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Lexikon der Geographie: Denudationsrate

Denudationsrate, Abtrag an Mineralsubstanz je Zeiteinheit an einem Hang oder in einem Einzugsgebiet durch Denudation, ausgedrückt in Gewichts- oder Volumeneinheiten. Zur Bestimmung gibt es zahlreiche methodische Ansätze. a) Messung der Erniedrigung des Reliefs: Dünne Stifte oder Stäbe werden in die Oberfläche eingebracht. Nach einiger Zeit bzw. regelmäßig wird gemessen, um wie viel sie weiter aus dem Relief aufragen, um wie viel sich also die Oberfläche erniedrigt hat. Wird ein Potenziometer zwischen Spitze und Fußpunkt des Stabes montiert, so kann die Veränderung kontinuierlich aufgezeichnet werden. Solche Verfahren sind am besten für flachgründige Bewegungen geeignet, z.B. Abspülung oder Deflation, werden aber auch an Uferböschungen eingesetzt, um die Seitenerosion eines Fließgewässers zu bestimmen. Größere Reliefveränderungen lassen sich mit Photogrammetrie, Nivellement oder Vermessung von einem Fixpunkt aus erfassen. b) Messung des Transports durch Sedimentfallen: Die durch ein bestimmtes Hangstück fluvial transportierte Feststofffracht kann in einer quer in das Relief eingelassenen Wanne aufgefangen werden. Soll auch die Lösungs- und Schwebfracht erfasst werden, so sind Absenkbecken ausreichenden Fassungsvermögens mit der Wanne zu koppeln. Die Ergebnisse sind nur dann reproduzierbar, wenn das Einzugsgebiet der Wanne konstant groß und genau bekannt ist. Auffangschalen, rings um eine kleine Fläche herum angeordnet, erlauben die Bestimmung des splash Effekts. c) Aus den Transportraten im Vorfluter kann die Abtragung im gesamten Einzugsgebiet bilanziert und auf dessen Fläche bezogen werden. Das Verfahren erfasst aber den Großteil des äolischen Austrags nicht und eignet sich kaum zur feineren Differenzierung einzelner Reliefelemente. d) Zur Messung der Bewegungsgeschwindigkeit insbesondere bei Kriechbewegungen werden Markierungen, wie z.B. Pflöcke, in die Oberfläche eingebracht, die von einem Fixpunkt (Felsoberfläche) aus in ihrer Lage und Höhe vermessen werden. Soll auch der Tiefgang der Bewegung erfasst werden, so können Pflockreihen oder Aluminiumstreifen in ein Bohrloch eingebracht werden, die nach einiger Zeit (unter einschneidender Störung des Messobjekts) wieder ausgegraben werden, und die mit ihrer Lage dann die Bewegung in unterschiedlicher Tiefe nachzeichnen. Noch stärker zerstörerisch muss bei der Anlage und dem Wiederaufgraben von Young Pits vorgegangen werden, wo in eine Grube, die anschließend wieder verfüllt wird, in verschiedenen Tiefen Markierungsstäbe horizontal eingebracht werden. Bei sehr langsamen Kriechbewegungen können auch flexible Kunststoffrohre verwendet werden, deren Verformung beliebig oft von oben her bestimmt werden kann. d) Rekonstruktion der Denudation aus den korrelaten Sedimenten: Der Teil des abgetragenen Materials, der nicht in den Vorfluter gelangt ist, oder von diesem nicht transportiert werden konnte, kann z.B. durch Bohrungen und geomorphologische Kartierung in seinem Volumen bestimmt werden. Dieses Verfahren eignet sich für Solifluktionsprozesse, aber auch für schnelle Denudationsprozesse wie Bergsturz, Rutschung oder Murenabgang. Durch Datierung der Sedimente lässt sich der Bezug zur Zeit herstellen. e) Tracerisotope sind insbesondere 137Cs, das seit ca. 1954 als Folge von Kernwaffentests entstand, oder 10Be, das sich zeitabhängig im Substrat anreichert (kosmogene Nuklide) und denudativ wieder entfernt wird. Das Verhältnis zwischen dem Input und dem Austrag des Isotops aus einem Einzugsgebiet, aber auch die im Substrat verbliebene Konzentration lassen auf die Abtragung schließen. Besondere Schwierigkeiten bereitet bei allen Ansätzen die Übertragung der Ergebnisse auf andere Maßstabsebenen, insbesondere auf Einzugsgebiete anderer Größenordnung, aber auch auf von der verwendeten Messdauer und -frequenz abweichende Zeitskalen. Definierte Rahmenbedingungen der untersuchten Prozesse streben Laborexperimente mit künstlicher Beregnung an, sodass z.B. der Einfluss unterschiedlicher Hangneigungen oder Tropfengrößen auf das Prozessergebnis isoliert untersucht werden kann, während alle anderen Faktoren konstant gehalten werden.

AK

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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