorwiegend durch drei verschiedene Prozesse: Abrieb / Scheuern, Zupfenund Eisstoß. Bei einem Abriebprozess kratzen Ablagerungen im Grundeis entlang des Bettes und polieren und bohren die darunter liegenden Steine, ähnlich wie Sandpapier auf Holz. Wissenschaftler haben gezeigt, dass neben der Rolle der Temperatur bei der Talvertiefung auch andere glaziologische Prozesse wie die Erosion talübergreifende Schwankungen kontrollieren. In einem homogenen Erosionsmuster des Grundgesteins wird ein gekrümmter Kanalquerschnitt unter dem Eis erzeugt. Obwohl der Gletscher weiterhin vertikal einschneidet, bleibt die Form des Kanals unter dem Eis schließlich konstant und erreicht eine U-förmige parabolische stationäre Form, wie wir sie jetzt in vergletscherten Tälern sehen. Die Wissenschaftler liefern auch eine numerische Schätzung der Zeit, die für die endgültige Bildung eines stetig geformten U-förmigen Tals erforderlich ist- ungefähr 100.000 Jahre. Im Gegensatz dazu ist bei einem schwachen Grundgestein (das Material enthält, das erodierbarer ist als die umgebenden Gesteine) das Ausmaß der Übervertiefung begrenzt, da die Eisgeschwindigkeiten und Erosionsraten verringert sind. ^[34]

Gletscher können auch dazu führen, dass beim Zupfen Felsbrocken abbrechen. Beim Eisstoß gefriert der Gletscher zu seinem Bett, und wenn er vorwärts schiebt, bewegt er große Schichten gefrorener Sedimente zusammen mit dem Gletscher an der Basis. Diese Methode erzeugte einige der vielen tausend Seebecken, die den Rand des kanadischen Schildes bedecken . Unterschiede in der Höhe der Gebirgszüge sind nicht nur das Ergebnis tektonischer Kräfte wie der Felshebung, sondern auch lokaler Klimaschwankungen. Wissenschaftler verwenden eine globale Analyse der Topographie, um zu zeigen, dass die Gletschererosion die maximale Höhe der Berge kontrolliert, da das Relief zwischen Berggipfeln und der Schneegrenze im Allgemeinen auf Höhen unter 1500 m beschränkt ist. ^[35] Die durch Gletscher weltweit verursachte Erosion erodiert Berge so effektiv, dass der Begriff Gletschersäge weit verbreitet ist, der die begrenzende Wirkung von Gletschern auf die Höhe von Gebirgszügen beschreibt. ^[36] Wenn Berge höher wachsen, ermöglichen sie im Allgemeinen mehr Gletschertätigkeit (insbesondere in der Akkumulationszone oberhalb der Höhe der Gletschergleichgewichtslinie), ^[37] was zu erhöhten Erosionsraten des Berges führt und die Masse schneller abnimmt, als dies durch isostatischen Rückprall möglich ist zum Berg. ^[38] Dies ist ein gutes Beispiel für eine negative Rückkopplungsschleife. Laufende Forschungen zeigen, dass Gletscher zwar dazu neigen, die Größe der Berge zu verringern, in einigen Gebieten jedoch Gletscher tatsächlich die Erosionsrate verringern können und als Gletscherpanzerung wirken . ^[36] Eis kann Berge nicht nur erodieren, sondern auch vor Erosion schützen. Je nach Gletscherregime können mit Hilfe von Eis auch steile Alpen im Laufe der Zeit erhalten werden. Wissenschaftler haben diese Theorie bewiesen, indem sie acht Gipfel des nordwestlichen Spitzbergens mit Be10 und Al26 beprobt haben. Dies zeigt, dass sich das nordwestliche Spitzbergen von einem Gletschererosionszustand unter relativ milden Gletschermaxima-Temperatur in einen Gletscherpanzerungszustand verwandelt hat, der währenddessen von kaltem Schutzeis besetzt ist viel kältere Gletschermaxima-Temperaturen im Verlauf der quaternären Eiszeit. ^[39]

Diese Prozesse, kombiniert mit Erosion und Transport durch das Wassernetz unter dem Gletscher, hinterlassen Gletscherlandformen wie Moränen , Drumlins , Bodenmoränen (bis), Kames, Kame-Deltas, Moulins und Gletscherfehler in ihrem Kielwasser, typischerweise am Ende oder während des Gletscherrückzugs . ^[40]

Die am besten entwickelte Morphologie des Gletschertals scheint auf Landschaften mit niedrigen Gesteinsanhebungsraten (weniger als oder gleich 2 mm pro Jahr) und hohem Relief beschränkt zu sein, was zu langen Umsatzzeiten führt. Wenn die Steigerungsraten des Gesteins 2 mm pro Jahr überschreiten, wurde die Morphologie des Gletschertals in der postglazialen Zeit im Allgemeinen signifikant verändert. Das Zusammenspiel von Gletschererosion und tektonischem Antrieb bestimmt den morphologischen Einfluss von Vergletschern auf aktive Orogene, indem sie sowohl ihre Höhe beeinflussen als auch die Erosionsmuster während nachfolgender Gletscherperioden über eine Verbindung zwischen Felshebung und Talquerschnittsform verändern. ^[41]

Überschwemmungen

Bei extrem hohen Flüssen werden Kolks oder Wirbel durch große Mengen schnell rauschenden Wassers gebildet. Kolks verursachen extreme lokale Erosion, pflücken das Grundgestein und erzeugen Schlagloch-ähnliche geografische Merkmale, die als Felsbecken bezeichnet werden . Beispiele sind in den Hochwasserregionen zu sehen, die aus dem Gletschersee Missoula resultieren , der die kanalisierten Krätze in der Region Columbia Basin im Osten Washingtons geschaffen hat . ^[42]

Winderosion

Winderosion ist eine wichtige geomorphologische Kraft, insbesondere in ariden und semi-ariden Regionen. Es ist auch eine Hauptquelle für Bodendegradation, Verdunstung, Wüstenbildung, schädlichen Staub in der Luft und Ernteschäden - insbesondere nachdem es durch menschliche Aktivitäten wie Entwaldung , Verstädterung und Landwirtschaft weit über die natürlichen Raten hinaus erhöht wurde . ^{[43] [44]}

Es gibt zwei Hauptarten der Winderosion: Deflation , bei der der Wind lose Partikel aufnimmt und abtransportiert; und Abrieb , bei dem Oberflächen abgenutzt sind, wenn sie von luftgetragenen Partikeln getroffen werden, die vom Wind getragen werden. Die Deflation wird in drei Kategorien unterteilt: (1) Oberflächenkriechen , bei dem größere, schwerere Partikel über den Boden gleiten oder rollen; (2) Salzbildung , bei der Partikel in kurzer Höhe in die Luft gehoben werden und über die Bodenoberfläche springen und salzen; und (3) Suspension, wo sehr kleine und leichte Partikel vom Wind in die Luft gehoben werden und oft über große Entfernungen transportiert werden. Die Versalzung ist für den größten Teil (50-70%) der Winderosion verantwortlich, gefolgt von der Suspension (30-40%) und dem anschließenden Kriechen der Oberfläche (5-25%). ^{[45] : 57 [46]}

Die Winderosion ist in trockenen Gebieten und in Zeiten der Dürre viel stärker. Beispielsweise wird in den Great Plains geschätzt, dass der Bodenverlust aufgrund von Winderosion in Dürrejahren bis zu 6100-mal höher sein kann als in feuchten Jahren. ^[47]

Massenbewegung

Massenbewegung ist die Abwärts- und Abwärtsbewegung von Gestein und Sedimenten auf einer geneigten Oberfläche, hauptsächlich aufgrund der Schwerkraft . ^{[48] [49]}

Massenbewegung ist ein wichtiger Teil des Erosionsprozesses und oft die erste Stufe beim Abbau und Transport von verwitterten Materialien in Berggebieten. ^{[50] : 93} Es bewegt Material von höheren zu niedrigeren Höhen, wo andere Erodiermittel wie Bäche und Gletscher das Material dann aufnehmen und in noch niedrigere Höhen bewegen können. Massenbewegungsprozesse finden immer kontinuierlich an allen Hängen statt; Einige Massenbewegungsprozesse wirken sehr langsam. andere treten sehr plötzlich auf, oft mit katastrophalen Folgen. Jede wahrnehmbare Abwärtsbewegung von Gestein oder Sediment wird häufig allgemein als Erdrutsch bezeichnet. Erdrutsche können jedoch viel detaillierter klassifiziert werden, was die für die Bewegung verantwortlichen Mechanismen und die Geschwindigkeit widerspiegelt, mit der die Bewegung stattfindet. Eine der sichtbaren topografischen Manifestationen einer sehr langsamen Form einer solchen Aktivität ist ein Geröllhang . ^{[ Zitat benötigt ]}

Ein Absacken tritt an steilen Hängen auf, die entlang bestimmter Bruchzonen auftreten, häufig in Materialien wie Ton , die sich nach ihrer Freisetzung recht schnell bergab bewegen können. Sie zeigen oft eine löffelförmige isostatische Vertiefung , in der das Material bergab zu rutschen beginnt. In einigen Fällen wird der Einbruch durch Wasser unter dem Hang verursacht, das ihn schwächt. In vielen Fällen ist es einfach das Ergebnis einer schlechten Technik entlang von Autobahnen, wo es regelmäßig vorkommt. ^[51]

Oberflächenkriechen ist die langsame Bewegung von Boden und Gesteinsresten durch die Schwerkraft, die normalerweise nur durch längere Beobachtung wahrnehmbar ist. Der Begriff kann jedoch auch das Rollen von abgelösten Bodenpartikeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,0 mm (0,02 bis 0,04 Zoll) durch Wind entlang der Bodenoberfläche beschreiben. ^[52]

Faktoren, die die Erosionsraten beeinflussen

Klima

Die Menge und Intensität der Niederschläge ist der Hauptklimafaktor für die Bodenerosion durch Wasser. Die Beziehung ist besonders stark, wenn starke Regenfälle zu Zeiten auftreten, an denen oder an Orten, an denen die Bodenoberfläche nicht gut durch Vegetation geschützt ist . Dies kann in Zeiten geschehen, in denen landwirtschaftliche Tätigkeiten den Boden kahl oder halbtrocken lassenRegionen, in denen die Vegetation von Natur aus spärlich ist. Die Winderosion erfordert starke Winde, insbesondere in Zeiten der Dürre, in denen die Vegetation spärlich und der Boden trocken ist (und daher erodierbarer ist). Andere klimatische Faktoren wie Durchschnittstemperatur und Temperaturbereich können aufgrund ihrer Auswirkungen auf die Vegetation und die Bodeneigenschaften ebenfalls die Erosion beeinflussen. Angesichts ähnlicher Vegetation und Ökosysteme wird in Gebieten mit mehr Niederschlag (insbesondere starkem Niederschlag), mehr Wind oder mehr Stürmen im Allgemeinen eine stärkere Erosion erwartet.

In einigen Gebieten der Welt (zB die mittleren Westen USA ), ist Niederschlag Intensität der primäre Faktor für Erosivität (für eine Definition von Erosivität Scheck, ^[53] ) mit höherer Intensität Niederschlägen im Allgemeinen in mehr Bodenerosion durch Wasser. Die Größe und Geschwindigkeit der Regentropfen ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Größere und schnellere Regentropfen haben eine größere kinetische Energie , und daher verdrängen ihre Auswirkungen Bodenpartikel um größere Entfernungen als kleinere, sich langsamer bewegende Regentropfen. ^[54]

In anderen Regionen der Welt (z. B. Westeuropa ) resultieren Abfluss und Erosion aus relativ geringen Intensitäten stratiformer Niederschläge , die auf den zuvor gesättigten Boden fallen. In solchen Situationen ist eher die Niederschlagsmenge als die Intensität der Hauptfaktor, der die Schwere der Bodenerosion durch Wasser bestimmt. ^[17]

In Taiwan , wo die Taifunhäufigkeit im 21. Jahrhundert erheblich zugenommen hat, wurde ein starker Zusammenhang zwischen der Zunahme der Sturmhäufigkeit und der Zunahme der Sedimentbelastung in Flüssen und Stauseen hergestellt, um die Auswirkungen des Klimawandels auf die Erosion hervorzuheben . ^[55]

Vegetative Abdeckung

Vegetation fungiert als Schnittstelle zwischen Atmosphäre und Boden. Es erhöht die Durchlässigkeit des Bodens für Regenwasser und verringert so den Abfluss. Es schützt den Boden vor Winden, was zu einer verringerten Winderosion sowie zu vorteilhaften Veränderungen des Mikroklimas führt. Die Wurzeln der Pflanzen binden den Boden zusammen und verweben sich mit anderen Wurzeln, wodurch eine festere Masse entsteht, die sowohl für Wasser ^[56] als auch für Winderosion weniger anfällig ist . Die Entfernung der Vegetation erhöht die Oberflächenerosionsrate. ^[57]

Topographie

Die Topographie des Landes bestimmt die Geschwindigkeit, mit der der Oberflächenabfluss fließt, was wiederum die Erosivität des Abflusses bestimmt. Längere, steilere Hänge (insbesondere solche ohne ausreichende Vegetationsbedeckung) sind bei starkem Regen anfälliger für sehr hohe Erosionsraten als kürzere, weniger steile Hänge. Steileres Gelände ist auch anfälliger für Schlammlawinen, Erdrutsche und andere Formen von Gravitationserosionsprozessen. ^{[54] : 28–30 [58] [59]}

Tektonik

Tektonische Prozesse steuern Raten und Erosionsverteilungen an der Erdoberfläche. Wenn die tektonische Wirkung dazu führt, dass ein Teil der Erdoberfläche (z. B. eine Bergkette) relativ zu den umliegenden Gebieten angehoben oder abgesenkt wird, muss dies notwendigerweise den Gradienten der Landoberfläche ändern. Da die Erosionsraten fast immer empfindlich auf die lokale Neigung reagieren (siehe oben), ändert dies die Erosionsraten im emporgehobenen Bereich. Aktive Tektonik bringt auch frisches, unbewittertes Gestein an die Oberfläche, wo es der Einwirkung von Erosion ausgesetzt ist.

Erosion kann jedoch auch tektonische Prozesse beeinflussen. Das Entfernen großer Gesteinsmengen aus einer bestimmten Region durch Erosion und deren Ablagerung an anderer Stelle kann zu einer Entlastung der unteren Kruste und des Mantels führen . Da tektonische Prozesse durch Gradienten im in der Kruste entwickelten Spannungsfeld angetrieben werden, kann diese Entlastung wiederum eine tektonische oder isostatische Anhebung in der Region verursachen. ^{[50] : 99 [60]}In einigen Fällen wurde die Hypothese aufgestellt, dass diese Zwillingsrückkopplungen dazu dienen können, Zonen mit sehr schneller Exhumierung tiefer Krustengesteine ​​unter Stellen auf der Erdoberfläche mit extrem hohen Erosionsraten zu lokalisieren und zu verbessern, beispielsweise unter dem extrem steilen Gelände von Nanga Parbat im westlichen Himalaya . Ein solcher Ort wurde als " tektonisches Aneurysma " bezeichnet. ^[61]

Entwicklung

Die Entwicklung des menschlichen Bodens in Formen wie der landwirtschaftlichen und städtischen Entwicklung wird als wesentlicher Faktor für die Erosion und den Sedimenttransport angesehen , was die Ernährungsunsicherheit verschärft . ^[62] In Taiwan kann der Anstieg der Sedimentfracht in den nördlichen, zentralen und südlichen Regionen der Insel anhand des Entwicklungszeitplans für jede Region im Laufe des 20. Jahrhunderts verfolgt werden. ^[55] Die absichtliche Entfernung von Boden und Gestein durch Menschen ist eine Form der Erosion, die als Lisasion bezeichnet wurde . ^[63]

Erosion in verschiedenen Maßstäben

Bergketten

Es ist bekannt, dass Gebirgszüge viele Millionen Jahre brauchen, um in dem Maße zu erodieren, in dem sie tatsächlich nicht mehr existieren. Die Gelehrten Pitman und Golovchenko schätzen, dass es wahrscheinlich mehr als 450 Millionen Jahre dauert, um eine dem Himalaya ähnliche Bergmasse in eine fast flache Peneplain zu erodieren, wenn sich der Meeresspiegel nicht wesentlich ändert . ^{[64] Durch die} Erosion von Bergmassiven kann ein Muster von gleich hohen Gipfeln erzeugt werden, das als Gipfelkonformität bezeichnet wird . ^[65] Es wurde argumentiert, dass die Ausdehnung während des postorogenen Kollapses ein wirksamerer Mechanismus zur Verringerung der Höhe orogener Berge ist als die Erosion. ^[66]

Beispiele für stark erodierte Gebirgszüge sind die Timaniden in Nordrussland. Durch die Erosion dieses Orogens sind Sedimente entstanden , die heute auf der osteuropäischen Plattform gefunden werden , einschließlich der kambrischen Sablya-Formation in der Nähe des Ladogasees . Untersuchungen dieser Sedimente zeigen, dass es wahrscheinlich ist, dass die Erosion des Orogens im Kambrium begann und sich dann im Ordovizier verstärkte . ^[67]

Böden

Wenn die Erosionsrate höher ist als die Bodenbildungsrate, werden die Böden durch Erosion zerstört. ^[68] Wenn der Boden nicht durch Erosion zerstört wird, kann die Erosion in einigen Fällen die Bildung von Bodenmerkmalen verhindern, die sich langsam bilden. Inceptisole sind häufige Böden, die sich in Gebieten mit schneller Erosion bilden. ^[69]

Während die Erosion von Böden ein natürlicher Prozess ist, haben die menschlichen Aktivitäten um das 10- bis 40-fache der weltweiten Erosionsrate zugenommen. Übermäßige (oder beschleunigte) Erosion verursacht sowohl "vor Ort" als auch "außerhalb" Probleme. Zu den Auswirkungen vor Ort zählen ein Rückgang der landwirtschaftlichen Produktivität und (in Naturlandschaften ) ein ökologischer Zusammenbruch , beide aufgrund des Verlusts der nährstoffreichen oberen Bodenschichten . In einigen Fällen ist das Endergebnis eine Wüstenbildung . Off-Site-Effekte umfassen die Sedimentation von Wasserstraßen und die Eutrophierung von Gewässern sowie sedimentbedingte Schäden an Straßen und Häusern. Wasser- und Winderosion sind die beiden Hauptursachen fürLandverschlechterung ; Zusammen sind sie für etwa 84% des weltweiten Ausmaßes an degradiertem Land verantwortlich, was übermäßige Erosion zu einem der größten Umweltprobleme macht . ^{[10] [70]}

In den Vereinigten Staaten müssen Landwirte, die stark erodierbares Land bewirtschaften, einen Schutzplan einhalten, um für bestimmte Formen der landwirtschaftlichen Unterstützung in Frage zu kommen. ^[71]

Folgen der vom Menschen verursachten Bodenerosion

Siehe auch

Verweise

Weiterführende Literatur

Externe Links

• Die Bodenerosionsstelle
• Internationale Vereinigung für Erosionsschutz
• Bodenerosionsdaten im Europäischen Bodenportal
• USDA Nationales Bodenerosionslabor
• Die Boden- und Wasserschutzgesellschaft