Geomorphologie ist die Wissenschaft von den Oberflächenformen der Erde. Die Entstehung und Weiterbildung des Reliefs unseres Planeten ist Ausdruck geologischer Prozesse, der Verwitterung, schwerkraftbedingter Massenbewegungen sowie der Formung durch Wasser, Wind, Eis und menschliche Einwirkungen. Das Buch erklärt die Formungsprozesse mit ihren Einflussfaktoren und vermittelt einen systematischen Überblick über die Vielfalt der Oberflächenformen. Es richtet sich an Studierende im Bachelorstudium ohne geowissenschaftliches Vorwissen und gibt durchgängig Hinweise für das vertiefende Studium. Auch für zahlreiche umweltbezogene Fächer sind geomorphologische Grundkenntnisse unverzichtbar. Daher werden die Beziehungen der Geomorphologie zu ihren Nachbardisziplinen sowie Anwendungsbezüge aufgezeigt.

Prof. Dr. Harald Zepp lehrt an der Ruhr-Universität Bochum.

Vorwort 11 1 Gegenstand, Aufgabe und Gliederung der Geomorphologie 15 1 1 Gegenstand und Stellung der Geomorphologie 17 1 2 Gliederung der Geomorphologie: Reliefbildende und formbildende Prozesse 19 1 3 Vielfalt geomorphologischer Formen 24 1 4 Forschungsansätze und Arbeitsrichtungen in der Geomorphologie 24 1 5 Zur Bedeutung des Reliefs und der Geomorphologie 26 2 Die Entstehung von Kontinenten, Gebirgen und Ozeanen (Mega- und Makrorelief) 29 2 1 Hypsometrische Kurve 30 2 2 Plattentektonik 32 3 Geologische Grundlagen: Tektonik, Erdzeitalter und Gesteine 41 3 1 Tektonik 42 3 1 1 Tektonische Bewegungen 42 3 1 2 Lagerungsformen und einfache tektonische Strukturen 44 3 2 Geologische Zeitrechnung und erdgeschichtliche Entwicklung 49 3 3 Gesteine und ihre geomorphologische Bedeutung 53 3 3 1 Eigenschaften und Bedeutung 53 3 3 2 Minerale 54 3 3 3 Kreislauf der Gesteine 56 3 3 4 Magmatite 57 3 3 5 Sedimente und Sedimentgesteine 61 3 3 6 Metamorphe Gesteine 65 4 Das Relief der Erde: Konzepte und Modellvorstellungen 71 4 1 Modellvorstellungen in der Geomorphologie 72 4 2 Der Abtragungs-Zyklus von W M Davis (1899) 73 4 3 Das exponentielle Abtragungsmodell nach strahler/strahler (1992) 76 4 4 Denudationsraten in Flusseinzugsgebieten 77 4 5 Klimagebundenheit exogener Formungsprozesse 79 4 6 Formen, korrelate Sedimente und Aktualismus 80 4 7 Bedeutung des Klimawandels 81 4 8 Häufigkeit und Intensität geomorphologischer Formungsprozesse (Frequenz und Magnitude) 82 4 9 Gleichgewicht und Dynamik in geomorphologischen Systemen 83 4 10 Sedimentflüsse und Sedimentkaskaden 84 5 Verwitterungsprozesse und Verwitterungsformen 89 5 1 Die Verwitterung als Teil der exogenen Dynamik 90 5 2 Physikalische Verwitterung 90 5 2 1 Druckentlastung und Abkühlung von Magmen 91 5 2 2 Desorption und Adsorption von Wasser 91 5 2 3 Temperaturwechsel 92 5 2 4 Frostsprengung und andere Verwitterungseffekte durch Volumenvergrößerung 93 5 3 Chemische Verwitterung 94 5 3 1 Allgemeine Charakteristik 94 5 3 2 Lösungsverwitterung 94 5 3 3 Kationenaustausch 95 5 3 4 Redox-Reaktionen (Oxidationsverwitterung) 95 5 3 5 Hydrolyse und Protolyse (Säureverwitterung) 97 5 4 Verwitterungsprodukte 98 5 4 1 Wirkung der physikalischen Verwitterung 98 5 4 2 Verwitterungsneubildungen und Prozesse der Bodenbildung 98 5 5 Klimazonalität der Verwitterung 104 5 5 1 Verwitterung in den feuchten Tropen 104 5 5 2 Verwitterung in Trockengebieten 105 5 6 Verwitterungsformen 106 6 Gravitative Massenbewegungen 109 6 1 Hangstabilität 110 6 2 Sturzdenudation 113 6 3 Versatzdenudation 115 6 4 Denudation durch Rutschen und Gleiten 116 6 5 Fließungen 117 6 6 Komplexe gravitative Massenbewegungen 119 6 7 Hangformung durch gravitative Massenbewegungen 119 7 Fluviale Formung 121 7 1 Hydrologische Grundlagen 122 7 1 1 Wasserkreislauf und Abflussbildung 122 7 1 2 Abflussganglinien und Abflussregime 124 7 1 3 Abfluss und Fließgeschwindigkeit 127 7 1 4 Fließzustände 130 7 2 Denudation durch fließendes Wasser 134 7 2 1 Prozessbetrachtung: Ablösung, Transport und Sedimentation 134 7 2 2 Natürliche Spüldenudation und Bodenerosion 137 7 2 3 Bodenerosionsformen 139 7 3 Fluviale Prozesse im Gerinnebett 144 7 3 1 Energieumsatz in fluvialen Systemen 144 7 3 2 Erosion und Sedimenttransport 146 7 3 3 Morphologische Gewässerstrukturen 153 7 3 4 Akkumulation und fluviale Akkumulationsformen 160 7 3 5 Gefälle und Längsprofil 164 7 3 6 Entwicklung und Stationarität fluvialer Systeme 167 7 4 Prozesse der Talbildung und Talformen 168 7 4 1 Modellüberlegungen zum Zusammenwirken von Hangdenudation und Flussarbeit 168 7 4 2 Einfache Talformen 169 7 4 3 Komplexe Talformen als Ergebnis diskontinuierlicher Reliefentwicklung 171 7 4 4 Sonderformen tektonisch ausgelöster Talentwicklung 174 8 Äolische Formung 177 8 1 Mechanische Grundlagen der Oberflächenformung durch Wind 178 8 2 Transportarten 179 8 3 Deflation und Deflationsformen 179 8 4 Wüstenpflaster 182 8 5 Korrasion 182 8 6 Transport und Akkumulation von Sand 183 8 6 1 Transport (Massenfluss) 183 8 6 2 Akkumulation und Akkumulationsformen 185 8 7 Staubsedimente und Löss 187 8 7 1 Transport und Sedimentation 187 8 7 2 Löss 188 9 Glaziale und glazifluviale Formung 193 9 1 Gletscherentstehung, Massenbilanz 194 9 2 Gletschertypen 195 9 2 1 Morphologische Gletschertypen 195 9 2 2 Thermische Gletschertypen 196 9 3 Gletscherbewegung 196 9 4 Glaziale Erosion und Exaration 199 9 5 Glaziale Abtragungsformen 200 9 6 Glazialer und glazifluvialer Transport 203 9 7 Glaziale Sedimente und Akkumulationsformen 204 9 7 1 Terminologie und Eigenschaften glazialer Ablagerungen 204 9 7 2 Glaziale Sedimentationsprozesse und Sedimente 206 9 7 3 Glaziale Akkumulationsformen 206 9 8 Formen der Grundmoränenlandschaft 207 9 9 Glazifluviale Formen und Sedimente 208 9 10 Das Paraglazial 211 10 Periglaziale Formung 215 10 1 Der Periglazialbegriff 216 10 2 Kaltklimatische Sonderbedingungen für periglaziale Formungsprozesse 216 10 2 1 Permafrost 216 10 2 2 Grundlegende frostdynamische, physikalische Prozesse 217 10 3 Periglaziale Denudationsprozesse und Formen 219 10 3 1 Eiskeile und Eiskeilnetze 219 10 3 2 Thufur, Palsen, Pingos 220 10 3 3 Kryoturbation und Frostmusterstrukturen 221 10 3 4 Solifluktion 223 10 3 5 Blockgletscher 224 10 3 6 Thermokarst 224 10 3 7 Abluation 224 10 3 8 Nivation und Kryoplanation 225 10 4 Besonderheiten fluvialer Morphodynamik im Periglazialraum 225 11 Formungsprozesse an Küsten (Litorale Prozesse) 229 11 1 Formungsprozesse und Küstenformen 230 11 1 1 Übersicht 230 11 1 2 Wellen und Brandung 230 11 1 3 Flachküsten 236 11 1 4 Steilküsten 238 11 1 5 Strömungen, Gezeiten und ihr Einfluss auf Flachküsten 239 11 1 6 Seichtwasserküsten 242 11 2 Küstentypen 243 12 Karst 247 12 1 Petrographische und hydrologische Voraussetzungen 248 12 2 Grundlagen der Korrosion 249 12 3 Karstformen 252 13 Strukturformen 259 13 1 Gesteinslagerung und Abtragungsresistenz 260 13 2 Schichttafeln 260 13 3 Schichtstufen und Schichtkämme 260 13 4 Bruchlinienstufen und Reliefumkehr 268 14 Vulkanische Formen 271 14 1 Vulkanische Vollformen 272 14 2 Vulkanische Hohlformen 273 14 3 An Subvulkanismus gebundene Formen 274 15 Geomorphologische Prozesskombinationen und Formengefüge in Abhängigkeit vom Klima 277 15 1 Geomorphologische Prozesskombinationen und ihre klimazonal beeinflusste Anordnung 278 15 2 Flächenbildung durch Pediplanation 282 15 3 Morphodynamik und typische Formengefüge in den feuchten Tropen 282 15 3 1 Relieftypen 282 15 3 2 Gunstfaktoren für die Reliefentwicklung in den feuchten Tropen 284 15 4 Morphodynamik und typische Formengefüge in den Trockengebieten 286 15 4 1 Prozesskombinationen der Trockengebiete 286 15 4 2 Die arid-morphologische Catena 286 16 Anthropogeomorphologie: Formung durch den Menschen 289 16 1 Reliefformung unter dem Einfluss des Menschen 290 16 2 Geoarchäologie und Sedimentkaskaden als Folge anthropogener Eingriffe in den Landschaftshaushalt 295 17 Methoden 299 17 1 Geomorphometrie und digitale Reliefanalyse 300 17 2 Messung von Prozessen 303 17 3 Sedimentanalyse 305 17 4 Datierungen 308 18 Reliefentwicklung in Mitteleuropa 315 18 1 Übersicht 315 18 2 Norddeutsches Tiefland und Küsten 315 18 2 1 Alt- und Jungmoränenlandschaften 315 18 2 2 Moor, Marsch, Watt und Inseln 322 18 2 3 Ostseeküste 325 18 3 Mittelgebirge 325 18 3 1 Gemeinsamkeiten und Besonderheiten 325 18 3 2 Rumpfschollengebirge 330 18 3 3 Schichttafeln, Schichtstufen und Schichtkämme aus Sedimentgesteinen des mesozoischen Deckgebirges 332 18 4 Oberrheingraben 336 18 5 Vulkangebiete und Ries 336 18 6 Alpen und Alpenvorland 337 18 7 Veränderung der Flusseinzugsgebiete 339 Literatur 341 Begriffsfelder 351 Sachregister