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Lexikon der Geographie: Frostverwitterung

Frostverwitterung, durch Frostprozesse gesteuerter Typ der physikalischen Verwitterung. Verschiedene Einzelprozesse wirken bei der Frostverwitterung zusammen. Ein Prozess ist die Volumenzunahme beim Gefrieren von Wasser zu Eis um 9 %. Die Wirkung dieser Frostsprengung ist früher weit überschätzt worden, weswegen der synonyme Gebrauch für den Begriff Frostverwitterung zu vermeiden ist. In Gesteinskluft eingedrungenes Wasser kann zwar von außen her einfrieren und im Inneren einen erhöhten Druck aufbauen, durch die in der Natur aber meist offenen Systeme ist dies aber nicht die wichtigste Komponente der Frostverwitterung. Dies belegen auch Laborexperimente. Hauptträger der Frostverwitterung ist das gerichtete Wachstum von Eiskristallen und der dadurch entstehende Druck. Die Eiskristalle wachsen dabei senkrecht zur Abkühlungsrichtung, d.h. parallel zum Wärmefluss. Ein ausreichendes Wasserangebot ist Voraussetzung effektiver Frostverwitterung. Im wassergesättigten Randbereich von Schneeflecken ist so häufig eine gesteigerte Frostverwitterung festzustellen, die nicht auf die bisweilen herangezogene Schwarz-Weiß-Grenze zurückgeführt werden kann. Dehydratisierung durch den stark wasseranziehenden Effekt des Eises spielt innerhalb der Frostverwitterung ebenfalls eine Rolle, da so Schrumpfungsrisse und Spalten entstehen können (nicht zu verwechseln mit Eiskeilen). Dehydratisierung wird für die Entstehung der Eisrinde verantwortlich gemacht. Ob auch Hydration an der Frostverwitterung mitwirkt, ist noch nicht abschließend geklärt (Hydrationsverwitterung). Durch Frostverwitterung können (durch den Einfluss der Gesteinsklüftung zumeist eckige) Partikel unterschiedlicher Größe (Frostschutt) entstehen, von groben Blöcken bis zu Schluff und (vermutlich) Ton. Die Entstehung kleinster Korngrößen verlangt ein Gefrieren von Kapilar- und Haftwasser, was nur bei einigen Minusgraden möglich ist und dadurch eher bei starken jahreszeitlichen als bei täglichen Frostwechseln zu erwarten ist. Primärrisse sind für die Frostverwitterung zwar nicht notwendig, eine starke Klüftung oder ausgeprägte Gesteinsschichtung beschleunigt und intensiviert die Frostverwitterung jedoch. Frostverwitterung dominiert den periglazialen Formungsbereich (Periglazial), ist aber weder allein auf diesen beschränkt, noch schließt sie im periglazialen Raum und in Hochgebirgen eine ebenfalls existierende chemische Verwitterung aus.

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

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