Pedosphäre (mineralische Bestandteile)

Mineralien kristalisieren bei unterschiedlichen Temperaturen aus (magmatische Differentation und fraktionierte Kristallisation)

Erdkruste~8%, Erdoberfläche~75% =>sehr wichtig für Bodenbildung

1.Bodenbildung->Ersion->Transport Partikel(Wasser;Wind)->Ablagerung/SEdimentation --> Diagenese

2.Bodenbildung->Auswaschung von Lsg.produkten->Transport Ionen->Ausfällung-(>Diagonese)

Siliziklastische Sedimentgesteine: phys./chem. Verwitterung -> Erosion(Wind->Sortierung; Wasser-> Abrundung, Zerkleinerung & Sortierung; Gletscher -> keine Abrundung & Sortierung)->Sedimentation(->Diagonese)
Gesteinsarten: Konglomerate(Steiene 5-200mm), Sandstein (Sand50-200um),Tonsteine/Schieferton(Ton<2um)

Carbonatische Sedimentgesteine: chem.Verwitterung->Auswaschung->Transport Ionen (z.B. Ca²⁺ ) -> chem ./biogene Ausfällung
=> oft nur 1Mineral
Gesteinsarten: Evaporite, Kalkstein, Dolomite, Mergelsteine 

Quartäre Lockersedimente: -> nicht verfestigt wie die anderen Beiden.
--> Windverfrachtung: Löss = schlssfreiches, carbonathaltiges Lockersediment, verbreitet in Periglazialen Gebieten
--> Windverfrachtung: Flugsande = als Decken oder Hygelsysteme verbreitete, sehr quarzreiche Sedimente, Vorkommen an Küsten und Talrändern
--> Sedimente in Flusstäler und Küsten: Kiesablagerungen, Schoetter, Marschen (sandige & tonige Ablagerungen)
--> Kolluvien (=das Zusammengeschwemmte): junge holozäne sedimente wechselnder Körnung --> als folge von Erosion an Hangfüssen und Talrändern abgelagert
--> Fliesserden bzw. Solifluktionsschutt (Lockersedimente, Steine oft Hangparallel eingeregelt)
 

=>nicht verfestigte Sedimente

z.B. Löss(durch Wind verfrachted,schluffig,meist Kalkhaltig,sehr fruchtbar,sehr Erosions gefährdet)

        Flugsande(Dünen,reich an Quarz)

        Moränen(glaziale sedimente,sortiert)

Abhängig von Ausgangsgestein und dem Verlauf der T/P- Bedingungen, denen das Gestein ausgesetzt war. Häufig auch Einfluss von Fluiden (hydrothermale Lösungen).

Merkmale:oft gleiche Mineralien wie in Magmatiten jedoch auch welche die vorwiegend oder ausschliesslich in Metamorphiten vorkommen,Bänderung(Gneis) oder Schieferung(Schiefer) durch bevorzugte Kristallisationsrichtung

Orthogesteine->aus magmatischen Gesteinen
Paragesteine-> aus Sedimentgesteinen

z.B. Ton->Tonschiefer->Glimmerschiefer->Paragneis

        Kalkstein->Marmor

        Sandstein->Quarzite

        Granit->(Ortho-)Gneis

==>Einteilung durch ihre Entstehungsart(direkt aus dem Muttergestein oder durch Verwitterung)

pimäre Min.:unter hohem Druck oder Temperatur(abkühlen von Magma),Bestandteil von Metamorphiten&Magmatiten,vorallem in Sand und Schluff zu finden(grosse Fraktionen)
=>Quarz, Feldspäte,Glimmer Olivine,Amphibole, Pyroxene

sekundäre Min.:durch chem. Verwitterung von prim.Mineralien (Atmos. Druck&Temperatur),kleine Partikel->feine fraktion der Böden(Tonfraktion)
=>Tonminerale(Vermeculit,Kaolinit),Fe-Oxide&Hydroxide(Hämetit,Goethit) und Al-Hydroxide(Gibbsit)

82Gew.%->O,Si und Al
5.1Gew%->Fe(2) und Fe(3) gering!
11.3Gew%->Mg,Ca,Na und K
~1.6Gew%->Spurenelemente&C

==>wichtigsten Mineralien sind Silikate danach Carbonate und dan Fe-Oxide

Baustein:SiO₄^-4Orthosilikat-Anion(Si und 4O Atomen;Schichtsilikate noch Al,Mg oder Fe(2)dazu->oktraedisch)

Verknüpfungen durch teilen von O-Atomen=>Grad der Verknüpfung liefert Einteilung

ein Teil der Si⁴⁺ kann in den Gittern durch Al³⁺ersetzt werden(isomorpher Ersatz)->negative Ladung des Gitters zum Ausgleich werden Kationen eingebaut=>vermindert jedoch die Verwitterungsstabilität

==>nach Vernetzungsgrad!

(Pfeile zeigen Ausbreitungsrichtung)

Insel-,Ketten- und Schichtsilikate: reich an Fe(2),Mg,Ca->basische und ultrabsaische Gesteine,verwittern leicht->nur in jungen Böden

Gerüstsilikate: felsische Minerale->Si-reich->saure Gesteine,eher verwitterungsresistent

Grafik wird an Prüfung gegeben

primär Mineral
SiO₂Gerüstsilikat                                 
kein isomorpher Ersatz->sehr verwitterungsresistent
Hauptkomponente in Sand- und Schluffraktonen

primär Mineral
Gerüstsilikat
isomorpher Ersatz an jeder zweite oder vierte Stelle->Ladungsausgleich durch Na,Kund Ca-Ionen(Nährstoffquellen für Pflanzen durch Verwitterung)
in vielen Gesteinen,in Sand-und Schluffraktion
K-Na haltige feldspäte=Alkalifeldspäte und Ca-Na haltiege=Plagioklase

primär Mineral
2:1Schichsilikat(Mica)
Elementarschicht aus Sandwich von 2Si-Tetraederschichten und einer Oktraederschicht,isomorpher Ersatz in allen Schichten->K-Ionen Einlagerung

=>Muskovit(hell,gut spaltbar entlang der Schichten,schlecht verwitterbar->K-Ionen werden nur langsam
    pflanzenverfügbar)

    Biotit(dunkel,verwittert leicht->K-Ionen schnel verfügbar,durch Verwitterung Fe(2)->Fe(3)->Verbraunung des Bodens), Biotit wichtige K und Mg Quelle

Olivine: primär Mineral, Inselsilikat, sehr leicht verwitterbar (=>Forsterit)

Amphibole: primär Mineral, Bandsilikat,leicht verwitterbar (=>Hornblende)

Pryoxene:primär Mineral, Kettensilikat, leicht verwitterbar (=>Augit)

Alle 3 sind Hauptbestandteile von basischen-ultrabasischen Gesteinen, durch Verwitterung werden Mg,Ca und Fe frei für Pflanzen, Fe trägt weiter zur Verbraung des Bodens bei

sekundär Mineral
Schichsilikate mit Si-Tetraedern und Al-Oktraedern->2:1, 1:1 oder 2:1:1
plättchen- oder röhrenförmig (sehr klein)
grosse spezifische Oberfläche
durch isomorphen Ersatz Oberfläche ständig negativ geladen->durch Kationenabsorbtion ausgeglichen
verleihen Böden Plastizität,Quellfähigkeit und Fähigkeit zur Absorbtion von Wasser, Ionen und org. Moleküle

Grafik teilweise an prüfung gegeben
 

Eine Grösse, die beschreibt welche Menge an Kationen ein stoff absorbieren kann und gegeg gelöste Kationen wieder austauschen kann. die KAK ist in der Bodenkunde ein wichtiges Merkmal und steigt mit steigendem pH der Austauschlösung ebenfalls an.

->wichtig für Nährstoffverfügbarkeit für Pflanzen

==>alle 3 sekundäre Silikate

Vermiculite: 2:1Schicht, grosses KAK, Plättchen,Böden gemässigter Breiten aus Biotitverwitterung

Smektite: 2:1 Schicht, grosses KAK, Plättchen, starkes quellen und schrumpfen

Kaolinite: 1:1 Schicht; kleines KAK, Plättchen,stark verwitterten Böden->(Sub-)Tropen

Verwitterung von primären Mineralien->Al,Fe und Mn werden als Metallkationen frei->regieren mit Sauerstoff->oxidieren->bilden Oxide und Oxyhydroxide

vorallem in sehr feinen Fraktionen im Boden
grosse reaktive Oberfläche
wichte Absorbenten für Anionen(z.B.Phosphat &Schwermetalle)

Bsp: Hämatid (--> rote Böden), Geothit (gelblich --> färbt Böden gelb)

Hämatit: rot-braun, braucht warmes Klima->Tropen

Goethit: gelb-braun, in fast allen jungen Böden

Ferrihydrit: braun, schlecht kristallin(erstes Ausfallprodukt), kann zu Hämatit oder Goethit umkristallisieren chem.stabiler

Calcit(aus Carbonat): kalkhaltigen Böden

Dolomit(Carbonat): Böden aus Dolomitgestein

Gips(Sulfate): Böden arider umd semiarider Klimazonen

- Muskovit und Biotit

=>Muskovit(hell,gut spaltbar entlang der Schichten,schlecht verwitterbar->K-Ionen werden nur langsam
    pflanzenverfügbar)

    Biotit(dunkel,verwittert leicht->K-Ionen schnel verfügbar,durch Verwitterung Fe(2)->Fe(3)->Verbraunung des Bodens)

quarz & felspäte

im Anhang der Prüfung enthalten --> nicht unbedingt lernen

Siehe Grafik: Hauptsächlich 3 "Inhaltsstoffe" (am ende des dreiecks) und deise dann mischbar (im dunkelorangen teil)

sind aus verschiednen Schichten aufgebaut: z.B. Glimmer aus SiO4-Tetraeder schichten und dazwischen eine AlO6-Oktaeder.
Sauerstoffatome der beiden schichten können geteilt werden --> so entsteht eine bindung zwischen den schichten.

zwischen den schichten können auch ionen eingelagert werden wie Kalium.

Grafik: die zahlen 2 und 1 beziehen sich auf die anzahl der schichten: Glimmer ist imme aus zwei schichten sio4 mit einer schicht alo6 dazwischen aufgebaut

Hinten Schwarze Minerale Vulkanischen Ursprungs: primäre Minerale --> noch wenig verwitterung --> junger Boden

Vorne Rote Erde: rote Minerale --> sekundäre minerale --> durch verwitterung entstanden --> älterer boden.

Er entsteht, wenn das feine Material (Ton, Schluff) abgelagert und gleichzeitig Kalk ausgefällt oder ebenfalls abgelagert wird.

--> Kalkhaltig!!