Pedosphäre

Pedosphäre ETHZ, HS13

Pedosphäre ETHZ, HS13

Tim Schär

Tim Schär

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Langue Deutsch
Catégorie Géographie
Niveau Université
Crée / Actualisé 28.07.2014 / 16.07.2020
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Was ist die Pedosphäre?

Äusserste Schicht der Erdkruste ("Boden"); Überschneidungszone von Hydrosphäre, Atmosphäre, Lithosphäre und Biosphäre

Bodenbildende Prozesse

Ausgangsgestein wird durch Wasser, Luft, Pflanzen, Lebewesen phys. und chem. verwittert; Tote Lebewesen werdem abgebaut und zu Humus umgewandelt; Verlagerungsprozesse im Profil/Landschaft => Ab/Anreicherungen; Boden wird vermischt/strukturiert

Bodenbildende Faktoren

Gestein; Klima; Vegetation; Relief; Zeit

Ecosystem services von Böden

Regelungsfunktionen, Speicher, Filter, Puffer, Transformator; Lebensraumfunktion; Wirtschaftliche Funktionen; Wissenschaftliche/kulturelle Funktionen

Funktion von Böden: Regelungs- /Speicher- /Filter- /Puffer- /Transformatorfunktion

Speicherung von Wasser, Nährstoffe, Schadstoffe; Transformation organischer Stoffe; Pufferung/Regelung von Wasser und gelösten Stoffen; Quellen/Senke Spurengasen

Funktion von Böden: Lebensraumfunktion

Grosse Zahl an Organismen; Grundlage aller terrestrischer Ökosysteme; Schutz der Biodiversität => konsequenter Bodenschutz; Seltene Standorte (z.B. Nährstoffarme) auch schützenswert

Funktion von Böden: Wirtschaftliche Funktion

Wichtiger Produktionsfaktor in Land-/ Forstwirtschaft; Rohstofflieferant (Ton, Sand, Kies); Siedlungsfläche; Erholungsfläche; Industrie/Gewerbe; Verkehrswege

Funktion von Böden: Wissenschaftliche/kulturelle Funktion

Wertvolles Archiv der Natur- und Kulturgschichte => Einflüsse des Menschen; Archäologie, Klimaforschung, Geomorphologie, Kulturgeschichte

Problem der Nutzungskonkurrenz

Einige Funktionen können parallel erfüllt werden (Forst/Erholung), andere gehen schlecht (Siedlung/Landwirtschaft); Knappheit der Böden, Resource nicht vermehrbar!; Irreversible Nutzungsformen (Problem Industrie rückführen auf Landwirtschaft)

Bedeutung von mineralischen Bestandteilen in Böden

Beeinflussen Porengefüge; Mechanischer Halt für Pflanzen; beeinflussen phys. und chem. Eigenschaften des Bodens; Quelle/Speicher von Nährstoffen; Indikatoren für abgelaufene Verwitterungsprozesse

Magmatite

Abkülung von Magma; An Erdoberfläche (Ergussgesteine, Effusivgesteine, Vulkanite) oder im oberen Erdmantel (Tiefengesteine, Intrusivgesteine, Plutonite

Metamorphite

Durch Druck/Temperatur aus Magmatiten/Sedimenten

Sedimente

Durch Erosion von Böden, Biogenes Material und mineralische Partikel durch Wind/Wasser abtransportiert und wieder sedimentiert; Auch gelöste Stoffe werden ausgewaschen und gelangen über Flüsse in die Meere und fallen dort aus und machen Sedimente; Aus Lockersedimenten unter Druck zu harten Sedimentgesteinen (Diagenese); Sehr oft Ausgangsmaterial für Bodenbildung

Lithologischer Kreislauf

Bild

Eigenschaften von Intrusivgesteinen

langsam angekühlt in oberem Erdmantel => grobkörniger (mehr Zeit für Bildung grosser Kristalle); verwittern physikalisch leichter (Temperatursprengung, Frostsprengung)
 

Eigenschaften von Intrusivgesteinen

langsam angekühlt in oberem Erdmantel => grobkörniger (mehr Zeit für Bildung grosser Kristalle); verwittern physikalisch leichter (Temperatursprengung, Frostsprengung)
 

Eigenschaften von Intrusivgesteinen

langsam angekühlt in oberem Erdmantel => grobkörniger (mehr Zeit für Bildung grosser Kristalle); verwittern physikalisch leichter (Temperatursprengung, Frostsprengung)
 

Eigenschaften von Intrusivgesteinen

langsam angekühlt in oberem Erdmantel => grobkörniger (mehr Zeit für Bildung grosser Kristalle); verwittern physikalisch leichter (Temperatursprengung, Frostsprengung)
 

Eigenschaften von Intrusivgesteinen

Langsam in oberem Erdmantel abgekühlt => grobkörniger (mehr Zeit für Bildung grosser Kristalle); verwittern physikalisch leichter (Temperatursprengung, Frostsprengung)

Beispiele von Intrusivgesteinen

Granite (sauer); Grano-Diorite (intermediär); Gabbros (basisch)

Eigenschaften von Effusivgesteinen

an Oberfläche abgekühlt => feinkörniger (wenig Zeit für Bildung grosser Kristalle); bei extrem schneller Abkühlung porös, hohe Anteile vulkanischer Gläser; Verwitterung sehr unterschiedlich, je nach Porosität

Beispiele von Efuusivgesteinen

Rhyolite (sauer); Andesite (intermediär); Basalte (basisch)

Unterteilung nach Si-Gehalt

sauer (>65% SiO2, >30% Si); intermediär (52-65% SiO2, 24-30% Si); basisch(45-52% SiO2, 21-24% Si); ultrabasisch (<45% SiO2, <21% Si)

Saure Gesteine

Si-reich, hell gefärbt; viel Quarz und Alkalifeldspäte und Glimmer (Biotite, Muskovite); Es entstehen saure und nährstoffarme Böden

Beispiele Saure Gesteine

Granite (intrusiv); Rhyolithe (effusiv)

Basische Gesteine

Si-arm, dunkel gefärbt; enthalten Ca-Feldspäte, Pyroxene, Amphibole, Olivine; es entstehen wenig stark saure nährstoffreichere Böden

Beispiele Basische Gesteine

Gabbros (intrusiv); Basalte (effusiv)

Ultrabasische Gesteine

sehr Si-arm, dunkel gefärbt; enthalten Olivine, Pyroxene, Serpentine, reich an Mg, Fe; Beispiel Peridotit

Siliziklastische Sedimentgesteine

verfestigt; Tonsteine, Sandsteine; Breccien; Konglomerate; Arkosen; Grauwacken

Carbonatische Sedimentgesteine

verfestigt; Kalksteine; Dolomite; Mergelsteine

Quartäre Lockersedimente

locker; Löss; Flugsande; Sedimente in Flusstälern/Küsten; Kolluvien; Glazigene Sedimente; Fliesserden, Solifluktionsschutt

Metamorphe Gesteine

Metamorphose bei 100-1000 °C und/oder 20 kbar; Mineralzusammensetzung und Textur werden verändert; bevorzugte Wachstumsrichtung von Kristallen => Schieferung (Schiefer), Bänderung (Gneis); Orthogesteine (aus magmatischen Gesteinen), Paragesteine (aus Sedimentgesteinen)

Besipiele für Metamorphose

Ton => Tonschiefer => Glimmerschiefer => Paragneis; Granit => Orthogneis; Kalkstein => Marmor

Korngrössenklassen

Feinerde (<2mm); Bodenskelett (>2mm); Ton (<2µm), Schluff (2 - 50µm), Sand (50 - 2000µm); Kies (0.2 - 5cm); Steine (5 - 20cm), Blöcke (>20cm)

Herkunft der Mineralien in Böden

Primär aus Ausgangsgesteine; Sekundär durch chemische Verwitterung

Primäre Mineralien

entstehen durch Abkühlung von magmatischen Schmelzen; Grössere Partikel in Böden aus primären Mineralien; Beispiele Quarz, Feldspäte, Glimmer

Sekundäre Mineralien

Partikel sind klein und dominieren in feinen Fraktionen der Böden; Beispiele Tonminerale, Fe-Oxide, Hyroxide

Wichtigste Elemente in Erdkruste

O, Si, Al; Fe, Mg, Ca, Na, K

Vernetzung der Si-Tetraeder

O-Atome werden geteilt; zum Teil Si4+ durch Al3+ ersetzt (isomorpher Ersatz) => Einbau weiterer Kationen (wegen Ladung), z.B. K+, Na+, Mg2+

Einteilung der Silikate nach Vernetzung

Inselsilikate, SiO44-, O/Si=4.0 (Olivine); Kettensilikate, SiO32-, O/Si=3.0 (Pyroxene); Bandsilikate, Si4O116-, O/Si=2.75 (Amphibole); Schichtsilikate, Si2O52-, O/Si=2.5 (Glimmer); Gerüstsilikate, SiO2, O/Si=2.0 (Quarz, Feldspäte)