Formen der physikalischen Verwitterung von Gesteinen

Zur Verwitterung des Grundgesteins an der Oberfläche tragen im Laufe oft langer Zeiträume folgende physikalischen Vorgänge bei:

  • Gesteinssprengung durch Druckentlastung nach Abtragungsvorgängen, im Gebirge wichtig;
  • Temperatursprengung durch wiederholtes starkes Erhitzen von anstehendem Gestein; im Schulfeld kaum wirksam;
  • Frostsprengung durch Volumenzunahme beim Gefrieren von Wasser, stark wirksam bei häufigem Wechsel von Gefrieren und Auftauen; Frostsprengung fand in großem Ausmaß während der letzten Kaltzeit (Weichsel-Eiszeit) statt und führte zu Gesteinsschutt-Decken über dem eigentlichen Gestein. Die heutige Wirkung von Frostsprengung lässt sich an Gesteinsaufschlüssen wie in Steinbrüchen erkennen (s. Abbildung 17)
  • Sprengwirkung von Pflanzenwurzeln in Gesteinslücken durch erhöhten Zellinnendruck (Turgor) beim sekundären Dickenwachstum der Wurzeln (s. Abbildung 18).

Neben der langsamen Verwitterung der Arnsberger Sandsteinschichten aus dem Erdaltertum sind für die Bodenbildung im Rumbecker Holz die Folgen des Wechsels von Eiszeiten und Zwischeneiszeiten im Quartär entscheidend (s. Kapitel „Geologie“).

Die Zerkleinerung von Verwitterungsschutt geschieht zusätzlich durch den Transport. Grobes Material wird durch Abrieb weiter mechanisch zerkleinert, so dass Feinmaterial entsteht. Dies geschieht heute in Fließgewässern oder in historischer Zeit durch Gletscher und durch Gletscherwasser-Abflüsse.. Die Stärke des Abriebs hängt von der Art des Gestein-Minerals ab. Ein Beispiel hierfür führen SCHEFFER/SCHACHTSCHNABEL (1998) an: „In einem Bach mit 0,2% Gefälle musste ein 20 cm großer Granit ca. 11 Km , ein ebenso großer Gneis und ein Glimmerschiefer 5 bis 6 km und ein weicher Sandstein nur 1,5 km weit transportiert werden, um auf 2 cm verkleinert zu werden“.

Material von alten ost-skandinavischen Gesteinen sind vielfach in den Geschieben der Vergletscherung u.a. auch in der westfälischen Bucht zu finden (SKUPIN et al. 1993). Aus diesem verwitterten und von Gletschern zerriebenen und transportierten Gestein aus Nordeuropa wurde in den Zwischeneiszeiten Löss als Feinsediment ausgeblasen und an den Nordrand des Sauerlands transportiert (siehe Kapitel „Bodentypen").

Abb. 17: Verwitterung von Tonschiefer zwischen dem oberkarbonischen Sandstein.
Abb. 18: Sprengung von oberkarbonischen Sandstein durch das Dickenwachstum der Baum- und Strauchwurzeln