Vorlesung 5

Question 1

Verteilung Wasser auf der Erde (Vol-%)

Answer 1

-97,5%: Ozeane (hauptsächlich Meerwasser und Eis)
-1,9%: Gletscher auf dem Festland
-0,5%: Grundwasser
-0,017%: Seen
-0,003%: Flüsse
-0,0001%: Atmosphäre

Question 2

Wasserkreislauf-Verteilung

Answer 2

Verdunstung: 88% vom Ozean, 12% vom Land
Niederschlag: 79% ins Ozean, 21% aufs Land

Question 3

Beschreibe den Wasserkreislauf in Bezug auf Luftfeuchtigkeit und Niederschlag an Landerhöhungen

Answer 3

Warme, feuchte Luft steigt vom Meer auf und kühlt zunehmend ab. Das Wasser kondensiert und die relative Luftfeuchtigkeit steigt. Das Wasser regnet an der Luvseite des Berges ab. Die Leeseite bleibt daher relativ trocken. Kühle, trockene Luft sinkt dann weiter ab und gewinnt wieder an Wärme. Die relative Luftfeuchtigkeit nimmt ab.

Question 4

Was sind Schichten die Wasser enthalten und leiten?

Answer 4

Grundwasserleiter, Grundwasserspeicher, Aquifer

Question 5

Was sind Grundwassernichtleiter, Aquitard?

Answer 5

stauende Horizonte, z.B. Tonschichten

Question 6

Wie fließt Wasser durch Boden und Gestein?

Answer 6

Offene Hohlräume, Spalten, Klüfte, Poren.

Question 7

Definiere Porosität:

Answer 7

• Maß für das in Gesteinen vorhandene
  Porenvolumen. Gibt an wieviel Wasser ein Gestein
  aufnehmen kann.
• Porenvolumen im Verhältnis zum Gesamtvolumen.
• Abhängig von Größe, Form und Art der Packung.

Question 8

Definiere Permeabilität:

Answer 8

• Bezeichnung für Durchlässigkeit von Gesteinen für Fluide und Gase.
• abhängig von Größe, Verbindung des Porenraumes, und Netzwerk-Länge/-Krümmung.

Question 9

Was ist gespanntes Grundwasser?

Question 10

Darcy’s Gesetz

Question 11

Welche Quelltypen gibt es?

Answer 11

Schichtquelle, Überlaufquelle, an einer Störungszone aufsteigende Quelle, mehrere Grundwasserstockwerke (G1, G2, G3) getrennt durch Grundwassernichtleiter

Question 12

Welche Wassertypen gibt es? Definiere sie!

Answer 12

• „Meteorisches Wasser“ (Niederschlagswasser):
  Oberflächenwasser, durch Regen oder Schnee entstanden, das in tiefere Bereiche der Kruste einsickert, kann sehr alt sein.
• Vadoses Wasser:
  versickerter Anteil des Niederschlags, auch Infiltrationswasser
• „Juveniles Wasser“
  Aus heißen Magmen freigesetztes Wasser.
• „Hydrothermales Wasser“
  In der Erdkruste vorkommende, heiße Wässer. Beladen mit chemischen Substanzen, die durch hohe Temperaturen aus Gestein herausgelöst werden. Bei rascher Abkühlung an der Oberfläche, können sich verschiedene Minerale abscheiden: Opal, Calcit, Aragonit, Travertin (Krusten aus Calciumcarbonat).
  Entstehung:
  a. Versickerung und Aufheizung von Oberflächenwasser und Mischung mit juvenilem Wasser aus Magmenkörpern;
  b. Versickerung und Aufheizung von Oberflächenwasser in Sedimentgesteinen durch „normalen“ geothermischen Gradienten

Question 13

Nenne geologische Ablagerungsräume

Question 14

Fakten zu Schnee, Eis, und Gletscher

Answer 14

• Schneeflocken sind Kristalle des Minerals Eis.
• Das Gestein „Eis“ ist Masse aus kristallinen Körnern desMinerals Eis.
• 10 % der Festlandsfläche mit Gletschereis bedeckt.
• Gletscherverbreitung wichtig für Klimarekonstruktionen – historisch und vorhersagend.
• Talgletscher und Inlandeis
• Sehr hoher Süßwasservorrat
• Plastisches Fließen (Korngrenzen durch Druck) und
  Sohlgleitung
• Kar, Felsgrat, Trog- oder U-Tal, Fjord, Gletscherschliffe, Rundhöcker.
• Geschiebe (Diluvium), Geschiebemergel, Findlinge, Moräne, Warve, Permafrost

Question 15

Zwischen welchen Kategorien wird bei Eistypen unterschieden? Welche Eistypen gibt es?

Answer 15

Dichte, Luftgehalt (Vol-%), Korngröße der Kristalle

• Frischer Schnee: 0,01-0,05 g/cm3, 90%, 0,1mm
• Firn: 0,5-0,6 g/cm3, 40%, 1mm
• Weißes Gletschereis: 0,8 g/cm3, 10%, mehrere cm
• Blaues Gletschereis: 0,9 g/cm3, 2%, mehrere cm

Question 16

Erosions- und Akkumulationsbereiche eines Gletschers:

Question 17

Formen der Gletscherbewegung:

Answer 17

-Gletscherbewegung durch Druckverflüssigung des Eises im Untergrund

-Eisbewegung über der Gletschersohle überwiegend durch plastisches Fließen

Question 18

Unterschied zwischen laminarer und turbulenter Strömung:

Answer 18

laminar:

Stromlinien überkreuzen sich nicht, keine Durchmischung der Schichten

turbulent:

Stromlinien kreuzen sich, starke Durchmischung der Flüssigkeit

Question 19

Was sind Prall- und Gleithänge?

Answer 19

Prallhänge sind die Seiten eines Ufers, die die Hauptströmung “abbekommen”, die dadurch auch häufig von starker Erosion geprägt sind.

Gleithänge sind im “Strömungsschatten” und sind somit nicht sonderlich von der Strömung beeinflusst. Entlang der Gleithänge kommt es häufig zur Sedimentation.

Question 20

Allgemeine Fakten über Flüsse

Answer 20

• Wichtigste geologische Kräfte auf dem Festland:
  Abtragung, Sedimentation, Landschaftsformung.
• Bedecken einen Großteil der Landoberfläche.
• Flussanalyse am besten von Oberlauf bis Mündungsdelta.

Question 21

Flusserosion und -transport

Answer 21

• Flusswasser fließt durch Strömung, laminar oder turbulent.
• Generelle Beziehung (Hjulstrom-Diagramm):
  Abhängigkeit von Strömungsgeschwindigkeit und Korngröße.
• Boden- oder Geröllfracht und Suspensionsfracht.
  Laminare Strömungen nehmen nur Tonfracht auf.
  Transportkapazität: pro Zeiteinheit transportierte Sedimentfracht.
• Saltation: periodischer, sprungweiser Transport der Sandkörner durch turbulente Wirbel.

Question 22

Welche Flussformen gibt es?

Answer 22

• mäandrierende Flüsse: sind verschlungen und haben eine hohe Sinuosität
• verflochtene Flüsse haben eine niedrigere Sinuosität als mäandrierende Flüsse
• entlang betonter Störungen kommen auch gerade Fließgerinnen vor

Question 23

Welche Deltatypen gibt es?

Answer 23

Drei Delta-Typen nach Coleman & Wright (1975):

• geringe Wellenenergie und geringer Tidenhub, Flussdominanz. Bsp: Mississippi-Delta
• geringe Wellenenergie und großer Tidenhub, Tidendominanz. Bsp: Ganges-Brahmaputra
• große Wellenenergie und geringer Tidenhub, Seegangsdominanz. Bsp: Senegal-Delta