Entstehung von Strukturen durch Erosion einer Sedimentschicht

mit Éric Clément, Florent Maloggi, Peter Lee, José Lanuza

erosion patterns — Verschieden Erosionsmotive.

Ohne die Erosion durch Wasser wäre die Oberfläche unseres Planeten nicht wiederzuerkennen: Berge, Meeresküsten, Schluchten, Flüsse werden durch Erosion geformt, und selbst im kleinen Maßstab sind von Wasser gegrabene Furchen am Strand oder auf unbewachsenen Hängen leicht zu beobachten. Gleichwohl gibt es noch große Lücken in unserem Verständnis von Erosion und Sedimenttransport.

phase diagram — Karte der Strukturen, die in einem aus dem Wasser gezogenen Sediment entstehen, in Abhängigkeit von Geschwindigkeit und Böschungswinkel (unten: Schema des Experiments).

In unserem Experiment wird eine unter Wasser gebildete Sedimentschicht gleichmäßig aus dem Wasser gezogen. Aus der Sicht des Sediments sinkt also das Wasserniveau.

Der Vorteil eines Laborexperiments ist die völlige Kontrolle der beteiligten Parameter: Sinkgeschwindigkeit des Wassersniveaus, Böschungswinkel, Dicke der Sedimentschicht, Größe der Körner, aus denen das Sediment besteht, … Wir konnten also die beteiligten Kräfte berechnen und zeigen, dass das Verhältnis von Scherkraft und Gewicht bestimmt, ob Erosionsstrukturen entstehen oder nicht. Dieser Parameter ist Geologen als Shields-Zahl wohlvertraut im Studium der Dynamik von Flussbetten. Zudem konnten wir auch bestimmen, welche einer Vielzahl von Strukturen durch welche Werte für die Parameter Sinkgeschwindigkeit und Böschungwinkel erzeugt werden.

Mehr Details sind in einem Artikel zu dem Experiment zu finden.

Last modified: 18 Jul 2020