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• http://www.etymologie.info/

Porosität

In der Geologie, Hydrogeologie und Bodenkunde bezeichnet die Porosität das Verhältnis des Volumens aller Hohlräume eines porösen Festkörpers zu dessen äußerem Volumen. Es handelt sich also um ein Maß dafür, wie viel Raum der eigentliche Feststoff aufgrund seiner Körnung oder Klüftung innerhalb eines definierten Volumens ausfüllt bzw. welche Hohlräume er in diesem bildet. Die Poren sind dabei in der Regel mit Luft und/oder Wasser gefüllt.

Die Porosität wird üblicherweise in Prozent oder als Fraktion (Bruchteile von 1 = %/100) angegeben und mit dem Formelbuchstaben Φ bezeichnet. Die Gesamtporosität einer Probe setzt sich zusammen aus der Summe der Hohlräume, die untereinander und mit der Umgebung in Verbindung stehen (Nutzporosität) und den nicht miteinander verbundenen Hohlräumen (abzementierte oder geschlossene Porosität).
In der Erdöl-/Erdgasindustrie spielt die Nutzporosität eine große Rolle, da nur durch die untereinander in Verbindung stehenden Poren Fluide (Wasser, Öl oder Gas) fließen können. Weiterhin gibt die Nutzporosität an, wie viel Kohlenwasserstoffe maximal in einer Lagerstätte vorhanden sein können.

In der Werkstoffkunde erfolgt die Klassifizierung poröser Materialien nach der Größe der Poren:

mikroporös: Poren < 2 nm

mesoporös: Porengröße zwischen 2 und 50 nm

makroporös: Poren > 50 nm

Typische Werte

Typische, real gemessene Gesamtporositäten:

• Sandstein: 5 bis 40 %, typisch 30 % (abhängig von Korngrößenverteilung, Art des Bindemittels und Konsolidierung)
• Kalkstein oder Dolomit: 5 bis 25 % (abhängig von Lösungsprozessen durch Grundwasser und Verwitterung)
• Tonstein: 20 bis 45 % (aufgrund des kleine Durchmessers der Poren jedoch kein Speichergestein)
• Schieferton: >10%

Sedimente und Sedimentgesteine weisen ein ePorosität von etwa 10-40 % auf, Metamorphite und Magmatite hingegen nur rund 1-2 % Einstufung von Porositäten im Hinblick auf Lagerstättenbewertung:

Vernachlässigbar	Φ < 4 %
Niedrig	4 < Φ < 10 %
Gut	10 < Φ < 20 %
Ausgezeichnet	Φ > 20 %

Wasser

zu machen: padding Lizenzhinweis bei Häckel zum Wasser nur 23,4 M km3 Grundwasser, 24,4 M km3 Polareis, 48,021 M km3 Süßwasser, 0,017 M km3 Bodenwasser Salzwasser 96,53%, Süßwasser 3,47%

Monsun

• veringerrung SST in sommerhemis (
  • reduktion crossäquatoriale gradientkraft > schwächung monsunwinde
  • einfluss sättigungsdampfdruck (
• 1987 starker el nino > schwacher monsun (17 below norm)
• 1988 starke el nina > starker monsun (13 above norm)
• 1982/83 starker ENSO "Great World Drought"

Einleitung

Der indische Monsun stellt ein wichtiges Elemente der globalen Atmosphärenzirkulation dar und ist Teil des Verbundsystems von Monsunphänomenen im Raum des indischen Ozeans. Die von ihm verursachten Niederschläge sind hauptverantwortlich für den klimatischen Charakter des indischen Subkontinents und stehen als Gegensatz zu den subtropisch-ariden Klimaten der großen Wüsten, welche in diesem Breitengradbereich dominant sind. Für die indische Bevölkerung und insbesondere die indische Landwirtschaft besitzt der Monsun daher eine elementare Bedeutung. Dem klimatischen Wandel des indischen Monsuns und der Vorhersage der Monsunregenfälle kommt folglich eine ebenso elementare Bedeutung zu.

Definition des Monsunbegriffes

Bei einem Monsun handelt es sich um eine großräumige Luftzirkulation der unteren Troposphäre im Gebiet der Tropen und Subtropen, bedingt durch einen ausgeprägten meridionalen Luftdruckgradienten in Folge der unterschiedlichen Erwärmungseigenschaften von Meeres- und Landoberflächen (für eine detaillierte Darstellung siehe Holton et. al. 2002). Nach Chromow (1957) und Ramage (1971) hat ein Monsun mehrere Kriterien. Demnach ist dessen Hauptmerkmal der Wechsel zwischen den häufigsten Bodenwindrichtungen im Januar und Juli um einen Winkel von mindestens 120°, verbunden mit einer gemittelte Häufigkeiten der Hauptwindrichtungen von über 40 %. Weitere Kriterien sind eine mittlere resultierende Windgeschwindigkeit von mindestens 3 m/s und das Auftreten nur eines Zyklone-Antizyklone-Wechsel in jedem der Monate Januar und Juli pro zwei Jahren auf einer Fläche von fünf Breitengraden mal fünf Längengraden.

Nach diesen Kriterien werden nur das indische, südostasiatisch-nordaustralische und afrikanische Monsunphänomen auch als Monsun klassifiziert, wobei deren Benennung nicht einheitlich ist und im weiteren nur der indische Monsun betrachtet werden soll.

Besonderheiten des indischen Monsun

Der indische Monsun zeichnet sich vor allem durch seine atmosphärische Höhenwirkung aus. Er ist der einzige Monsun, welcher eine Wirksamkeit bis weit in die freie Atmosphäre aufweist. Damit verbunden ist eine hoch reichende konvektive Bewölkung mit der Folge von außergewöhnlich starken Monsunregenfällen, welche im Juni bis September mit dem Südwest-Sommermonsun für circa 85 % der gesamten Jahresniederschläge des indischen Subkontinents verantwortlich sind (Singh 2001). Die mittlere jährliche Niederschlagsmenge beträgt dabei 852 mm mit einer Standardabweichung von 84 mm (Holton et. al. 2002), was den regelmäßigen und im Vergleich zu anderen Wetterphänomenen sehr verlässlichen Charakter des indischen Monsuns heraushebt. Die räumliche Verteilung dieser Niederschläge und deren zeitliche Ausbreitung kann Abbildung 1 entnommen werden.

Eigenschaften des Monsunregens

Die Niederschlagsverteilung des indischen Monsunregens zeigt eine stark regionale Auflösung. Bedingt wird dies vor allem durch morphologische Faktoren. Während die Lee-Seite eines Gebirges durch Föhneffekte gekennzeichnet ist und oft nur geringe Jahresniederschläge aufweist, zeigt sich der gegenteilige Effekt an deren Luv-Seite, bedingt durch Steigungsregen. Am stärksten ausgeprägt sind diese Steigungsregen an der Südseite des Himalaya, da hier der Monsunwind feuchte ozeanische Luftmassen heranführt, adiabatisch abkühlt und so eine labile Atmosphärenschichtung hervorruft. Dies führt dazu, dass an den Westghats Jahresniederschläge von mehr als 9000 mm vergleichsweise häufig sind. So finden sich auch in Mawsynram mit 11872 mm der weltweit höchste gemittelten Jahresniederschlag und in Cherrapunji der Einzeljahresrekord von 26461 mm. Da diese Niederschläge mehrheitlich in einem sehr kurzen Zeitraum von nur wenigen Monaten auftreten, weisen sie zudem einen hohen Abflussbeiwert auf und sind damit stark erosions- und hochwasserwirksam. Höhe Gefälle in Richtung des Golfs von Bengalen kanalisieren diesen Abfluss in die Tiefebene von Bangladesh, was auch bedingt, das unter anderem Ganges und Brahmaputra hier ihren Mündungsbereich besitzen. Neben rein orografischen Faktoren und einer Abhängigkeit der Monsunregenfälle von der Stärke des Monsuns insgesamt, zeigt sich jedoch auch der Einfluss synoptischer Tiefdruckgebiete, welche sich über dem Golf von Bengalen ausbilden. Deren westwärts gerichtete Zugmuster führen zu Unterbrechungen und kleinskaligen Störungen innerhalb der Monsunregenfälle mit einem Rhythmus von grob 10 bis 30 Tagen (Holton et. al. 2002).

Auswirkungen schwacher Monsunregenfälle

Bei einer starken Minderung der monsunalen Niederschläge kann die indische Landwirtschaft nicht intensiv betrieben werden und die Bevölkerung wäre dann auch nicht annähernd versorgbar. Hierbei ist der Wintermonsun sehr trocken und zeigt nur minimale, sehr wechselhafte Niederschläge, weshalb es bei einer Verzögerung des regenreichen Sommermonsuns zu großen Dürren und in der Folge Ernteausfällen kommen kann [3]. Besonders drastisch zeigen sich diese Effekte bei einer unzureichenden Vorsorge in Form von Wasserreserven.

Auswirkungen starker Monsunregenfälle

Allgemein verstärken hohe Monsunregenfälle die Abflussbildung und Erhöhen damit das Hochwasserrisiko. Die durch den Monsunregen bedingten Überschwemmungen führen immer wieder zu humanitären Notsituationen. Am meisten hiervon betroffen sind die Küstengebiete und im speziellen Bangladesch, welches aufgrund seiner oben dargelegten Lage ein Sammelbecken für Monsunregenfälle darstellt. Eine hohe Gefahr geht jedoch auch von Schlammströmen aus. Bei unangepassten Anbautechniken bzw. Pflanzenarten kommt es zu einer verstärkten Bodenerosion, durch welche der Mutterboden leicht abtragen werden kann. Dies führt letztendlich zur Degradation des Bodens, welche bereits an vielen Orten weit fortgeschritten ist und eine landwirtschaftlichen Nutzung unmöglich macht.

Geschichte des indischen Monsuns und der Monsunforschung

Die Erforschung des indischen Monsuns hat eine lange Geschichte, welche meist eng mit dessen Auswirkungen auf den Menschen verbunden sind, also insbesondere in Bezug auf Dürren und Hungersnöte im Zuge schwacher Monsunregenfälle. Schon 1668 leistete Edmond Halley Pionierarbeit in der Monsunforschung und erkannte dessen thermische Bedingtheit. Hierzu traten später die Forschungen von Blanford (1860), Supan (1881) und Todd (1888), welche besonders unter dem Eindruck des außergewöhnlich schwachen Monsuns in den Jahren 1877/78 standen. Eine sehr wichtige Rolle spielten in der Folge die Forschungen von Sir Gilbert Walker (1909, 1924), welcher die Wechselbeziehungen der nach ihm benannten Walker-Zirkulation erforschte. Im Kontrast hierzu stehen die monsunbedingten Hungersnöte, vor allem in den Jahren 1770 in den Bengalen, 1866 in Orissas und 1943 erneut in den Bengalen. Letztere forderte mehr als drei Millionen Todesopfer und gilt als die größte Hungersnot des 20. Jahrhunderts. Bei den letzten schwachen Monsunen in den Jahren 1987/88 kam es hingegen aufgrund internationaler Hilfemaßnahmen und einer Intensivierung der indischen Landwirtschaft im Zuge der grünen Revolution zu keiner dramatischen Hungersnot.

• Vor 400 Jahren, während der so genannten Kleinen Eiszeit, waren die Monsun-Niederschläge demnach besonders niedrig. Mit dem späteren Anstieg der Temperaturen nahmen die Regenfälle dann wieder zu, besonders stark aber im 20. Jahrhundert. Da die meisten Klimamodelle einen weiteren Temperaturanstieg in den kommenden Jahrzehnten vorhersagen, schlussfolgern die Forscher, dass auch mit stärkerem Monsunregen zu rechnen ist.

Wandel des indischen Monsuns

El Niño – Southern Oscillation (ENSO)

Die Wechselwirkungen zwischen ENSO und asiatischem Monsun gestalten sich sehr komplex und können noch nicht als abschließend geklärt gelten. Bereits Walker setzte jedoch den Southern Oscillation Index mit einer innerjährlichen Abschwächung des indischen Sommermonsuns in Verbindung, wobei sich eine negative Rückkopplung zwischen der Stärke der Monsunregenfälle und der des El Niño zeigte bzw. in Analogie hierzu eine positive Rückkopplung in Bezug auf die Stärke des La Niña-Phänomens. Generell lässt sich jedoch in den letzten Jahrzehnten und insbesondere ab 1992 ein abnehmender Einfluss des El Niño auf den indischen Monsun feststellen. Es ist jedoch noch weitgehend ungeklärt, weshalb es hierzu kommt und vor allem wie nachhaltig dieser Wandel ist (Chakraborty&Krishnamurti 2003).

• die Stärke des indischen Monsuns hängt stark von einer thermischen Antizyklone mit 100-300 hPa in der oberen Troposphäre über dem Himalya-Plateau ab. Diese starke Druckgebilde führt zur Entstehung eines hohen Oststrahlstroms über Südindien. Es konnte beobachtet werden, daß sich zonale Ostwinde im 250hPa-Niveau über dem indischen Monsungebiet zwei Monate vor dem Eintreten eines ENSO-Ereignisses abschwächten. (http://www.geographie-diplom.de/Texte/Physisch/klima10.htm)

• In Indonesien sind über 93% aller Dürren während der Monsun-Zeit mit ENSO-Ereignissen assoziiert, 78% aller ausbleibender Monsune hängen mit ENSO-Events zusammen. (http://www.geographie-diplom.de/Texte/Physisch/klima10.htm)

Albedo und Meeresoberflächentemperatur

Da der Wärmehaushalt von Oberflächen eine zentrale Rolle für die Entwicklung eines Monsuns spielt, wurden zwischen dessen Stärke und den Größen dieses Haushaltes schon früh Korrelationen festgestellt. Die Albedo spielt in diesem Zusammenhang besonders in Bezug auf das tibetanische Hochplateau eine hervorgehobene Rolle, da dieses als eine Art erhobene Heizfläche fungiert und dessen Effekte dabei bis in die obere Troposphäre nachweisbar sind. Grad, Alter und Höhe der Schneebedeckung sind dabei wichtige Eingangsgrößen. Die Meeresoberflächentemperatur (SST) des indischen Ozeans und damit verbunden dessen Strömungs- und Konvektionsverhalten bestimmt die letztendliche Stärke des indischen Monsuns entscheidend mit. Der Einfluss der SST auf den meridionalen Druckgradienten spiegelt sich insbesondere in der Stärke der Monsunregenfälle wieder, da die monsunale Zirkulation im Falle einer schwachen Ausprägung dieses Gradienten große Bereiche des Ozeans nicht oder nur kaum erfasst (Holton et. al. 2002).

• die Stärke des indischen Monsuns hängt stark von einer thermischen Antizyklone mit 100-300 hPa in der oberen Troposphäre über dem Himalya-Plateau ab. Diese starke Druckgebilde führt zur Entstehung eines hohen Oststrahlstroms über Südindien. Es konnte beobachtet werden, daß sich zonale Ostwinde im 250hPa-Niveau über dem indischen Monsungebiet zwei Monate vor dem Eintreten eines ENSO-Ereignisses abschwächten. (http://www.geographie-diplom.de/Texte/Physisch/klima10.htm)

• mehr Schnee im Winter in Asien (1 Jahr vor WALKER-Zirkulations-Zusammenbruch -> abgeschwächter Jet stream -> kein / kaum indischer Monsun (http://www.geographie-diplom.de/Texte/Physisch/klima10.htm)

Monsunvorhersage

Es wurden zwar im Rahmen der vielseitigen Wechselwirkungen des Monsuns mit anderen Klimafaktoren zahlreiche Modelle entwickelt, jedoch konnte bisher auch im Rahmen der dynamischen Monsuntheorie keine ausreichende Prognosequalität erreicht werden (Barry&Chorley 2003).

Zusammenfassung und Schlussfolgerungen

Der indische Monsun und insbesondere die Verteilung der Monsunniederschläge zeigen eine Abhängigkeit von einer Vielzahl sich wechselseitig beeinflussender Faktoren unterschiedlichster Größen- und Zeitskalen. Es liegt zwar ein weitgehendes Verständnis für diese Faktoren und viele ihrer Wechselwirkungen vor, jedoch reicht dieses nicht aus, um den Monsun und die Monsunniederschläge zuverlässig zu prognostizieren. Aus der zunehmenden Labilität des Weltklimas im Verbund mit einer Erhöhung der inter- wie intraannuellen Variabilität des indischen Monsuns ([1]/[2]), erwächst jedoch die Notwendigkeit einer solchen Prognose. Zwar sind durch internationale Hilfsmaßnahmen und eine Steigerung der landwirtschaftlichen Produktion größere Hungerkatastrophen unwahrscheinlich, jedoch ist die zu einem Großteil noch im Sinne einer Agrargesellschaft geprägte indische Wirtschaft sehr krisenanfällig für derartige Schwankungen des Monsuns. Mit einer Zunahme der Niederschläge sind jedoch auch Nordostindien und insbesondere Bangladesh durch ein immer höheres Überschwemmungsrisiko gekennzeichnet.

• http://www.iac.ethz.ch/people/stefanbr/teaching/vorlesung1/

Verlehmung

Unter Verlehmung versteht man in der Bodenkunde einen bodenbildenden Verwitterungsprozess

• allgemein ist die Verlehmung die Bildung von Tonmineralen im Boden

1, Umwandlung von Schichtsilikaten und insbesondere Glimmern in Tonminerale durch Verwitterungsprozesse (ersetzen der K+ Ionen durch andere Kationen, niedriger pH-Wert) 2, Synthese aus Zerfallsprodukten verschiedenster Silikate (Verwitterung durch Hydratation und Hydrolyse) > Tonmineralneubildungen sekundärer Tonminerale (z. B. Illit, Vermiculit und Smectit)

• Umwandlung ortsgebunden > bis hierher keine Tonmineralverlagerung (Lessivierung)

Die Verlehmung bildet einen der

Literatur

• Scheffer F., Schachtschabel P. (2002): Lehrbuch der Bodenkunde. Spektrum Akademischer Verlag. 15. Auflage. ISBN 3827413249
• Kuntze H., Roeschmann G., Schwerdtfeger G. (1994): Bodenkunde. UTB, Stuttgart. 5. Auflage. ISBN 3825280764

Weblinks

• Lernmodul zur Verlehmung bei WebGEO

Verbraunung

Unter Verbraunung versteht man in der Bodenkunde einen bodenbildenden Verwitterungsprozess

Vorraussetzungen

• eisenhaltige Silikate wie Biotite, Olivine, Amphibole (Hornblende) und Pyroxene (Augit) zur Freisetzung von Eisenionen i. d. R. durch Hydrolyse
• setzt erst nach Entkalkung (pH<7) in größerem Umfang ein, da Pufferwirkung (Neutralisation der Säuren) > erhöhte Freisetzung von Eisenionen

Prozesse:

• zunächst Hydratisierung der Kationen (vor allem der Kalium-Ionen, hier im Speziellen betrachtet) im Randbereich des Minerals (Kationenaustauschkapazität wichtig) > Abspaltung der Kalium-Ionen durch Hydrolyse (Kalilauge als Bodenlösung)
• Neutralisation der Kalilauge, Abführung der Kalium-Ionen (Auswaschung, Pflanzenaufnahme)
• fortschreitende Hydrolyse > Aufspaltung der Sauerstoffbindungen und damit Zerstörung des Kristallgitters im Randbereich (siehe auch Verlehmung 2,) > Bildung und Ausfällung von Eisenoxiden/-hydoxiden (siehe Folgen) durch Oxidation der freigesetzten Eisenionen (Oxidationsverwitterung) > Zunahme der Wertigkeit, positiver Ladungsüberschuss, veränderter Ionendurchmesser
• oft zusätzlich Umhüllung der Eisenoxide zusammen mit organischen Verbindungen an der Oberfläche von Bodenpartikeln (metallorganische Komplexierung) > Verlangsamung der Hydrolyse an umhüllten Silikaten

Folgen: in kühlen und gemäßigten Breiten braune bis rotbraune Färbung des Bodens durch Umwandlung von Teilen des Cv in einen Bv Horizont: a, rostbraunes Ferrihydrit (Brauneisen) als Durchgangsstadium, später Dominanz des gelbbraunen Goethits bei trockenen und des Lepidokrokit bei nassen Bedingungen; Hämatit in subtropisch-tropischen Gebieten > stärker ziegelrot (bei Eisensulfiden auch Entstehung von Goethit über Hydrolyse von Eisensulfat) b, schwarzbraune Manganoxide

Hinweise:

• resultierendes Eisenoxid abhängig von Wertigkeit der Eisenionen in Bodenlösung, Milieubedingungen (pH-Wert, CO2-Partialdruck, Wassergehalt) und Fällungsgeschwindigkeit
• kann durch hohe Gehalte von Huminstoffen (braunfärbende Fulvosäuren) oder Calciumcarbonat-Auswaschung (Anreicherung Eisenoxide) vorgetäuscht werden
• Verbraunung auch im A-Horizont, wird jedoch dort durch dunklere Huminstoffe verdeckt (dort insbesondere metallorganische Komplexierung)
• durch physikalische Verwitterung und vor allem Frostverwitterung kann die Verbraunung gefördert werden

Literatur

• Scheffer F., Schachtschabel P. (2002): Lehrbuch der Bodenkunde. Spektrum Akademischer Verlag. 15. Auflage. ISBN 3827413249
• Kuntze H., Roeschmann G., Schwerdtfeger G. (1994): Bodenkunde. UTB, Stuttgart. 5. Auflage. ISBN 3825280764

Weblinks

• Lernmodul zur Verbraunung bei WebGEO

[[Kategorie:Bodenkunde]]

Entkalkung

Als Entkalkung bezeichnet man allgemein die Austragung von Kalziumkarbonat (Kalk) aus einem Medium, beispielweise eines Knochens oder Bodens.

In der Bodenkunde versteht man hierunter insbesondere die im Zuge der Bodenversauerung auftretende Carbonatverwitterung.

Siehe auch

• Verkalkung
• Kalkung

Literatur

• Scheffer F., Schachtschabel P. (2002): Lehrbuch der Bodenkunde. Spektrum Akademischer Verlag. 15. Auflage. ISBN 3827413249
• Kuntze H., Roeschmann G., Schwerdtfeger G. (1994): Bodenkunde. UTB, Stuttgart. 5. Auflage. ISBN 3825280764

Weblinks

• Lernmodule zur Bodenkunde bei WebGEO

[[Kategorie:Bodenkunde]]

Braunerde

Braunerden sind häufige Bodentypen des gemäßigt humiden Klimas mit der Horizontabfolge Ah/Bv/C. Typprägende Prozesse sind die Verbraunung bzw. Verlehmung des B Horizontes. Braunerden entwickeln sich vorwiegend aus silikatischem kalkfreiem oder kalkarmen Ausgangsgestein.

Sie entstanden aus Rankern oder Regosolen durch eine fortschreitende Bodenentwicklung. Je nach Ausgangsgestein unterscheiden sich Braunerden stark in ihren Eigenschaften. Braunerden aus Lockergesteinen wie z.B. Geschiebelehm weisen meist eine mittlere Basensättigung und eine mittlere bis hohe nutzbare Feldkapazität auf und werden oft ackerbaulich genutzt.

Braunerden auf silikatischem Festgestein an den Hängen der Mittelgebirge sind meist flachgründig bei hohem Skelettanteil und geringer Nährstoffversorgung und nutzbarer Feldkapazität. Sie werden meist forstwirtschaftlich genutzt.

Charakteristiken

• fortschreitende Bodenentwicklung führt zur Ausbildung eines B-Horizontes, man spricht von einer zunehmenden Profildifferenzierung
• wesentliche Grundprozesse hierbei sind Verbraunung und Verlehmung
• Einordnung der Braunerde in die Genesefolge der verschiedenen Bodentypen nach dem ursprünglichen Ausgangsgestein
• Bildung aus Rankern, Pararendzinen, Rendzinen oder Regosolen (kalkfrei oder kalkarm) durch Silikatverwitterung im nicht-humösen Bodenprofil (Bezug vorhergehende Vorträge)

Braunerdetypen

Je nach Zusatzmerkmalen und Nährstoffreichtum unterscheidet man u.a.:

• (Norm-)Braunerde
  • mit Ah/Bv/C - Profil
• Kalkbraunerde
  • mit A(c)h/Bcv/C(c) - Profil
• Humusbraunerde
  • mit Ah/Ah-Bv/(Bv/)C - Profil
• Lockerbraunerde
  • mit Ah/(Ah-)Bfv/lC - oder Ah/Ah-Bfv/II...- Profil
• Pelosol-Braunerde
  • mit Ah/Bv/IIP/C - Profil
• Podsol-Braunerde
  • mit (Ahe/)Ae/Bhs,Bsh,Bs/(Bhs-Bv/)Bv/C - Profil
• Pseudogley-Braunerde
  • mit Ah/Bv/(Bv-)Sw/(II)Sd - oder Ah/Sw-Bv/(Sd-Bv/)Sd - Profil
• Gley-Braunerde
  • mit Ah/Bv/(Bv-Go,Go-Bv/)Go/Gr - Profil
• Flache Braunerde über Terra fusca
  • mit Ah/Bv/II(Bv-)(r)T/cC - Profil
• Braunerde über Terra fusca
  • mit Ah/Bv/II(Bv-)(r)T/cC - Profil
• Flache Braunerde über Fersiallit
  • mit Ah/Bv/IIrBj/Cj/Cv - Profil
• Braunerde über Ferrallit
  • mit Ah/Bv/IIrBu/Cj/Cv - Profil

Einleitung

• terrestrischer Boden
• sehr häufige Bodentypen des gemäßigt humiden Klimas mit zahlreichen Subtypen und Varietäten
• Horizontabfolge Ah/Bv/C mit bis zu 1,5 m Profiltiefe und fließenden Horizontübergängen

Ah – humoser terrestrischer Oberbodenhorizont

Bv – verbraunter/verlehmter terrestrischer Unterbodenhorizont (gleitender Übergang)

C - terrestrischer Unterbodenhorizont (kaum verwittertes Ausgangsgestein, unterschiedliche Tiefe)

• Begriffsabgrenzung: sind BvC Horizonte zusammen kleiner 10 cm oder Steinanteil > 75%, so spricht lediglich man von einem verbraunten A/C-Boden

Kennwerte

• C/N Verhältnis zwischen 10 und 22
• Basensättigungsgrad zwischen 95 und 20
• Bodenzahlen zwischen 25 und 75

Eigenschaften

• je nach Mineralbestand und Verwitterungsexposition (vor allem Frostverwitterung) kann die Braunerde ein relativ stabiles Stadium der Bodenbildung repräsentieren, sich jedoch auch zur Parabraunerde (Tonverlagerung) oder Podsol (Eisenoxid- und Humusverlagerung) weiterentwickeln
• insgesamt sehr variable Bodeneigenschaften
• basenreiche Braunerden (eutroph, BS > 50%) aus basenreichen Magmatiten wie Basalt oder Gabbro meist reich an Ca- und Mg- Ionen mit stabilem Gefüge und tiefgründig; ph-Wert im Oberboden bei ca. 4,5 und im Unterboden bei ca. 5,5
• unter Wald geringerer BS-Wert bis 20% > mesotrophe Braunerde (Durchgangsstadium zu Parabraunerde)
• bei basenreichen Braunerden Bildung Mull unter Laub- und Mischwald und Moder unter Nadelwald (geringer pH, im Extremfall Rohhumus)
• basenarme Braunerden (dystroph, BS < 20%) weisen stabile Aggregatbildung auf (Al-Ionen, verklebende Wirkung der Eisenoxide)

• sehr großes Korngrößenspektrum mit Sand, Schluff und Lehm
• folglich stark variierendes Gefüge und unterschiedliche organische Gehalte
• bei Sand: Gesamtporenvolumen nimmt von oben nach unten ab, Zunahme des Grobporenanteils; hohe Wasserleitfähigkeit durch Grobporen
• Wasser- und Lufthaushalt stark abhängig vom Grad der Verlehmung, der Korngröße und dem Skelettgehalt

Verbreitung und Nutzung

• beschränkt auf eisenhaltige und silikatreiche Festgesteine bzw. deren Verwitterungsprodukte, periglazialen, silikatreichen Ton und schluffhaltige Sande
• sehr weite Verbreitung im gesamten gemäßigt-humiden Klimabereich, jedoch meist keine größeren Flächen
• Nutzung meist als Waldstandort da oft flachgründig und hoher Steingehalt; bei Düngung und Beregnung aber auch hoher landwirtschaftlicher Ertrag (siehe Bodenzahlen)
• basenreiche Braunerden in Mitteleuropa selten, basenarme hingegen häufig in Mittelgebirgslagen (Granit-, Grauwacken-, Tonschiefer-, Sandstein-Fließerden), meist vergesellschaftet mit Rankern und Podsolen (S&S):
• Vorkommen in Nordeutschland durch Entwicklung aus Sandböden; Vergesellschaftung mit Podsolen
• mesotrophe Braunerden in ozeanischen Klimaten (Allgäu, England) weit verbreitet

Systematik

Braunerden besitzen zahlreiche Subtypen mit jeweils charakteristischen Eigenschaften und Entsprechungen der hier genutzten diagnostischen Horizonteinteilung (SYST 4 der AK Bodensystematik) zu anderen Klassifikationsschemen (FAO, USDA etc.), worüber im Folgenden ein kurzer Überblick gegeben werden soll (Quelle [2], [3] und Scheffer&Schachtschabel 2002):

Bodenklasse: Braunerden (B)

- Verwitterung verbraunter/verlehmter Bv-Horizont kennzeichnend (siehe oben) FAO: Sehr unterschiedlich, häufig Cambisole.

Bodentyp: Braunerde (BB)

- Ah/Bv/C - Profil (Charakteristika siehe oben) FAO: Cambic B-Horizont, deshalb meist Cambisol; wenn gröber als sandiger Lehm: Arenosol; wenn vergleyt oberhalb 5 dm: Gleysol; wenn Tongehalt 30 - 45% und starkes Absonderungsgefüge: Vertisol; wenn aus stark verwitterter Vulkanasche (Bims): Andosol; wenn beginnende Podsolierung: Cambic Podzol.

Subtypen

BBn - (Norm-)Braunerde (Normalsubtyp) - Ah/Bv/C - Profil - Reaktionsbereich im Bv-Horizont (gleichmäßig braun durch feinverteilte Eisenoxide) von neutral bis sehr stark sauer FAO: Gleyic Cambisol, Vertic Cambisol, Dystric Cambisol, Chromic Cambisol, Eutric Cambisol, Ferralic Cambisol; wenn gröber als sandiger Lehm: Arenosol.

BBc - Kalkbraunerde (Abweichungssubtyp) A(c)h/Bcv/C(c) - Profil - Sekundärcarbonatanreicherung, nicht immer bis in den Oberboden carbonathaltig FAO: Wenn kalkhaltig 2 - 5 dm: Calcaric Cambisol; wenn Kalk tiefer 5 dm: Eutric Cambisol; wenn stark kalkhaltig (Sekundärkalk): Haplic Calcisol.

BBh - Humusbraunerde (Abweichungssubtyp, humose Braunerde) Ah/Ah-Bv/(Bv/)C - Profil - mehr als 4 dm Mindesthumusgehalt im Ah-Bv-Horizont wie bei Ah. FAO: Humic Cambisol.

BBl - Lockerbraunerde (Abweichungssubtyp) Ah/(Ah-)Bfv/lC - oder Ah/Ah-Bfv/II - Profil - Gesamtporenvolumen im Bfv-Horizont über 60% - in der Regel stark bis sehr stark sauer (pH <4,8) - oft tiefreichend humos, z.T. allophanhaltig - stabiles Gefüge; Entwicklung aus magmatischen Gesteinen in höheren Berglagen bzw. auch häufig vulkanischen Tuffen FAO: Wenn "andic properties": Umbric oder Haplic Andosol; sonst: Dystric Cambisol.

BB\DD - Pelosol-Braunerde (Übergangssubtyp, flache Braunerde über Pelosol) Ah/Bv/IIP/C - Profil mit Ah/Bv gleich 1,5-3 dm - eigentlich überlagernder Boden, jedoch als Übergangssubtyp klassifiziert da Peloturbation noch aktiv - Ah- und Bv-Horizont in der Regel entstanden aus tonärmerer Lage <3 dm über Ton- oder Tonmergelgestein FAO: Wenn Tongehalt > 30% und Trockenrisse bis 5 dm: Vertisol; wenn vertische Eigenschaften: Vertic Cambisol; sonst: Eutric oder Chromic Cambisol.

PP-BB - Podsol-Braunerde (Übergangssubtyp) (Ahe/)Ae/Bhs,Bsh,Bs/(Bhs-Bv/)Bv/C - Profil mit (Ahe/)Ae/Bhs,Bsh,Bs unter 1,5 dm FAO: Wenn "spodic horizon": Podzol; sonst: Dystric Cambisol.

SS-BB - Pseudogley-Braunerde (Übergangssubtyp) - Ah/Bv/(Bv-)Sw/(II)Sd - oder Ah/Sw-Bv/(Sd-Bv/)Sd - Profil mit Ah/Bv gleich 4-8 dm FAO: Wenn Ah+Bv > 5 dm: Gleyic Cambisol; wenn abrupte Texturgrenze Sw/Sd: Planosol.

GG-BB - Gley-Braunerde (Übergangssubtyp) Ah/Bv/(Bv-Go,Go-Bv/)Go/Gr - Profil mit Ah/Bv gleich 4-8 dm - Obergrenze des Go-Horizontes einschließlich der Übergangshorizonte 4 - 8 dm unter GOF, - Obergrenze des Gr-Horizontes häufig > 13 dm unter GOF. FAO: Wenn Ah+Bv > 5 dm: Gleyic Cambisol; sonst: Dystric, Eutric oder Umbric Gleysol.

LL-BB - Parabraunerde-Braunerde (Übergangssubtyp) Ah/Al-Bv/(II)Btv/(Bv/)C - Profil Tongehaltsdifferenz zwischen Al-Bv- und Btv-Horizont (in Masse%): 1 - 3% bei < 17% Ton und < 50% Schluff im Btv, 2 - 5% bei < 17% Ton und > 50% Schluff sowie bei 17 - 45% Ton im Btv, 3 - 8% bei > 45% Ton im Btv. FAO: Alle Luvisols, meist Haplic Luvisol.

Literatur

• Scheffer F., Schachtschabel P. (2002): Lehrbuch der Bodenkunde. Spektrum Akademischer Verlag. 15. Auflage. ISBN 3827413249
• Kuntze H., Roeschmann G., Schwerdtfeger G. (1994): Bodenkunde. UTB, Stuttgart. 5. Auflage. ISBN 3825280764
• AG BODEN: Bodenkundliche Kartieranleitung. (KA4) 4. Auflage. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe und Geologische Landesämter, Hannover 1994. 392 Seiten. ISBN 3510958047

Weblinks

• http://www.wald.de/wald/boku/boden.htm
• http://www.uni-giessen.de/bodenkunde/content/lernprog/soilinfo.html#11

Pelosol

Pelosole sind Tonböden. Das typische Profil ist eine A – P – C wobei der P-Horizont ein „Aufweichungshorizont“ ist der durch Quellungs- und Schrumpfungsvorgänge geprägt ist. Weitere Prozesse, die zur Entstehung eines Pelosol führen, sind eine fortgesetzte Verbraunung, Entkalkung, und Versauerung.

Von einer Pelosol- Braunerde spricht man dann, wenn die Eigenschaften des Pelosols denen einer Braunerde zuneigen.

• Entwicklung aus tonreichen Gesteinen (terrestrischer Boden)
• Profil: (P)-Ah-P-C (kaum farbliche Unterscheidung zwischen P und C Horizont)
• meist über 45% Tonanteil
• P – mineralischer Unterbodenhorizont aus Tongestein

Genese

• stark tonhaltiges Ausgangsgestein (Tonmergelstein, Schieferton oder tonreiche Sedimente)
• Tonmineralquellung durch anhaltende Durchfeuchtung (Aufweichung und Zerteilung)
• Entstehung eines Koheräntgefüges als Resultat der Verwitterung (u. a. auch Frostsprengung, in vielen Fällen unter periglazialen Bedingungen im Pleistozän)
• bei Schrumpfung setzt eine Aggregatabsetzung ein
• im weiteren Verlauf Umwandlung in Absonderungsgefüge durch Wechselfeuchte (Prismen im Unterboden, darüber Polyeder bis Subpolyeder), dabei starke Durchmischung des Bodenmaterials (Peloturbation)
• Prismen oft mit glänzenden Scherflächen durch Toneinregelung in der Folge einer Verschiebung von Bodenaggregaten gegeneinander (Wirkung des Quellungsdruckes)
• oft Verbraunung (schwache Tonmineraleumwandlung in Al- und teilweise auch Mg-Chlorite); manchmal nur Oxidation von sulfidischen oder carbonatischem Eisen (vor Entkalkung)
• bei ebener Lage Weiterentwicklung zu Pelosol-Pseudogleyen (Stauwasser)
• manchmal tonärmere Auflagerungen (Fremdsedimentbeimengungen oder Tonverlagerung) bis 40 cm; als Folge keine Bildung von Absonderungsgefügen im Oberboden mit dem Resultat von Pelosol-Pseudogleyen oder Pelosol-Braunerde
• Entschluffung durch Aufstieg grobkörniger Partikel als Folge von Quellung/Schrumpfung

Eigenschaften und Nutzung

• trotz hohem Wassergehalt nur ein geringer Anteil an verfügbarem Wasser
• Luftarmut bei hoher Feuchte
• bis mind. 100 cm Carbonatfrei
• bei Trockenheit ausgeprägte Schrumpfungsrisse (sehr hart), Quellung bei hoher Feuchte (oft verbunden mit Luftmangel; Verdichtungsgefahr da hochplastisch) > schwierig zu bearbeiten ("Minutenböden") > meist nur Grünland oder Wald
• Ackerbau meist nur auf Parendzina-Perosolen mit höherem Karbonatgehalt > Durchwurzelbarkeit und Lufthaushalt besser als bei andere Pelosolen, leichtere Pflugarbeit

Verbreitung

• in Mitteleuropa vor allem auf mesozoischen Tonen und Tonmergeln, oft mit Pelo-Gleyen in in Senken vergesellschaftet
• ansonsten auch auf pleistozänen Beckentonen, tonreichen Geschiebemergeln und tonig verwitterten basischen Vulkaniten

[[Kategorie:Bodentyp]]

Systematik

• ältere Bezeichnungen: u. a. bunter Tonboden, Mergelboden, Lettenboden
• im Falle von ausgeprägten Trockenrissen in WRB-, FAO-, und US Systematik zur Gruppe der Vertisole gehörig , ansonsten auch Cambisole (WRB) und Haplumbrepts (US)

Bodentyp: Pelosol (DD)

Boden mit (P-)Ah/P/C - Profil (Charakteristika siehe oben) FAO: Wenn Trockenrisse manches Jahr in 5 dm Tiefe > 1 cm breit und sich kreuzende "Slickensides": Vertisole; sonst: Vertic Luvisole oder, wenn < 5 dm tief meist Vertic Cambisole (Leptosole, Regosole).

Subtypen:

DDn - (Norm-)Pelosol (Normsubtyp) - (P-)Ah/P/i,eC - Profil mit (P-)Ah/P über 3 dm - Reaktionsbereich im Solum von neutral bis stark sauer - P-Horizont hochplastisch, carbonatfrei - im Allgemeinen ohne stärkere Farbveränderungen gegenüber dem Ausgangsmaterial. FAO: Wenn Basensättigung in 2 - 5 dm Tiefe >= 50%: Eutric Vertisol; wenn Basensättigung in 2 - 5 dm Tiefe < 50%: Dystric Vertisol; wenn P < 5 dm tief: Vertic Cambisol.

DDh - Humuspelosol (Abweichungssubtyp) - Ah/Ah-P/(P/)i,eC - Profil mit Ah/Ah-P > 4 dm - Mindesthumusgehalt im Ah-P-Horizont wie bei Ah. FAO: Wie (Norm-)Pelosol.

RN-DD - Ranker-Pelosol (Übergangssubtyp) - Ah/(ilCv-)P/imC - Profil mit Ah/(ilCv-)P unter 3 dm FAO: Verti-Eutric Leptosol.

RQ-DD -Regosol-Pelosol (Übergangssubtyp) - Ah/ilCv-P/ilCv/imC - Profil mit Ah/ilCv-P/ilCv über 3 dm - ilCv-Horizont besteht in der Regel aus Tonsteingrus. FAO: Wenn Cv-P-Horizont < 2,5 dm tief: Eutric oder Dystric Regosol; sonst: Vertic Cambisol.

RZ-DD - Pararendzina-Pelosol (Übergangssubtyp) - (e)Ah/elCv-P/(elC/)emC - Profil FAO: Wenn Cv-P-Horizont < 2,5 dm tief: Calcaric Regosol; sonst: Vertic Cambisol.

BB-DD - Braunerde-Pelosol (Übergangssubtyp) Ah/Bv-P/(P/)i,eC - Profil mit Ah/Bv-P/(P/) über 3 dm - Bv-P-Horizont (braun) in der Regel in einer lößlehmhaltigen periglaziären Lage entwickelt. FAO: Wenn Bv-P+P-Horizont tiefer als 5 dm: Dystric oder Eutric Vertisol; wenn Bv-P+P-Horizont < 5 dm tief: Vertic Cambisol.

SS-DD - Pseudogley-Pelosol (Übergangssubtyp) - (Sw-)Ah/Sw-P/Sd-P/(P/)i,eC - Profil FAO: Wenn P-Horizont tiefer als 5 dm: Stagni-Eutric Vertisol; sonst keine eindeutige Zuordnung wegen unsicherer Abstufung von Pseudovergleyung, Vergleyung und Tonverlagerung.

GG-DD - Gley-Pelosol (Übergangssubtyp) - Ah/P/P-Go/Gr - Profil mit Ah/P gleich 4-8 dm FAO: Wenn Go-Horizont oberhalb 5 dm: Verti-Eutric Gleysol; sonst: Eutric Vertisol, Vertic Cambisol.

Literatur

• Scheffer F., Schachtschabel P. (2002): Lehrbuch der Bodenkunde. Spektrum Akademischer Verlag. 15. Auflage. ISBN 3827413249
• Kuntze H., Roeschmann G., Schwerdtfeger G. (1994): Bodenkunde. UTB, Stuttgart. 5. Auflage. ISBN 3825280764
• AG BODEN: Bodenkundliche Kartieranleitung. (KA4) 4. Auflage. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe und Geologische Landesämter, Hannover 1994. 392 Seiten. ISBN 3510958047

Weblinks

• http://www.wzw.tum.de/bk/pdfs/vorlesungen/bk2_ss/tongest.pdf
• http://www.uni-giessen.de/bodenkunde/content/lernprog/soilinfo.html#20