Geowissenschaft

Bachquelle

Erosion und Ablagerung durch Flüsse und Bäche

Erosion durch Abfluss

Wenn sich Bäche über den Boden bewegen, transportieren sie verwittertes Material. Die Flüsse erodieren ständig Material von ihren Ufern, besonders entlang der Außenkurven von Mäandern. Einige dieser Materialien werden in Lösung transportiert. Viele Mineralien sind ionische Verbindungen, die sich leicht in Wasser auflösen, so dass das Wasser diese Elemente als Teil der gelösten Fracht, die der Fluss mit sich führt, ins Meer transportiert. Wenn Grundwasser durch Boden- und Gesteinsschichten sickert, lösen sich die Mineralien und werden mitgerissen. Der größte Teil der gelösten Bestandteile, die die Flüsse mit sich führen, stammt aus dem Grundwasser. Sobald sich ein Element vollständig aufgelöst hat, wird es wahrscheinlich in den Ozean getragen, unabhängig von der Fließgeschwindigkeit des Flusses. Unter Umständen kann das Flusswasser mit gelösten Stoffen gesättigt sein, so dass Elemente dieser Mineralien aus dem Wasser ausfallen, bevor sie den Ozean erreichen.

Eine andere Art, wie Flüsse und Bäche verwittertes Material transportieren, ist die Schwebefracht. Dabei handelt es sich um Gesteinsbrocken, die beim Fließen des Flusses als Feststoffe mitgeführt werden. Im Gegensatz zu gelösten Stoffen wird die Größe der Partikel, die als Schwebstoffe transportiert werden können, durch die Fließgeschwindigkeit des Flusses bestimmt. Je schneller ein Fluss fließt, desto größere Partikel kann er mitnehmen. Je größer die Partikel sind, die von einem Fluss transportiert werden können, desto größer ist die Kompetenz des Flusses. Wenn ein Bach ein starkes Gefälle hat, ist seine Fließgeschwindigkeit höher, was bedeutet, dass er größere Materialien in der Schwebe halten kann. Bei Hochwasser fließen die Flüsse viel schneller und verursachen mehr Erosion, weil das zusätzliche Wasser die Fließgeschwindigkeit des Flusses erhöht. Sand-, Schlick- und Tonpartikel machen im Allgemeinen die Schwebstofffracht eines Flusses aus (Abbildung 10.2). Wenn ein Fluss langsamer wird, entweder weil das Gefälle des Flusses abnimmt oder weil der Fluss über die Ufer tritt und sein Gerinne verbreitert, lagert der Fluss die größten Partikel, die er transportiert hat, zuerst ab.

Die letzte Art, wie Flüsse und Bäche verwittertes Material transportieren, ist als Geschiebe. Das bedeutet, dass das Wasser im Fluss zwar in der Lage ist, diese Partikel anzustoßen und mitzuschieben, aber nicht in der Lage ist, sie aufzunehmen und kontinuierlich zu transportieren. Der Name Geschiebe rührt daher, dass diese Partikel beim Fließen des Wassers entlang des Bachbetts geschoben und gerollt werden. Gelegentlich wird ein größeres Teilchen in den Hauptteil der Strömung geschleudert, aber dann setzt es sich wieder im Bachbett ab, weil es zu schwer ist, um im Wasser zu bleiben. Dies wird als Saltation bezeichnet, die wir später in diesem Kapitel im Zusammenhang mit dem Transport von Partikeln durch den Wind kennen lernen werden. Fließgewässer mit hohen Fließgeschwindigkeiten und steilem Gefälle senken sich in hohem Maße in das Bachbett ab, was in erster Linie durch die Bewegung von Partikeln geschieht, die das Geschiebe bilden. Die Partikel, die das Geschiebe eines Baches bilden, bewegen sich nicht kontinuierlich, sondern in kleinen Schritten oder Sprüngen, wobei sie zwischendurch stehen bleiben.

Bach- und Flußerosion

Wenn ein Bach das Wasser von hohen Erhebungen, wie den Bergen, zu niedrigen Erhebungen, wie dem Meer, das auf Meereshöhe liegt, bewegt, ändert sich die Arbeit des Baches. In hohen Lagen sind die Bäche nur noch Anfangsströme, die kleine Kanäle und ein starkes Gefälle haben. Das bedeutet, dass der Bach eine hohe Geschwindigkeit hat und viel Arbeit bei der Erosion seines Flussbettes leistet. Je höher die Höhe, desto weiter ist der Bach von der Stelle entfernt, an der er schließlich ins Meer mündet. Als Basisniveau bezeichnet man die Stelle, an der ein Bach auf den Meeresspiegel oder auf stehendes Wasser wie einen See oder den Ozean trifft. Wenn sich ein Fluss aus hohen Gebirgsregionen in niedrigere Gebiete bewegt, die näher am Meeresspiegel liegen, befindet er sich näher am Grundwasserspiegel und erodiert eher die Uferränder als dass er sich in sein Flussbett eingräbt. An einem bestimmten Punkt in den meisten Bächen gibt es Kurven oder Biegungen im Bachlauf, die Mäander genannt werden (Abbildung 10.3). Der Strom erodiert Material entlang seiner äußeren Ufer und lagert Material entlang der Innenkurven eines Mäanders ab, während er zum Meer fließt (Abbildung 10.4). Dies führt dazu, dass diese Mäander im Laufe der Zeit seitlich verlagert werden. Durch die Erosion der Außenkante der Flussufer entsteht eine Aue, ein flaches, ebenes Gebiet, das den Flusskanal umgibt.

Stream and River Deposition

Wenn sich ein Fluss dem Meer nähert, ist er sehr nahe an seinem Grundniveau und lagert nun mehr Material ab als er erodiert. Wie du gerade gelernt hast, lagert ein Fluss unter anderem an den Innenkanten von Mäandern Material ab. Wenn Sie jemals nach Gold oder nach Artefakten einer älteren Stadt oder Zivilisation suchen wollen, werden Sie diese Ablagerungen durchsuchen. Gold ist eines der dichtesten Elemente auf der Erde. Flüsse sind faul und wollen nie mehr Material als unbedingt nötig mit sich führen. Die schwersten und größten Partikel werden zuerst abgeworfen, weshalb man in einer Bachablagerung Gold finden kann. Stellen Sie sich vor, Sie müssten alles, was Sie für eine Woche brauchen würden, viele Kilometer weit tragen. Am Anfang macht dir das Gewicht dessen, was du trägst, vielleicht gar nichts aus, aber wenn du müde wirst, wirst du versuchen, die schwersten Dinge, die du trägst, zuerst abzulegen!

Wenn ein Fluss Hochwasser führt oder sein Gerinne überläuft, ist das Gebiet, in dem der Strom fließt, plötzlich viel breiter und flacher, als es war, als er noch in seinem Gerinne war. Dadurch verlangsamt sich die Fließgeschwindigkeit des Baches und ein Großteil seiner Last fällt ab. Die Landwirte, die die Überschwemmungsgebiete am Nil nutzen, sind auf diese Ablagerungen angewiesen, um ihre Felder mit Nährstoffen zu versorgen, wenn der Fluss jedes Jahr über die Ufer tritt. Bei Hochwasser bildet ein Fluss auch natürliche Dämme, da die größten Partikel einen höheren Bereich an den Rändern des Flusskanals bilden (Abbildung 10.5).

Wenn ein Fluss entweder auf stehendes Wasser oder auf fast ebenes Gelände trifft, lagert er seine Fracht ab. Geschieht dies im Wasser, kann ein Fluss ein Delta bilden. Von seinem Quellgebiet in den Bergen trägt der Fluss über viele Kilometer hinweg das erodierte Material mit sich, aus dem sich seine Last zusammensetzt. Plötzlich verlangsamt der Fluss seine Geschwindigkeit enorm und wirft die enorme Ladung an Sedimenten ab, die er transportiert hat. Deltas sind relativ flache, oft dreieckige Ablagerungen von Sedimenten, die dort entstehen, wo ein großer Fluss auf den Ozean trifft. Der Name Delta leitet sich von dem griechischen Großbuchstaben delta ab, der ein Dreieck darstellt, auch wenn nicht alle Deltas diese Form haben. Ein dreieckiges Delta entsteht, wenn sich der Hauptstromkanal in viele kleinere Nebenflüsse aufspaltet. Wenn sich das Gerinne hin- und herbewegt und dabei Sedimente abwirft und sich an eine neue Stelle des Gerinnes bewegt, bildet sich eine breite dreieckige Ablagerung.

Es gibt drei Arten von Betten, aus denen ein Delta besteht (Abbildung 10.6). Die ersten Partikel, die abgeworfen werden, sind die gröbsten Sedimente, und diese bilden schräge Schichten, die Vorbecken genannt werden und den vorderen Rand des Deltas ausmachen. Weiter draußen, in ruhigerem Wasser, bilden leichtere, feinkörnigere Sedimente dünne, horizontale Schichten. Diese werden Bottomset beds genannt. Bei Hochwasser kann das gesamte Delta von feineren Sedimenten bedeckt werden, die das bestehende Delta überlagern. Diese werden als Topset beds bezeichnet. Sie bilden sich zuletzt und liegen über dem Rest des Deltas.

Nicht alle großen Flüsse bilden Deltas, wenn sie auf das Meer treffen. Ob sich ein Delta bildet, hängt von der Wirkung von Wellen und Gezeiten ab. Wenn es sich um ruhiges Wasser wie einen Golf oder ein flaches Meer handelt, kann sich ein Delta bilden. Wenn die Sedimente weggeschwemmt werden, bildet sich kein Delta. Wenn ein Fluss oder Strom plötzlich fast flaches Gelände erreicht, wie ein breites flaches Tal oder eine Ebene, bildet sich ein Schwemmfächer an der Basis des Hanges (Abbildung 10.7). Ein Schwemmfächer ist eine gekrümmte, fächerförmige Ablagerung von groben Sedimenten, die abfallen, wenn der Fluss plötzlich an Geschwindigkeit verliert. Der Fächer breitet sich in einer Kurve in Richtung des flachen Landes aus, da sich viele Flusskanäle über die gekrümmte Oberfläche des Schwemmfächers bewegen und bei der Ablagerung von Sedimenten viele Kanäle bilden und wieder freigeben. Schwemmfächer bilden sich im Allgemeinen in eher trockenen Regionen.

Zusammenfassung der Lektion

• Flüsse und Bäche erodieren das Land, während sie sich von höheren Lagen zum Meer bewegen.
• Erodierte Materialien können in einem Fluss als gelöstes, schwebendes oder geschüttetes Material transportiert werden.
• Ein Fluss erodiert das Land tief, wenn er sich weit von seinem Grundwasserspiegel entfernt, der Höhe, in der er in stehendes Wasser wie das Meer eintritt.
• Wenn ein Fluss Biegungen entwickelt, die Mäander genannt werden, bildet er ein breites, flaches Gebiet, das als Aue bekannt ist.
• Am Ende eines Flusses kann sich ein Delta oder ein Schwemmfächer bilden, wo der Fluss einen Großteil der Sedimente, die er mit sich führt, abwirft.