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Verwitterung,

 

die Zerstörung und/oder Veränderung von Mineralen und Gesteinen an oder nahe der Erdoberfläche durch exogene (von außen einwirkende) Kräfte. Nach den vorherrschenden Faktoren unterscheidet man zwischen physikalischer, chemischer und biologischer Verwitterung.

 

Durch physikalische Verwitterung (mechanische Verwitterung) wird das Gestein ohne wesentliche chemische Veränderung in seine Bestandteile zerlegt. Bei der Temperaturverwitterung (Insolationsverwitterung) ist die unterschiedliche Volumenänderung der verschiedenen Minerale und Gesteine bei Temperaturwechsel der ausschlaggebende Faktor. In Gesteinsspalten gefrierendes Wasser oder auskristallisierende Salze führen infolge der Volumenvergrößerung zu Frostsprengung beziehungsweise Salzsprengung. Tiefere Einwirkung haben Druckentlastungsklüfte (Kluft).

 

Durch die chemische Verwitterung wird das Gestein entweder gelöst oder durch Umsetzung in andere Verbindungen übergeführt. Voraussetzung dazu ist das Vorhandensein von Wasser, dessen Lösungskraft durch in ihm gelöste oder in Luft und Boden enthaltene Säuren, Basen, Salze oder Gase (v. a. Kohlendioxid) gesteigert sein kann. Leicht lösliche Salze und Gesteine (Steinsalz, Gips) unterliegen der Lösungsverwitterung, v. a. der Subrosion. Die weit verbreitete Verkarstung (Karst) ist Folge der Kohlensäureverwitterung. In stark industrialisierten Gebieten bewirkt die auf Luftverunreinigungen durch Umweltverschmutzung zurückgehende und besonders durch Schwefeldioxid ausgelöste Rauchgasverwitterung (Rauchschäden) Zerstörungen an Bauwerken und Denkmälern, einhergehend mit Ausblühungen 1) an den befallenen Gebäuden. Der in Wasser enthaltene Luftsauerstoff führt v. a. in den oberen Bodenmetern zur Oxidationsverwitterung, die aber spätestens an der Grundwasseroberfläche endet. Oxidiert werden besonders Eisen-, Mangan- und Schwefelverbindungen, was zur Bildung von Erzlagerstätten führen kann (Oxidationszone). Die Anlagerung von Wassermolekülen an Minerale (Hydratation) hat auch physikalische Folgen (Sprengwirkung). Nahezu unbeeinflusst von den bisher genannten Verwitterungsarten bleiben die Silikate. Diese werden bei der hydrolytischen Verwitterung durch dissoziiertes Wasser zersetzt, wobei Kieselsäure kolloidal in Lösung geht; sie ist je nach Klima verschieden, z. B. allitisch oder siallitisch.

 

Die biologische Verwitterung, verursacht durch Pflanzen und Tiere, ist teils physikalisch (physikalisch-biologische Verwitterung) bedingt, z. B. durch die Sprengwirkung von Wurzeln (als Folge des Turgordrucks) und die grabende Tätigkeit vieler Tiere, teils chemisch (biochemische Verwitterung), v. a. durch die ätzende Wirkung von Säuren (v. a. Huminsäuren), die von Wurzeln, Bakterien, Flechten, Ameisen, Termiten u. a. ausgeschieden werden, teils mechanisch-chemisch wie z. B. durch marine Bohrmuscheln.

 

Auch untermeerisch findet Verwitterung statt (Halmyrolyse). Art und Intensität der Verwitterung sind von Gesteinsart und Klima abhängig. Dasselbe Gestein kann in verschiedenen Klimaten unterschiedlich verwittern. In ariden und kalten Klimaten herrscht die physikalische, in humiden, besonders warm-humiden Klimaten die chemische Verwitterung vor. Allerdings wirken meist beide Verwitterungsarten zusammen. Neben der Oberflächenverwitterung wirkt die Tiefenverwitterung, die v. a. chemisch bedingt ist und in den immerfeuchten Tropen bis in mehrere 100 m Tiefe reicht. Die Verwitterung ist die Voraussetzung für die Abtragung und für die Neubildung von Sedimentgesteinen, dadurch für die Gestaltung der Erdoberfläche, und nicht zuletzt für die Bodenbildung (u. a. Entstehung von Tonmineralen). Verwitterungsbedingte geomorphologische Erscheinungen sind u. a. Abgrusung, Vergrusung, Blockmeer, Tafoniverwitterung, Wabenverwitterung, Wollsackverwitterung, Krustenbildung, Kernsprung.

 

Literatur: Boden, Geomorphologie.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

Boden: Bildung und Entwicklung