Was bewirkt Erosion?

Wenn Gestein verwittert, bleibt es selten an seinem ursprünglichen Ort liegen. Oft rollt Gesteinsschutt den Hang herunter, wird vom Wasser weggespült oder von Eismassen fortgeschoben. Feinen Gesteinsstaub oder Sand kann auch der Wind mit sich tragen. Egal ob das Gestein von Wasser, Eis, Wind oder der Schwerkraft abtransportiert wird, all diese Vorgänge heißen Abtragung oder „Erosion“.

Der Gebirgsbach gräbt sich ein Bett
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Besonders einschneidend ist die Abtragung durch Fließgewässer. Bäche und Flüsse graben ein Bett in den Boden, Gestein rutscht nach, es bildet sich ein Tal. Wälzt sich ein Gletscher talabwärts, hobelt er dieses Tal durch mitgeschlepptes Geröll breiter aus. An solchen Trogtälern erkennt man, noch lange nach Abschmelzen des Eises, dass sich hier ein Gletscher befand. Die Brandung des Meeres greift dagegen die Küste an. Steile Klippen werden unterhöhlt und brechen ein, Sandstrände spült der Wellengang fort. In Wüsten fegt der Wind großflächig Sand davon. Je heftiger er bläst, desto mehr Sand kann er mitnehmen. Hindernisse aus festem Gestein schleift ein Sandsturm wie ein Sandstrahlgebläse allmählich immer weiter ab.

Verwittertes Gestein folgt der Schwerkraft
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Wind bläst trockenen Sand einfach davon
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Wenn Regen und Wind auf größeren Flächen die Bodendecke wegspülen oder -wehen, ist von Bodenerosion die Rede. Auch bei Erdrutschen an Hängen spricht man von Bodenerosion. Das Problem: Dabei verschwindet die fruchtbare obere Schicht des Bodens. Im schlimmsten Fall ist er für die Landwirtschaft nicht mehr zu gebrauchen.

Steinschlag ist nichts anderes als Erosion
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Ist der Boden von Pflanzen bewachsen, bremst das die Erosion. Die Wurzeln der Pflanzen halten das Erdreich fest und verhindern, dass Wind und Wasser es wegtragen. Wenn die Pflanzendecke, zum Beispiel durch Abholzung, zerstört wird, fehlt dem Boden jedoch dieser Halt und er wird abgetragen.

Nach starkem Regen wird das Erdreich großflächig weggeschwemmt
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Vom Fels zum Sandkorn – Verwitterung

Der Norden von Kanada ist heute eine sanft gewellte Landschaft. Vor vielen Millionen Jahren stand hier jedoch ein Gebirge. Tatsächlich können sich im Lauf sehr langer Zeit selbst hohe Berge in kleine Hügel verwandeln.

Selbst aus schroffen Gebirgen können irgendwann sanfte Hügellandschaften werden
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Der Grund für diese Verwandlung: Das Gestein an der Erdoberfläche ist ständig Wind und Wetter ausgesetzt. Dringt zum Beispiel Wasser in Gesteinsritzen ein und gefriert, sprengt es den Stein auseinander. Diesen Vorgang nennt man Frostsprengung. Auch durch Temperaturwechsel zwischen Tag und Nacht und durch die Kraft von Wasser und Wind wird das Gestein mürbe. Mit anderen Worten: Es verwittert. Dieser Vorgang lässt sich auch an Gebäuden oder an Steinfiguren beobachten. Bei der Verwitterung zerfällt das Gestein in immer kleinere Bestandteile bis hin zu feinen Sand- und Staubkörnern. Verschiedene Gesteine verwittern unterschiedlich schnell: Granit ist zum Beispiel viel beständiger als der vergleichsweise lose Sandstein.

Wenn Wasser in die Ritzen eindringt, verwittert das Gestein
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Manche Gesteinsarten lösen sich sogar vollständig auf, wenn sie mit Wasser in Berührung kommen, zum Beispiel Steinsalz und Kalk. Steinsalz ist chemisch das Gleiche wie Kochsalz – und das löst sich ja bereits in gewöhnlichem Wasser auf. Kalk ist etwas beständiger, aber in säurehaltigem Wasser löst sich auch Kalkgestein auf. Säure entsteht zum Beispiel, wenn Regenwasser in der Luft mit dem Gas Kohlendioxid reagiert. Dieser „saure Regen“ greift das Kalkgestein an und löst es im Laufe der Zeit auf. An der Erdoberfläche hinterlässt die Verwitterung zerklüftete Kalkstein-Landschaften, unter der Erde entstehen Höhlen.

Steinsalz ist wasserlöslich
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Doch nicht nur Lösungsverwitterung, auch Hitze und Druck zermürben und zerbröseln Gestein unter der Erdoberfläche. Wo Pflanzen wachsen, da graben sich Wurzeln ein, sprengen das Gestein stückchenweise auseinander und sorgen ebenfalls dafür, dass es Millimeter für Millimeter abgetragen wird.

Am Kölner Dom nagt saurer Regen
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Die Verwitterung bearbeitet auf diese Weise nicht nur einzelne Felsen, sie nagt an ganzen Gebirgsketten. Bis der Schwarzwald so flach ist wie der Norden Kanadas dauert es aber noch ein paar Millionen Jahre.

Auch Wurzeln zerkleinern Gestein
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Steter Tropfen höhlt den Stein

Tiefe Schluchten im Gebirge, weite Sandstrände am Meer und breite Flüsse, die sich durch Wiesen und Felder schlängeln – all das sind Landschaften, die wir gut kennen. Weil sie so abwechslungsreich sind, finden wir sie eindrucksvoll und schön.

Schlucht mit Gebirgsbach
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Bildhauer all dieser Landschaften ist der Kreislauf des Wassers. So stark wie keine andere Kraft formt Wasser über kurz oder lang die Erdoberfläche. Es spült nach einem Regenguss Erdreich fort. Es gräbt sich in den Untergrund ein und löst Teile des Gesteins. Erde und verwitterten Gesteinsschutt trägt es mit sich ins Tal hinunter. Dort, wo das Wasser langsamer abfließt, lässt es seine Last aus Schlick, Sand und Geröll wieder los. Bei Hochwasser überflutet es die flachen Gebiete eines Tals, die Fluss-Auen. Auch hier lagert es feinen Schlamm ab. Fließt das Wasser schließlich ins Meer, bearbeitet es die Küsten und formt ganz unterschiedliche Landschaften, zum Beispiel Steilküsten oder lange Sandstrände.

Flussaue
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Sandstrand
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Auch in Form von Eis gestaltet Wasser die Landschaft. Gefriert Wasser in Gesteinsritzen, sprengt es den Stein. Als Gletscher hobelt es kerbförmige Flusstäler zu runden Trogtälern aus. Und auch die Moränenlandschaft im Voralpenland mit ihren Geröllhügeln und Felsbrocken ist das Ergebnis von Gletschern, die vor langer Zeit den Untergrund formten.

Gletschertal
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Erosion durch Wind – Von Wanderdünen und Pilzfelsen

Überall dort, wo Wind über sandigen trockenen Untergrund fegt, schleppt er feine Körnchen mit und lässt sie später wieder fallen. Auf diese Weise türmen sich Sandhügel auf – die Dünen. Solche Sanddünen gibt es vor allem in Trockenwüsten wie der Sahara, der Wüste Gobi oder der Namib-Wüste. Ihre Dünen können über 200 Meter hoch werden und viele Kilometer lang.

Landschaft aus Sand: die Sahara
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Um eine Düne zu sehen, muss man aber gar nicht in die Wüste fahren: Dünen gibt es auch an den Küsten, in Deutschland zum Beispiel an der Nord- oder Ostseeküste. Der Sand, der durch den Wind vom Strand weggeblasen wird, häuft sich landeinwärts zu Dünen. Wer an den Strand will, muss sich daher oft einen Weg durch oder über die Dünen suchen.

Strandhafer wächst auf den Sanddünen der Ostsee
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Von der Wanderdüne umzingelt: Ein Leuchtturm an Dänemarks Küste
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Manche Dünen bewegen sich kaum vom Fleck, zum Beispiel wenn sie von Strandhafer bewachsen sind. Andere dagegen rollen ähnlich den Wellen des Meeres in Windrichtung vorwärts, die Wanderdünen. Eine besonders wanderlustige Düne ist die „Rubjerg Knude“ an der Küste Dänemarks. Diese knapp 100 Meter hohe Düne bewegt sich in Richtung Nordost und hat auf ihrer Reise sogar schon einen Leuchtturm überrollt.

Größte Düne Europas: Die „Dune du Pyla“ an der französischen Atlantikküste
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Dünen haben unterschiedliche Formen. Manche sind geschwungen wie Halbmonde oder Sicheln – die Sicheldünen. Andere bilden quer zur Windrichtung einen Wall, die Querdünen. Beide steigen auf der Windseite leicht an. Auf der vom Wind abgewandten Seite fallen sie steil nach unten. Und manche Dünen stimmen sogar ihr eigenes Lied an: Wenn sich Sandlawinen aus der Düne lösen und die Sandkörner dabei aufeinander prallen, geben sie brummende oder summende Geräusche von sich: Die Düne „singt“!

Dünen sind oft geschwungen wie Halbmonde
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Wind und Sand formen aber nicht nur Dünen. Fliegende Sandkörner können Felsen in der Landschaft wie Schmirgelpapier abschleifen. Selbst hartes Gestein kann durch diesen Windschliff eine neue Form bekommen: Aufragende Felsen werden an ihrem Fuß mit der Zeit abgeschabt und ausgehöhlt. Schließlich ragen sie wie Pilze in die Höhe – ein Pilzfelsen ist entstanden.

Windschliff formt Pilzfelsen
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Gletscher gestalten die Landschaft

Überall, wo sich Gletscher fortbewegen, formen sie die Landschaft. Ins Eis eingeschlossene Steine wirken dabei wie grobes Schmirgelpapier: Sie schleifen an den Rändern des Gletschers Gestein vom Untergrund ab. Das abgeschliffene Geröll tragen die Eismassen mit sich fort. Der Gletscher schabt das Gestein aus. Dadurch entstehen Täler, die im Querschnitt rund wie ein U aussehen und deshalb U-Täler heißen.

Tal im Hochgebirge
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Sand und Gesteinsbrocken, die vom Gletscher-Eis mitgeschleppt werden, bleiben auf dem Weg nach unten an den Rändern und am unteren Ende des Gletschers liegen und bilden kleine und größere Hügel. Solche Geröllhügel am Gletscherrand nennt man Moränen.

Panorama in den Schweizer Alpen
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Gletscher mit Gletschermoränen in den Schweizer Alpen
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Wenn es lange Zeit sehr kalt ist, wachsen die Gletscher und rücken immer weiter in die Landschaft vor. Wird es dagegen wärmer, schmelzen die Eismassen ab, die Gletscher ziehen sich zurück. Die Moränen aus Geröll bleiben jedoch liegen. An ihnen lässt sich auch Jahrhunderte später noch erkennen, wie weit der Gletscher einmal vorgedrungen war. Die Stelle, die einst der Gletscher aushobelte und mit seinem Eis bedeckte, ist geformt wie eine Zunge. Man spricht deshalb von einem Zungenbecken.

Gletscher mit Gletschermoränen in den Schweizer Alpen
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Vatnajökull – größter Gletscher auf Island
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Wie entstehen Täler?

Fluss und Tal gehören untrennbar zusammen. Aber warum? Wie kommen diese langgezogenen Mulden, die Täler genannt werden, überhaupt zustande? Überall dort, wo Wasser in kleinen Bächen oder großen Flüssen abfließt, bildet sich ein Tal. Das liegt daran, dass sich fließendes Wasser immer tiefer in den Untergrund eingräbt. Das Erdreich an den Seiten rutscht nach unten in Richtung Flussbett nach. Rechts und links des Wasserlaufs bildet sich ein Hang; so entsteht entlang des Flusses ein Tal.

Talbildung - Gebirgsbach gräbt sich ins Gestein
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Täler können ganz unterschiedlich aussehen: Steile Wände oder sanfte Hänge, breite Talsohlen oder gerade genug Platz für den Fluss. Die Form hängt davon ab, wie stark das Wassser den Boden und die Seitenwände angreift und wie stabil das Gestein ist.

Zur Mündung hin wird der Fluss breiter und langsamer
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Im Gebirge, am Oberlauf eines Flusses, ist es steil. Das Wasser schießt mit Wucht den Berg hinunter. Wegen seiner hohen Geschwindigkeit transportiert es dort viel Sand und Geröll. Mit diesem Geröll schleift es den Boden stark ab und kann sich tief eingraben. So entstehen eher schmale, tiefe Täler.

Klamm in den Dolomiten
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In Richtung Mündung wird der Fluss breiter und führt immer mehr Wasser. Weil das Gelände flacher wird, fließt das Wasser immer langsamer. Aus diesem Grund lagert der Fluss am Unterlauf seine mitgeschleppte Fracht allmählich wieder am Boden ab. Abtragung findet hier eher an den Seitenwänden statt, so dass eher breite, flache Täler entstehen.

Grand Canyon
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Auch das Gestein, durch das der Fluss fließt, ist für die unterschiedlichen Talformen verantwortlich.In festes Gestein graben sich Wasser und Geröll ein, ohne dass an den Seiten viel Gestein nachrutscht. So entstehen Täler mit steilen oder sogar fast senkrechten Wänden. Weiche Gesteinsschichten rutschen dagegen schnell nach und führen zu flachen Hängen.

Anhand ihrer Form werden Täler in verschiedene Typen eingeteilt: Schmale Täler mit steilen Wänden bezeichnet man als Schlucht, bei senkrechten Wänden spricht man von einer Klamm. Schmale Täler mit sanfteren Hängen werden als Kerbtal oder V-Tal bezeichnet. Ist dagegen die Talsohle deutlich breiter als der Fluss, handelt es sich um ein Sohlental, oder – bei steilen Wänden – um ein Kastental.

Eine besondere Form von Tälern sind Canyons. Hier hat sich das Wasser seinen Weg durch unterschiedliche Gesteinsschichten gegraben, die wie mehrere Tortenschichten übereinander liegen. Manche Schichten konnte der Fluss leicht abtragen, sie wurden breit und rund ausgespült, die widerstandsfähigeren Schichten brachen steil und kantig ab. Das Ergebnis ist ein Tal, dessen Seitenwände treppenstufenartig zum Fluss hin abfallen. Ein berühmtes Beispiel für ein solches Tal ist der Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona.

Erde in Fahrt – Erdrutsche, Muren und Bergstürze

Urplötzlich gerät die Erde in Fahrt: Tonnen von Fels, Schlamm und Geröll rutschen oder stürzen den Berg hinab ins Tal. Zerstörerisch und unaufhaltsam reißen die Erdmassen alles mit sich, was sich ihnen in den Weg stellt.

Ein Erdrutsch hat ein Stück der Küstenstraße mitgenommen
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Erosion kann ganz langsam voranschreiten, manchmal passiert sie aber auch schlagartig. Wenn nach einem heftigen Regenguss das Erdreich stark aufweicht und schwer genug ist, kann ein ganzer Hang ins Rutschen geraten. Ein solcher Erdrutsch transportiert große Mengen von Erde und Geröll ins Tal hinab. Am Fuß des Hanges sammelt sich das gelöste Gestein in Schuttkegeln und Halden.

An kahlen Steilhängen ist die Gefahr von Erdrutschen und Bergstürzen besonders groß
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Ob es zu einem Erdrutsch kommt, hängt vom Gefälle ab: Je steiler der Hang ist, desto eher gerät die Erde ins Rutschen. Eine Rolle spielt auch, wie fest die Erdschichten zusammenhalten. Ist der Hang von Pflanzen bewachsen, sorgen die Wurzeln für mehr Halt. Wächst auf dem Hang nichts oder wurden Bäume gerodet, fehlen die Wurzeln, die den Boden festhalten. Dann kommt leichter zu einem Erdrutsch.

Wurzeln von Bäumen und Gras halten das Erdreich fest
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Ein Erdrutsch kann unterschiedlich aussehen: Der ganze Hang kann auf einer großen Fläche abwärts rutschen. Oder Erde und Schlamm fließen wie ein Fluss durch ein Tal oder graben sich eines, dann spricht man von einer Mure.

Starke Regenfälle weichen die Erde auf
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In kürztester Zeit gehen gewaltige Massen von Gestein bei einem Bergsturz ab. Innerhalb weniger Sekunden stürzen Schutt und Felsen hinunter. Meistens geschehen Bergstürze an Stellen, an denen verschiedene Gesteinsschichten aufeinander treffen. Durch heftigen Niederschlag, den Wechsel von Hitze und Kälte oder durch Erdbeben können diese Schichten auseinanderklaffen. Bei einem Bergsturz brechen große Gesteinsblöcke ab. Durch die Klimaerwärmung tauen heute Gesteinsschichten auf, die früher von Eis zusammen gehalten wurden. Dadurch kommen solche Bergstürze immer häufiger vor.

Große Gesteinsblöcke haben sich gelöst
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Erdrutsche und Bergstürze sind sehr gefährlich. Sie haben schon viele Menschenleben gekostet und ganze Ortschaften zerstört. Beim Goldauer Bergsturz in der Schweiz zum Beispiel stürzten vierzig Millionen Kubikmeter Gestein herab, verschütteten mehrere Dörfer und begruben Hunderte von Menschen unter sich.

Bodenbildung

Pflanzen wachsen selten auf dem nackten Fels. Sie benötigen einen Boden, aus dem sie Nährstoffe ziehen und in dem sie Wurzeln bilden können. Damit sich ein solcher Boden entwickelt, ist Verwitterung nötig: Regen und Sauerstoff, Hitze und Kälte, Wasser und Wind zerreiben das Gestein und schleifen so selbst harten Granit zu immer kleineren Körnchen. Was dabei herauskommt, ist der sogenannte Verwitterungsschutt.

Boden entsteht durch Verwitterung
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Doch bis daraus ein lebendiger Boden wird, vergehen Jahrtausende. Als Erste siedeln sich Bakterien, Pilze und Flechten auf dem Gestein an; davon werden die ersten Bodentiere angezogen. Abgestorbene Pflanzenreste, Tierkadaver und Kot vermischen sich allmählich mit dem zerkleinerten Gestein. Aus diesem Mix entwickelt sich mit Hilfe von Pilzen und Bakterien die obere Bodenschicht aus fruchtbarem Erdreich, auf der Pflanzen gedeihen können. Darunter liegen weitere Schichten, zum Beispiel aus Sand oder Ton. Ganz zuunterst liegt das Gestein, aus dem sich der Boden entwickelt.

Granitgestein ist besonders hart
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Je nachdem welches Gestein verwittert, wie feucht es ist, welche Pflanzen wachsen und welche Temperaturen herrschen, entstehen verschiedene Böden mit unterschiedlichen Eigenschaften und Farben. Auch ob verwittertes Gestein weggeschwemmt oder abgelagert wird, spielt dabei eine Rolle.

Bei uns weit verbreitet: die Braunerde
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In unseren gemäßigten Breiten gibt es häufig die Braunerden. Sie entwickeln sich auf Gestein mit wenig oder keinem Kalk in einem feuchtem Klima. Dunkel gefärbt ist die Rendzina, ein Boden der sich auf Kalkstein bildet. Weil er so steinig ist, kann man auf ihm nur schwer Ackerbau betreiben. Und auf der italienischen Insel Stromboli gibt es ganz besondere Sandböden: Weil das Lavagestein, das aus dem Vulkan Stromboli stammt, dunkel ist, sind auch die Sandstrände auf der Vulkaninsel pechschwarz.

Auf der Insel Stromboli sind die Strände schwarz
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Warum sieht es auf der Erde anders aus als auf dem Mond?

Auf dem Mond sieht es nicht sehr einladend aus: Die Oberfläche ist trocken und mit einer grauen Staubschicht überzogen. Meteoriteneinschläge haben riesige Krater in den Boden gerissen, die sich mit Lava aus dem Inneren des Mondes füllten. Rund um diese Lavabecken türmen sich kilometerhohe Kraterränder als Gebirgsringe auf.

Mond mit sichtbaren Kratern
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Völlig anders unser blauer Planet – schon weil er zu drei Vierteln von Wasser bedeckt ist. Das Wasser bedeckt aber nicht nur einen Großteil der Erde, es formt auch ihre Landmasse: Flüsse, Gletscher und die Brandung des Meeres bearbeiten das Gestein, zerkleinern es und räumen es um. So entstehen Täler, Küsten und immer wieder neue Gesteinsschichten.

Erde, Sonne, Wolken
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Das Innere des Mondes ist heute fest und starr. Die Erde dagegen hat einen flüssigen Erdmantel, auf dem bewegliche Platten schwimmen. Die Bewegung der Erdplatten bewirkt, dass sich Gebirge auffalten, Tiefseegräben entstehen und Vulkane Feuer und Asche spucken.

Typisch für die Erde: Gebirge mit Tälern
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Anders als der Mond besitzt die Erde eine Lufthülle, die Atmosphäre. In dieser Lufthülle entsteht das Wetter. Wind, Regen und Schnee haben die Erdoberfläche über Jahrmillionen bearbeitet und geformt. Außerdem wirkt die Atmosphäre als Schutzschild, der Meteoriten bremst und verglühen lässt.

Dieser Fußabdruck wird noch lange auf dem Mond zu sehen sein.
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Weil der Mond keine solche Atmosphäre hat, schlagen Meteoriten auf seiner Oberfläche ungebremst ein und zerbröseln das Gestein schlagartig zu Staub. Doch Meteoriten sind die einzigen Kräfte, die die Mondlandschaft formen. Weil es kein Wasser, keine Atmosphäre und keine Plattentektonik gibt, fehlen die Einflüsse, die unsere Erdoberfläche so abwechslungsreich gestalten.

Die ersten Menschen, die karge Mondlandschaft betraten, waren der Astronaut Neil Armstrong und sein Kollege Edwin E. Aldrin. Die Fußabdrücke, die sie bei ihrer Mondlandung im Jahr 1969 hinterlassen haben, sind bis heute zu sehen – weil auf dem Mond weder Wind noch Wasser die Spuren verwischen.