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Verwitterung: Arten, Abläufe und Beispiele
Verwitterung verändert festes Gestein an Ort und Stelle: Es wird mechanisch zerkleinert, chemisch umgewandelt oder durch Lebewesen gelockert und angegriffen. Häufig wirken mehrere dieser Vorgänge zusammen.
Auf dieser Seite lernst du, Verwitterungsarten an ihren Ursachen und Folgen zu erkennen, vollständige Prozessketten zu erklären und ihre Bedeutung für die Bodenbildung zu verstehen.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Woran erkennst du Verwitterung?
Verwitterung findet statt, wenn Gestein durch Wasser, Luft, Temperaturwechsel oder Lebewesen verändert wird. Anders als bei Abtragung und Transport bleibt das verwitternde Material dabei zunächst am Entstehungsort.
Verwitterung
Verwitterung ist die Zerlegung oder stoffliche Umwandlung von Gestein durch äußere Einflüsse. Sie erzeugt lockeres Material, vergrößert Gesteinsoberflächen und kann mineralische Nährstoffe freisetzen.
Die drei Hauptarten unterscheiden sich durch den entscheidenden Vorgang:
- Physikalische Verwitterung: Mechanische Kräfte zerkleinern das Gestein.
- Chemische Verwitterung: Minerale werden gelöst oder stofflich umgewandelt.
- Biologische oder biogene Verwitterung: Lebewesen lockern oder verändern das Gestein.
Diese Einteilung ist eine Entscheidungshilfe. In der Natur gibt es Mischformen: Eine wachsende Wurzel ist biologischen Ursprungs, wirkt aber durch mechanischen Druck.
Wie zerkleinern mechanische Kräfte Gestein?
Bei der physikalischen Verwitterung wird der Gesteinsverband gelockert und in kleinere Stücke zerlegt. Die stoffliche Umwandlung der Minerale steht dabei nicht im Mittelpunkt.
Frostsprengung
Frostsprengung benötigt Wasser, Risse oder Poren und wiederholte Temperaturwechsel um den Gefrierpunkt:
- Wasser dringt in Risse ein.
- Das Wasser gefriert und vergrößert sein Volumen um etwa 9 %.
- Der entstehende Druck erweitert die Risse.
- Wiederholtes Gefrieren und Auftauen kann Gesteinsstücke absprengen.
Nach Niederschlag befindet sich Wasser in einer Felsspalte. In einer Frostnacht gefriert es und erweitert die Spalte. Ein einzelner Frostwechsel muss den Fels noch nicht sprengen. Wiederholt sich der Vorgang häufig, können Teile abbrechen.
Salzsprengung
Salzhaltiges Wasser dringt in Poren und Risse ein. Verdunstet das Wasser, wachsen Salzkristalle. Ihr Kristallisationsdruck kann äußere Gesteinsschichten lösen. Dieser Vorgang wird besonders durch Trockenheit und starke Verdunstung begünstigt, kommt aber beispielsweise auch an Küsten vor.
Temperaturverwitterung
Bei starker Erwärmung dehnt sich die Gesteinsoberfläche aus; bei Abkühlung zieht sie sich wieder zusammen. Wiederholte Temperaturwechsel erzeugen Spannungen. Dadurch können Risse entstehen und oberflächennahe Schalen abplatzen. Besonders wirksam ist dies an unbedeckten Felsflächen mit großen täglichen Temperaturunterschieden.
Druckentlastung
Werden obere Gesteinsschichten abgetragen, sinkt der Druck auf darunterliegendes Gestein. Neue Spannungen können Risse und Ablösungen verursachen.
Physikalische Verwitterung verändert vor allem die Größe und Form der Gesteinsstücke. Kleinere Stücke besitzen zusammen eine größere angreifbare Oberfläche und können deshalb leichter chemisch verwittern.
Wie wird Gestein stofflich verändert?
Bei der chemischen Verwitterung reagieren Minerale mit Wasser, Luft, Säuren oder anderen gelösten Stoffen. Dabei können Bestandteile gelöst, ausgewaschen oder in neue Stoffe umgewandelt werden.
Lösungsverwitterung
Wasser löst leicht lösliche Minerale und Gesteine. Gips ist ein Beispiel für ein gut wasserlösliches Gestein. Auch Kalkstein kann durch kohlensäurehaltiges Wasser angegriffen und gelöst werden.
Hydrolyse
Bei der Hydrolyse greifen Bestandteile des Wassers Silikatminerale wie Feldspäte und Glimmer an. Ionen werden ausgetauscht, das Kristallgitter wird verändert und es können unter anderem Tonminerale entstehen.
Oxidationsverwitterung
Bei der Oxidation reagiert Sauerstoff mit Bestandteilen eines Minerals. Eisenhaltiges Material kann dadurch rot oder braun werden. Die Farbe ist ein sichtbarer Hinweis, aber allein noch kein Beweis für jeden einzelnen Reaktionsschritt.
Ein Gesteinsstück wurde bereits in viele kleine Körner zerteilt. Wasser und gelöste Stoffe erreichen nun mehr Oberfläche als beim unzerbrochenen Stück. Chemische Reaktionen können deshalb an mehr Stellen gleichzeitig angreifen.
Wie wirken Lebewesen und wie entsteht Boden?
Bei der biologischen Verwitterung beeinflussen Mikroorganismen, Pflanzen und Tiere das Gestein. Ihre Wirkung kann mechanisch oder chemisch sein.
- Wurzeln wachsen in Spalten und erweitern sie durch Druck.
- Grabende und wühlende Tiere lockern Material.
- Mikroorganismen können Stoffe bilden oder ausscheiden, die Minerale angreifen.
- Flechten und Moose besiedeln Gesteinsflächen und fördern deren weitere Veränderung.
Eine Baumwurzel wächst in einen schmalen Riss. Beim Dickenwachstum drückt sie gegen dessen Seiten und erweitert ihn. Der Auslöser ist ein Lebewesen, der unmittelbare Vorgang aber mechanisch. Wurzelsprengung ist daher eine biologische und physikalische Mischform.
Verwitterung bereitet die Bodenbildung vor:
- Gestein zerfällt zu mineralischem Lockermaterial.
- Mineralische Nährstoffe werden freigesetzt oder leichter zugänglich.
- Erste Organismen besiedeln das Material.
- Abgestorbene Pflanzenteile und Reste anderer Lebewesen werden zersetzt.
- Humus entsteht und vermischt sich mit mineralischem Material.
- Der entstehende Boden ermöglicht dichteres Pflanzenwachstum und erhält dadurch neues organisches Material.
Verwitterung allein erzeugt noch keinen vollständig entwickelten Boden. Sie liefert jedoch das mineralische Ausgangsmaterial und schafft Bedingungen, unter denen Besiedlung, Zersetzung und Humusbildung einsetzen können.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Verwitterung
- physikalisch
- Frost, Salz, Temperatur und Druckentlastung zerkleinern Gestein
- chemisch
- Lösung, Hydrolyse und Oxidation verändern Minerale
- biologisch
- Wurzeln, Tiere und Mikroorganismen wirken auf Gestein
- Zusammenspiel
- Zerkleinerung vergrößert die chemisch angreifbare Oberfläche
- Bodenbildung
- Mineralisches Lockermaterial verbindet sich mit organischen Resten und Humus
- physikalisch
Frage bei einem Beispiel zuerst: Wird Gestein mechanisch zerkleinert, stofflich umgewandelt oder durch Lebewesen beeinflusst? Prüfe danach, ob mehrere Wirkungen zusammenkommen.
Abschluss-Check
Kannst du bei einem neuen Beispiel Ursache, Ablauf und Folge benennen und mögliche Mischformen begründen, hast du das zentrale Prinzip der Verwitterung verstanden.