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Geschichte der Geowissenschaften

Bildung und Typen von Flussterrassen (Richthofen, 1886)

Historische Arbeiten
W.Griem, 2020
Fig. 54: Flussterrassen (Richthofen, 1886)
Fig. 55: Erosion der Flussterrassen (Richthofen, 1886)

Geschichte der Geowissenschaften
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Titel der Abbildung: Diverse Flussterrassen (Richthofen, 1886).
Foto/Scan - Digital bearbeitet: (W.Griem, 2014, 2020); Aus: Ferdinand Freiherr von Richthofen - Abbildungen 54-60 Seite 205, 206 Original Version. Original-Größe der Abbildungen: 6 cm x 2.

Die Texte wurden digitalisiert (Pentax K3-II), und mit Corel Photo Paint (V.2018 / 2019) bearbeitet (2018-2020); die OCR und PDF - Dateien wurden mit ABBYY Fine Reader (Version 14) erstellt und bearbeitet. Die Texte wurden teilweise der heutigen Rechtschreibung angepasst. Die PDF Dateien wurden hiernach in "PDF Exchange Editor" nachbearbeitet.

Richthofen, F. (1886): Führer Für Forschungsreisen. - 745 Seiten, Berlin; Verlag Robert Oppenheim. [Sammlung W. Griem]

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Von Richthofen veröffentlichte einige Zeichnungen und eine exzellente Erläuterung über die Bildung der Flussterrassen. Das Werk von Ferdinand von Richthofen ist ein Meilenstein in den Geowissenschaften, zu einem kann Richthofen als Begründer der systematischen Geomorphologie angesehen werden, zum Anderen kann sein Buch von 1886 fast allen wissenschaftlichen Kriterien standhalten:
a) Eine klare, logische, didaktische Gliederung.
b) Klare Texte, in mit klaren Informationen, auf fehlende Kenntnisse wird hingewiesen.
c) Informative klare Zeichnungen ohne Schnörkel.

Original Text, Richthofen, 1886: Kapitel 6; E-5: [§93]
p. 137 OCR Version [p. 198 - 206 in der Original-Version]

5. Ursachen der Stufenbildungen in Flußtälern.
[§93] Das morphographische Phänomen der Abstufungen des Bodens in Flußtälern ist bereits in einigen Fällen berührt worden und mag hier, wo es sich um die Einwirkung äußerer Einflüsse auf die Entstehung der Erscheinung handelt, einer zusammenfassenden Erörterung unterzogen werden. Rein morphographisch betrachtet, gibt es zweierlei Hauptarten von Stufenbildungen. Die erste umfaßt die Abstufungen des Talbodens im Längsprofil; sie sind quer gegen das letzte gerichtet, daher als Querstufen zu bezeichnen. Die zweite begreift die im Querschnitt durch ein Flußtal erkennbaren Terrassenbildungen, welche das letztere in der Längsrichtung begleiten und daher Längsstufen genannt werden können; wenn sie aus Schuttablagerungen bestehen, nennt man sie gewöhnlich Diluvial-Terrassen. Es gibt Querstufen, welche in entsprechenden Höhen als Längsstufen fortsetzen; wir bezeichnen diese kombinierten Terrassen als Strombeckenstufen.


a. Querstufen sind Niveaustufen des Talbodens, bald von großem, bald von sehr geringem Betrag, bald steil und unmittelbar abfallend, bald auf eine örtliche, durch Stromschnellen bezeichnete Gefällevermehrung beschränkt. Sie finden sich bei den kleinsten Bergwässern ebenso wie bei den größten Strömen, deren Becken in ihren einzelnen Teilen durch ganz verschiedene Gebirgssysteme beherrscht werden. Je nach den Ursachen, durch welche sie hervorgebracht werden, kann man verschiedene Typen unterscheiden. Querstufen können entstehen:

1) Durch Unterschiede des von dem Medium, auf welches ein fließendes Gewässer von gegebener, gleichbleibender oder periodisch wechselnder Kraft einwirkt, geleisteten Widerstandes, wie dies bei der Erörterung der Härte und Lagerung der ein Flußbett bildenden Gesteine (§ 73—78) ersichtlich war. Stufen dieser Art sind im Allgemeinen als Gesteinsstufen der Erosionstäler zu bezeichnen. Ihrer Form nach erscheinen sie bei tafelartiger oder flachgeneigter Lagerung als Tafelstufen, in allen anderen Fällen als Riegel stufen, indem stärker geneigte, harte Schichtgesteine, ebenso wie Eruptivgesteine stets mehr oder weniger die Gestalt von Talriegeln annehmen. Ein Beispiel sehr steiler Tafelstufen gibt Fig. 33 auf S.163 an. Bei größeren Flüssen sind die ebenen Strecken zwischen den Staffeln sehr ausgedehnt. Ausgezeichnete Beispiele in großem Maßstab bieten die Victoria- und Columbia-Fälle (§ 76). Auch der Fall des Niagara kann noch hierher gerechnet werden. — Riegelstufen sind in den Quertälern der Faltungsgebirge häufige Erscheinungen. Die Nilkatarakte zeigen ihr Vorkommen bei Tafellagerung, wenn der Fluß den Unterbau der Schichten erreicht. Die Hauptgipfelkette des Himalaya verursacht eine ausgedehnte Riegelstufe für alle großen Stromtäler dieses Gebirges. Im Wesen nicht, anders als durch einen Quarzgang oder einen kleineren Komplex steilstehender harter Schichten, wird Stufenbildung durch Gebirgsriegel verursacht. Nur das Größenverhältnis ist verschieden. Der Durchbruch der Donau am Eisernen Tor, derjenige des Kongo durch die westafrikanischen Randgebirge, die Durchsetzung der sogenannten Ost-Ghats durch die indischen Ströme — dies sind einige der sehr zahlreichen großen Beispiele von Gebirgsriegeln im Stromlauf und der Absonderung von Talböden durch die damit zusammenfallende Riegelstufe.


2) Durch Zerlegung des Gefälles in zwei verschiedenartig sich verhaltende Strecken, in Folge der Stauung des Stromes durch ein in den Weg geschobenes Hindernis, sei es, daß dasselbe in einem stauenden Wall (§ 87), oder in einer tektonischen Bodenverschiebung (§ 86) bestehe. Der letztere Fall kann, als hypothetisch und schwer nachweisbar, hier außer acht gelassen werden. Die durch stauende Wälle verursachten Talstufen sind von Löwl passend als Damm stufen bezeichnet worden. Sie sind von Lagerung, Art und Härte des Gesteins im Talboden, ebenso wie von der früheren Gestalt des Tales unabhängig und entstehen besonders häufig in engen und steilwandigen Tälern. In der Geschichte der Hohlformen der Gebirge, insbesondere der Quertäler, sind sie ein wichtiges Moment; aber meist besteht dieses nur kurze Zeit an derselben Stelle, um wieder zu verschwinden und durch Dammbildungen an anderen Stellen ersetzt zu werden. Durch dieses Verhalten stehen die Dammstufen in den meisten Fällen an Bedeutung hinter den Riegelstufen zurück, weil hier die veranlassende Ursache in der Regel nahezu an derselben Stelle des Flußlaufes bestehen bleibt, wie tief auch dieser sein Bett graben möge.

3) Durch Änderung der Gefälleverhältnisse in solcher Weise, daß eine Absturzstrecke geschaffen wird. Dies kann an Zuflüssen geschehen, indem ein quergerichteter Hauptstrom sich mit größerer Kraft einschneidet (§ 70), und an jedem Strom, indem eine mit der Strömung gleichsinnige Absenkung sich vollzieht (§ 90), oder die unteren Teile des Strombettes durch Abrasion entfernt werden (§ 161). Diejenigen Stufen, welche durch steilen Abfall von den Böden der Zuflüsse gegen einen größeren Strom verursacht werden, sind zwar im Verhältnis zu Jenen Querstufen, aber in der Beziehung zum Haupttal nur Teile einer Längs- oder Strombeckenstufe. Die durch Abrasion verursachten Gefällestufen beschränken sich auf. die Mündungsstrecken zunächst den Küsten und können als Abrasions-Stromstufen bezeichnet werden. Wichtiger als diese sind die Absenkungsstufen der Ströme. Nachweisbar sind sie insbesondere an den Abfällen mancher Tafelländer. Wie die Flüsse im Kapland von Staffel zu Staffel durch die Engschluchten der „Kloofs“ hinabziehen, so ist es bei denen der Fall, deren Lauf in der chinesischen Provinz Schansi durch Staffelbrüche beeinflußt sind. Träge fließt das Gewässer auf der Höhe jeder Staffel, um dann in steiler Engschlucht nach der nächsten hinabzustürzen. Ähnliches sollte sich in der Entwickelung der nach Grabenversenkungen herabziehenden Flüsse beobachten lassen.

Dies dürften im Wesentlichen die Vorgänge sein, welche den Querstufen sowohl bei Gebirgsflüssen als bei großen Strömen zu Grunde liegen. Bei letzteren äußern sich die Stufen in den Höhenunterschieden der verschiedenen Becken. Die Querstufen sind häufig nicht an der Stelle entstanden, wo man sie beobachtet, sondern in Folge der rückschreitenden Erosion (§ 67) stromaufwärts verlegt worden. Diesem Umstand ist bei der Beobachtung kleiner, ebenso wie großer Verhältnisse Rechnung zu tragen, und man hat den Punkt des Stromlaufes, an welchem die Niveaudifferenzierung in jedem einzelnen Fall zuerst eintrat, mit Rücksicht auf die Ursache der Entstehung derselben zu prüfen. Die Erscheinung wird verwickelt, wenn das Ausfluß-Niveau eines Erosionskanals periodisch erniedrigt wurde, und jedes Mal die Staffel rückwärts schritt. Es können dann eine Reihe weit von einander entfernter Querstufen ihre gemeinsame Ursache in zeitlich getrennten tektonischen Vorgängen haben, welche sich an derselben Stelle des Stromlaufes ereigneten.

b. Längsstufen sind Niveau-Abstufungen der Talwände und bieten ebenfalls in Hinsicht auf Höhe und Steilheit die mannigfachsten Verhältnisse dar. Sie bestehen oft ganz und gar aus festem Gestein. Dies beobachtet man nicht selten in Schichtungstafelland (§ 75) wo bei trockenem Klima noch andere Ursachen außer der Erosion durch Wasser. die Terrassenbildung zu befördern scheinen (§ 194); doch kommt es auch bei faltiger Lagerung und vielfachem Gesteinswechsel vor. Man erkennt den breiten Felsboden einer ehemaligen Talsohle, in welcher der Strom offenbar lange genug verweilte um sie durch seitliche Erosion auszuebnen, und sieht in diesen Boden einen engen Kanal eingeschnitten, in dessen Tiefe der Fluß jetzt seinen Lauf nimmt und seine Arbeit fortsetzt. In solchen Fällen ist das Verhalten der Zuflüsse zu prüfen, ob sich an ihnen die schäm in § 70 genannten Strombeckenstufen nachweisen lassen. Die Felsterrassen finden sich manchmal in größerer Zahl über einander, eben so viele Episoden in der Talbildung bezeichnend. Die tieferen und jüngeren pflegen dann deutlicher ausgebildet zu sein, als die höheren. Die Lage der einzelnen Stufen im Verhältnis zu den Isohypsen sollte genau feststellt werden. Nur die umfassendste Untersuchung vermag über die Ursachen der Trennung der Erosionsperioden Aufschluß zu geben. Einfacher ist meist die Erklärung in solchen Gebirgen, in welchen die bis zu einem bestimmten Grad durch Wasser vorgebildeten Flußtäler durch Eis ausgeschliffen , erweitert und am Boden abgeflacht wurden, um dann zur Ausfurchung einer neuen Wasserrinne in diesem Anlaß zu geben.

Häufiger als aus festem Gestein, bestehen die Längsstufen aus Schuttablagerungen. In engen Gebirgstälern sind zuweilen nur kleine Reste von diesen vorhanden, in weiten Hügellandschaften können sie hingegen eine beträchtliche Breite erreichen. Gewöhnlich tragen sie eine ebene Fläche und fallen von deren scharfem Grenzrand in die jüngsten Alluvien ab; zuweilen aber hat sich der Fluß unterhalb der Sohle, welcher sie aufliegen, zu größerer Tiefe eingegraben; dann begleiten sie die Talrinne als Flankengebilde. Es kann eine einzige Terrasse vorhanden sein, es kann deren auch mehrere von verschiedenem Alter, verschiedener Höhe und verschiedener Deutlichkeit der Ausbildung geben. Jede solche Terrasse bezeichnet entweder die Aufeinanderfolge einer Periode der Erosion auf eine solche der Ablagerung, oder deutet nur eine verstärkte Erosion an. Die Ursache der Ablagerung kann entweder in einer Verminderung des Gefälles, oder in einer übermäßigen Zufuhr von Sedimenten bestanden haben. Dem entsprechend findet man im ersteren Fall die Längsstufen, ebenso wie die Beckenstufen, welche wir nur als eine erweiterte Form von jenen bezeichneten, mit völlig horizontaler Oberfläche, im zweiten Fall dagegen der Neigung der Flußbetten folgend. Der erste Fall tritt ein, wenn ein stauender Wall quer gegen einen Fluß vorgeschoben wurde und die Bildung eines Sees veranlaßte, welcher durch die Sedimentausfüllung in eine ebene Landfläche verwandelt wurde (§ 91). Schnitt sich dann der Fluß rückwärts einen Kanal in diese ein und schaffte er sich durch seitliche Erosion einen breiteren Boden, so ragen die Ablagerungsmassen beiderseits als horizontale lacustrine Terrassen darüber auf.

In größerem Maßstab hat die übermäßige Zufuhr von Sedimenten, insbesondere von gröberen, die Bildung solcher Längsstufen zur Folge, welche an der Neigung des Strombettes teilnehmen. Es wurde in § 70 dargestellt, daß, wenn in einem mit losem Schutt reichlich bedeckten Bergland eine plötzliche und außergewöhnliche Vermehrung der Wassermasse, z. B. durch einen Wolkenbruch, stattfindet, die Transportkraft des in Kanälen abströmenden Wassers in weit höherem Maße als die. Wassermasse vermehrt wird. Der Schutt wird fortgeschwemmt und kann die Böden der Erosionskanäle so vollständig bedecken, daß Jahrhunderte dieselben nicht mehr frei zu legen vermögen. Ebenso werden weiter hinab, wo das Gebiet der Ablagerung bei gewöhnlichem Wasserstand beginnt, die Flußbetten angefüllt; es kann ein überschreiten der Ufer und das Aufwerfen eines mächtigen Dejektionskegels (§ 83) erfolgen. Ein ähnliches Resultat kann herbeigeführt werden, wenn Schnee und Eis auf einem Vulkan durch Erhitzung von Teilen des Kegels schmelzen, und Schuttströme (gewöhnlich als Schlammströme bezeichnet) sich von diesem herabwälzen. Die Arbeit des fließenden Wassers ist hinfort darauf gerichtet, einen Kanal durch rückwärtiges Fortschreiten in den Schutt zu graben.

Die übermäßige Zufuhr von groben Sedimenten kann sich auch durch einen längeren Zeitraum erstrecken, wenn in Folge klimatischen Wechsels eine dauernde Vermehrung der Niederschläge eintritt, und große, durch lange Perioden angesammelte Vorräte von Gebirgsschutt dadurch abgeräumt und den Flüssen zugeführt werden; oder wenn, ohne Vermehrung der Nieder-schläge, die Wirkung des Spaltenfrostes an felsigen Flußufern während einer gewissen Zeit eine besondere Intensität erreicht, oder in anderer Weise große Schuttmassen von den Seiten her in einen Strom getragen werden, welcher dieselben zu saigern. auszubreiten und von allen feineren Bestandmassen zu reinigen, aber die gröberen Teile nicht fortzuführen vermag. Es kann dadurch Ableitung des Stromes in neue Bahnen, auch Bifurkation eintreten. Aber sowie die übermäßige Zufuhr aus Mangel an gelockertem Material oder aus anderen Ursachen erschöpft ist, beginnt der Strom seinem Bett innerhalb der Schutt-anhäufungen nach der Tiefe zu groben. Dies gelingt ihm vollkommen, wenn er mit verstärkter Wassermasse arbeiten kann, wie es z. B. während der langen Dauer des Abschmelzens großer Gletschermassen der Fall gewesen ist. In Gebirgen erreichen die Schuttablagerungen der Flußtäler zuweilen eine Mächtigkeit von einigen hundert Fuß; und doch findet man das neue, oft von breiten Alluvialflächen begleitete Strombett nicht nur bis zu einem großen Teil jenes Betrages eingesenkt, sondern zuweilen noch in das unterlagernde Gestein eingegraben.

Dieser doppelte Vorgang der Auffüllung und Ausfurchung hat sich in manchen Fällen ein zweites, und selbst ein drittes Mal wiederholt. Beichten die Schwemmablagerungen der zweiten Periode über das Niveau derjenigen der ersten hinaus, so wird nur ein System höherer Terrassen an Stelle des früheren entstanden sein, und es wird schwer halten, beiderlei Ablagerungen zu trennen. Erreichten sie nicht die Höhe der ersten Terrasse, so werden, nachdem der Fluß sich wieder eingeschnitten hat, zwei Systeme von Längsstufen denselben begleiten. In analoger Weise kann ein drittes hinzutreten. Die Untersuchungen derartiger Verhältnisse sind schwierig und müssen sehr genau ausgeführt werden. Doch wird die Mühe belohnt, weil sie wertvolle Aufschlüsse über die physische Geschichte großer Erdräume geben. Als Muster für die Beobachtungen über Längsterrassen können diejenigen genannt werden, welche Penck in den Alpen und deren Vorland ausgeführt hat, sowie diejenigen amerikanischer Geologen über analoge Verhältnisse in den Vereinigten Staaten.

Einige der häufiger vorkommenden Fälle von Längsterrassen sind in Fig. 54 bis 60 zusammengestellt. In Fig. 54 ist es klar, daß aa einst eine zusammenhängende Schuttausfüllung war, in welcher der Fluß ein neues breites Tal bis zur Sohle ausgrub, dann dieses von den kontinuierlichen, jetzt nur in den Terrassen bb erhalten gebliebenen Ablagerungen erfüllt wurde, und beiderlei Vorgänge sich in allmählicher Abschwächung bis zur Entstehung der gegenwärtigen Talsohle wiederholten. Dagegen stellt Fig. 55 einen Fall dar, in welchem dieselbe äußere Gestalt durch das in Absätzen erfolgte Tieferlegen des Arbeitsniveaus des Flusses in einer und derselben Schuttanfüllung hervorgebracht wurde; an der Stelle der Terrassen aa, bb, cc ist dann oft eine allmähliche Abdachung gegen d vorhanden. In Fig. 56 sind die Terrassen aa, bb wie im ersten Fall stehen geblieben; das jetzige Strombett c ist aber ein Erosionskanal im Gestein.

Fig. 56: Flussterrassen mit Erosionskanal im Gestein (Richthofen, 1886)

Wo rudimentäre Terrassen vorhanden sind, wie in Fig. 57 und 58, ist es zwar wahrscheinlich, daß die Ablagerungen aa von höherem Alter sind als bb; aber dies kann aus der Lagerung nicht sicher erkannt werden; die Feststellung muß sich hier auf anderweitige Untersuchung gründen. Zuweilen kann eine Runse, wie in Fig. 59, den Rest einer ältesten Schuttablagerung a erschließen, der aber von der zu größerer Höhe hinaufreichenden Ablagerung b verdeckt ist. Das Verhältnis von c und d zu b ist dasselbe wie in Fig. 54. Die im festen Gestein ausgewaschenen Stufen bedürfen keiner besonderen Darstellung. Doch ist in Fig. 60 ein Fall veranschaulicht, welcher bei dem Yang- tsze-kiang vorkommt, wo er in großartigen Engen das letzte in seinem Wege stehende Gebirge durchbricht. Hier ist aa eine ebene Stufe, welche die Talsohle bei Hochwasser bezeichnet, während der kleine Kanal b von dem Fluß bei niedrigem Wasser benutzt wird. Beide sind in Sandstein mit großer Schärfe eingegraben.

[Ende p. 142; OCR Version]


Fig. 57: Rudimentäre Flussterrassen (Richthofen, 1886)

Fig. 58: Ältere, rudimentäre Flussterrassen (Richthofen, 1886)


Fig. 59: Flussterrassen mit älteren Schuttablagerungen (Richthofen, 1886)

Fig. 60: Terrassen im Festgestein (Richthofen, 1886)


Ende p. 142; OCR Version



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Publiziert: 23.2.2020 / Aktualisiert: 23.2.2020
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