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<!DOCTYPE html>

<title>Verwitterung</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Verwitterung</span></h1>

</header>

</div>

<p><b>Verwitterung</b> bezeichnet in den <a href="Geowissenschaften" title="Geowissenschaften">Geowissenschaften</a> die natürliche Zersetzung von <a href="Gestein" title="Gestein">Gestein</a> infolge dessen exponierter Lage an oder nahe der Erdoberfläche. Dabei spielen mehrere Prozesse zusammen, die eine physikalische Zerstörung und/oder die chemische Veränderung des Gesteins – abiotisch oder biotisch verursacht – herbeiführen. Je nach Art der Verwitterung bleiben die gesteinsbildenden <a href="Mineral" title="Mineral">Minerale</a> erhalten (physikalische Verwitterung) oder werden aufgelöst oder umgewandelt (chemische Verwitterung).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einführung"><span id="Einf.C3.BChrung"></span>Einführung</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Allgemeines">Allgemeines</h3></div>

<p>Die Gestalt der Erdoberfläche wird sowohl von Prozessen innerhalb und unterhalb der Erdkruste geformt (endogene Faktoren) als auch von Prozessen, die an oder nahe der Oberfläche wirken und zu einem Großteil von den jeweils herrschenden klimatischen Bedingungen abhängen (exogene Faktoren). Die wichtigsten endogenen Faktoren sind <a href="Vulkanismus" title="Vulkanismus">Vulkanismus</a> und <a href="Tektonik" title="Tektonik">Tektonik</a>. Die Verwitterung gehört zusammen mit <a href="Erosion_(Geologie)" title="Erosion (Geologie)">Erosion</a> sowie Sedimenttransport und <a href="Sedimentation" title="Sedimentation">-ablagerung</a> zu den exogenen Faktoren (siehe auch <a href="Kreislauf_der_Gesteine" title="Kreislauf der Gesteine">Kreislauf der Gesteine</a>).

</p><p>Die Verwitterung wirkt dabei nicht für sich alleine, sondern ist, insbesondere in hochgelegenem Gelände mit steilen Hängen, oft das erste Glied einer Kette exogener Prozesse. So sorgt eine hohe <a href="Reliefenergie" title="Reliefenergie">Reliefenergie</a> dafür, dass Verwitterungsprodukte zügig erodiert und an einer Stelle mit geringerer Reliefenergie wieder als <a href="Sedimente_und_Sedimentgesteine" title="Sedimente und Sedimentgesteine">Sediment</a> abgelagert werden. <a href="Ebene_(Geographie)" title="Ebene (Geographie)">Ebenes Gelände</a> kann zwar auch von Erosion betroffen sein (vgl. <a href="Rumpffl%C3%A4che" title="Rumpffläche">Rumpffläche</a>), jedoch ist sie dort wesentlich weniger effektiv. Deshalb können dort die Produkte der Gesteinsverwitterung lockere Oberflächenschichten bilden, die als <i><a href="Regolith" title="Regolith">Regolith</a></i> bezeichnet werden. Der Regolith geht zur Tiefe in das unveränderte Gestein über, das allgemein als <i><a href="Anstehendes_Gestein" title="Anstehendes Gestein">anstehendes Gestein</a></i> (kurz <i>das Anstehende</i>) bezeichnet wird. Die <a href="Bodenkunde" title="Bodenkunde">Bodenkunde</a> spricht hierbei vom <a href="C-Horizont" class="mw-redirect" title="C-Horizont">C-Horizont</a>.

</p><p>Bei den Verwitterungsprozessen wird üblicherweise grob unterschieden in:

</p>

<ul><li><i>Physikalische Prozesse</i> – zumeist die <a href="Mechanik" title="Mechanik">mechanische</a> Schwächung oder Zerstörung des Gesteinsverbandes infolge einer Volumenzunahme von einzelnen Komponenten desselben, die verschiedene Ursachen haben kann.</li>

<li><i>Chemische Prozesse</i> – Zersetzung einzelner oder aller Komponenten des Gesteinsverbandes.</li>

<li><i>Biogene Prozesse</i> – gesteinsschwächende Auswirkungen der Aktivität von Lebewesen.</li></ul>

<p>Eine scharfe Trennung zwischen diesen drei Verwitterungsformen, die jeweils weiter untergliedert werden können, ist nicht immer möglich. So ist die biogene Verwitterung durch Pflanzen teils physikalischer (<a href="Turgordruck" class="mw-redirect" title="Turgordruck">Turgordruck</a>), teils chemischer Natur (Ätzwirkung). Außerdem setzt die Wirksamkeit einer Verwitterungsform häufig andere vorher angreifende Verwitterungsformen voraus: Chemische Verwitterung ist effektiver in einem durch physikalische Prozesse (die allerdings auch endogen sein können) bereits stark zerrütteten Gesteinskörper. An von Gletschereis glatt polierten Gesteinsoberflächen zeigen sich hingegen auch nach Jahrtausenden oft keine nennenswerten Anzeichen chemischer Verwitterung.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Synonyme_und_Begriffsabgrenzung">Synonyme und Begriffsabgrenzung</h3></div>

<p>Nicht nur natürlich <a href="Anstehendes_Gestein" title="Anstehendes Gestein">anstehende Gesteine</a> sind Verwitterungsprozessen unterworfen, sondern auch Bau- und Kunstwerke aus <a href="Naturstein" title="Naturstein">Naturstein</a>. In letztgenanntem Fall wird auch populär von <b>Steinfraß</b> gesprochen.

</p><p>Allgemeinsprachlich wird unter „Verwittern“ die natürliche Zersetzung von Materialien, die dem direkten Einfluss der <a href="Witterung" title="Witterung">Witterung</a> ausgesetzt sind, verstanden. Dies betrifft neben Gestein auch organische Materialien wie <a href="Holz" title="Holz">Holz</a> sowie <a href="Metallischer_Werkstoff" title="Metallischer Werkstoff">metallische Werkstoffe</a>, <a href="Glas" title="Glas">Glas</a>, <a href="Keramik" title="Keramik">Keramik</a> und <a href="Kunststoffe" class="mw-redirect" title="Kunststoffe">Kunststoffe</a>. Bei organischen Materialien fällt diese Form der „Verwitterung“ unter den Oberbegriff <a href="Verrottung" title="Verrottung">Verrottung</a>, bei Metallen, Glas, Keramik und Kunststoffen unter den Oberbegriff <a href="Korrosion" title="Korrosion">Korrosion</a>. Bei Glas ist die sprachliche Nähe der <a href="Glaskorrosion" title="Glaskorrosion">Glaskorrosion</a> zur Verwitterung besonders offensichtlich, da die aus sekundären Korrosionsprodukten bestehenden Krusten auf umweltgeschädigten Gläsern, beispielsweise bei gotischen Buntglasfenstern, von den Restauratoren als <b>Wetterstein</b> bezeichnet werden.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Verrottung und Gesteinsverwitterung sind die wichtigsten Prozesse der <a href="Bodenbildung" class="mw-redirect" title="Bodenbildung">Bodenbildung</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Physikalische_Verwitterung">Physikalische Verwitterung</h2></div>

<p>Physikalische Verwitterung (auch <i>physische</i> oder <i>mechanische Verwitterung</i>) ist ein breiter Begriff, der mehrere recht verschiedene physikalische Prozesse einschließt. Ihre Gemeinsamkeit besteht darin, dass sie alle das harte, massive anstehende Gestein in Fragmente zerlegen, deren Größe von großen Blöcken bis zu feinem <a href="Sand" title="Sand">Sand</a> und <a href="Schluff" title="Schluff">Schluff</a> reichen kann. Da dies auch durch die reibende und zermalmende Wirkung der Arbeit von Flüssen, Wellen und Strömungen, Wind und Gletschereis passiert, werden auch diese Prozesse bisweilen der physikalischen Verwitterung zugeordnet. Weil es sich dabei aber um <i>externe</i> mechanische Einwirkungen handelt, sollte dabei eher von <a href="Erosion_(Geologie)" title="Erosion (Geologie)">Erosion</a> statt von Verwitterung gesprochen werden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Frostverwitterung">Frostverwitterung</h3></div>

<div class="sieheauch" role="navigation" style="font-style:italic;"><span class="sieheauch-text">Siehe auch</span>: <a href="Frostaufbruch" title="Frostaufbruch">Frostaufbruch</a></div>

<p>Die Frostverwitterung (auch <i><b>Frostsprengung</b></i>) wird durch die Volumenausdehnung gefrierenden, im Poren- und Kluftraum befindlichen Wassers hervorgerufen und gehört zu den wichtigsten Prozessen der physikalischen Verwitterung. Entsprechend ist ihr Auftreten auf Gebiete mit kalten Wintern beschränkt, d. h., auf höhere geographische Breiten (<a href="Polargebiet" title="Polargebiet">Polargebiete</a> und <a href="Kaltgem%C3%A4%C3%9Figtes_Klima" class="mw-redirect" title="Kaltgemäßigtes Klima">kaltgemäßigtes Klima</a>) sowie die <a href="Nivale_H%C3%B6henstufe" title="Nivale Höhenstufe">nivale Höhenstufe</a> in Gebirgsregionen.

</p><p>Bei der Frostsprengung kann ein Druck von über 200 MPa auftreten. Bei −5 °C beträgt der Druck 50 MPa. Bei −22 °C ist mit 211,5 MPa das Druckmaximum erreicht. Dabei kommt es zu einer Volumenzunahme von bis zu 9 %. Bei noch höherem Druck geht das Eis in eine andere, weniger Raum beanspruchende Form über.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Nahezu überall ist das anstehende Gestein von Spalten durchzogen, den sogenannten <a href="Kl%C3%BCfte" class="mw-redirect" title="Klüfte">Klüften</a>. <a href="Erstarrungsgestein" class="mw-redirect" title="Erstarrungsgestein">Erstarrungsgesteine</a> sind nur selten frei von Klüften, durch die das Wasser ins Innere des Gesteins gelangen kann (Spaltenfrost). In <a href="Sedimentgestein" class="mw-redirect" title="Sedimentgestein">Sedimentgesteinen</a> bilden die Schichtflächen eine natürliche Serie von Ebenen relativ geringer Widerständigkeit im Gestein; die Schichtflächen und die Klüfte kreuzen sich im <a href="Rechter_Winkel" title="Rechter Winkel">rechten Winkel</a> zueinander. Vergleichsweise geringe Kräfte genügen, um von Klüften und Schichtflächen begrenzte Blöcke aus dem anstehenden Gesteinsverband zu trennen, während viel mehr Kraft vonnöten ist, um im festen anstehenden Gestein neue, frische Spalten zu erzeugen. Der Prozess der Abtrennung von Blöcken aus dem Anstehenden heißt <i>Blockzerfall</i>.

</p><p>Wenn grobkörniges Erstarrungsgestein durch chemische Zersetzung geschwächt wird, kann Wasser längs der Grenzflächen zwischen den Mineralkörnern in das Gestein eindringen; hier kann das Wasser gefrieren und durch den starken Druck der dabei auftretenden Volumenvergrößerung die Mineralkörner voneinander trennen. Dieser Prozess wird <i>körniger Zerfall</i> genannt. Das dabei entstehende Produkt ist ein Feinkies oder grober Sand, in dem jedes Korn aus einem einzelnen Mineralpartikel besteht, das von seinen Nachbarn längs der ursprünglichen Kristall- oder Korngrenze getrennt worden ist.

</p><p>Frostsprengung kann auch in Baustoffen auftreten, die beispielsweise durch eindiffundierte <a href="Feuchte" class="mw-redirect" title="Feuchte">Feuchte</a> mit nachfolgender Kondensation durch Abkühlung unter den <a href="Taupunkt" title="Taupunkt">Taupunkt</a>, vernässt worden sind.

</p><p>Die Wirkung der Frostverwitterung ist in allen Klimaten zu beobachten, die eine winterliche Jahreszeit mit vielen Frostwechseln besitzen. Wo das anstehende Gestein an Felsen und Berggipfeln entblößt ist, werden Blöcke durch Wasser, das in den Klüften gefriert, von Gestein abgetrennt. Unter besonders günstigen Bedingungen, wie sie an hohen Berggipfeln und in der arktischen <a href="Tundra" title="Tundra">Tundra</a> vorkommen, sammeln sich große, kantige Gesteinsbrocken in einer Schuttschicht an, die das darunterliegende anstehende Gestein völlig zudeckt. Der Name <a href="Felsenmeer" title="Felsenmeer">Felsenmeer</a> bezeichnet solche ausgedehnten Decken aus groben Gesteinsblöcken.

</p><p>Von Felswänden im Hochgebirge trennt die Frostverwitterung Gesteinsfragmente ab, die zum Fuß der Wand hinunterfallen. Wo die Produktion dieses Schutts mit einer hohen Rate geschieht, sammeln sich die Fragmente am Fuß der Felswände zu <a href="Talus_(Geologie)" title="Talus (Geologie)">Schutthalden</a> an. Frostverwitterung ist ein vorherrschender Prozess in der arktischen Tundra und ein Faktor in der Entwicklung einer großen Vielzahl verschiedener dort vorkommender Bodenstrukturen und Landformen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Salzverwitterung">Salzverwitterung</h3></div>

<p>Der Wirkung der Frostverwitterung durch wachsende Eiskristalle sehr ähnlich ist der Effekt des Wachstums von Salzkristallen in Spalten und Poren von Gestein. Dieser <i>Salzsprengung</i> genannte Prozess ist besonders in trockenen Klimaten weit verbreitet. <a href="Grundwasser" title="Grundwasser">Grundwasser</a> und <a href="Porenwasser" title="Porenwasser">Porenwasser</a> enthalten gelöste Mineralsalze. In feuchtem porösem Material <a href="Verdunstung" title="Verdunstung">verdunstet</a> salzhaltiges Porenwasser bereits in den nahe der Oberfläche gelegenen Kapillaren. Sobald durch Entzug des Wassers eine Übersättigung eintritt, bilden sich in diesem Bereich Salzkristalle.

</p><p>Wenn in porösem Gestein beständig salzhaltiges <a href="Kapillarwasser" title="Kapillarwasser">Kapillarwasser</a> nachgeführt wird, kann der Wachstums- oder auch <i>Kristallisationsdruck</i> der Kristalle den körnigen Zerfall der äußeren Gesteinsschale bewirken. Das Auskristallisieren aus übersättigten Lösungen erzeugt eine Druckwirkung von 13 MPa, und das Wachstum der Salzkristalle von 4 MPa. Denselben Prozess kann man auch an Gebäuden beobachten. Streusalz, das im Winter auf Straßen ausgestreut wird, dringt mit dem Spritzwasser in den Sockelbereich ein und kristallisiert dort aus. In schlecht abgedichteten Kellern dringt Bodenfeuchte durch das Mauerwerk und verdunstet an der Oberfläche. Salze aus dem Boden oder dem Mauerwerk selber führen zu Schäden insbesondere an <a href="Kapillareffekt" title="Kapillareffekt">kapillaren</a> und weniger druckfesten Baustoffen wie Sandstein, niedrig gebrannten <a href="Mauerziegel" title="Mauerziegel">Mauerziegeln</a> sowie <a href="Putzm%C3%B6rtel" class="mw-redirect" title="Putzmörtel">Putz-</a> und <a href="Mauerm%C3%B6rtel" title="Mauermörtel">Mauermörteln</a>.

</p><p>Die Salzverwitterung ist allgemein typisch für Regionen mit <a href="Arides_Klima" title="Arides Klima">aridem Klima</a>, da die hohen Verdunstungsraten und die geringen Niederschlagsmengen die Konzentration und Ausfällung von Salzen im Porenraum des Gesteins begünstigen. In längeren Trockenperioden wird Wasser aus dem Inneren des Gesteins durch <a href="Kapillareffekt" title="Kapillareffekt">Kapillarkräfte</a> an die Oberfläche gezogen. Unabhängig vom Klima tritt diese Form der Verwitterung vor allem an Felswänden oder am <a href="Ufersaum" class="mw-redirect" title="Ufersaum">Ufersaum</a> der Meeresküste auf, wo salziges Meerwasser im porösen Gestein aufsteigt und dort verdunstet.

</p><p>Im Gebirge sickert Regenwasser durch durchlässige Gesteinsschichten und nimmt dabei Salze auf. Wenn das Sickerwasser auf dichtere Schichten (<a href="Tonschiefer" class="mw-redirect" title="Tonschiefer">Tonschiefer</a> zum Beispiel) trifft, verteilt es sich horizontal und verdunstet an der Oberfläche von tiefer gelegenen Hängen oder Felswänden.

Sandsteinfelswände sind für Gesteinszerfall durch Salzsprengung besonders anfällig, siehe <i><a href="Abri" title="Abri">Abri</a></i>. Bei andauernder Verdunstung von einsickerndem Wasser kristallisieren die mitgeführten Salze in den oberflächennahen Poren des Sandsteins. Der Druck der wachsenden Salzkristalle zermürbt den Stein, so dass Wind und Regenwasser die Oberfläche abtragen können. Teilweise bilden sich Nischen oder flache <a href="Halbh%C3%B6hle" class="mw-redirect" title="Halbhöhle">Halbhöhlen</a> wie sie in Deutschland vom <a href="Elbsandsteingebirge" title="Elbsandsteingebirge">Elbsandsteingebirge</a> bekannt sind (<a href="Biwak#Boofen" title="Biwak">Boofen</a>). In den Felsnischensiedlungen (englisch: <i>cliff dwellings</i>) der südwestlichen USA (etwa im <a href="Mesa-Verde-Nationalpark" title="Mesa-Verde-Nationalpark">Mesa-Verde-Nationalpark</a>) wurden solche Nischen von den ursprünglichen Einwohnern mit Steinmauern geschlossen und als Wohnungen genutzt.

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<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Hydrationsverwitterung">Hydrationsverwitterung</h3></div>

<p>Unter Hydrationsverwitterung versteht man die Sprengung des ursprünglichen Gesteinsgefüges infolge der Volumenzunahme von Mineralkörnern durch die Einlagerung von Wassermolekülen in das Kristallgitter der entsprechenden Minerale (<a href="Hydrat" class="mw-redirect" title="Hydrat">Hydratation</a> oder Hydration). Die Hydrationsverwitterung darf nicht verwechselt werden mit der <a href="#Hydrolyse">Hydrolyse</a>, bei der die Minerale durch chemische Reaktionen mit Wasser-<a href="Ion" title="Ion">Ionen</a> umgewandelt werden (chemische Verwitterung).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Rostverwitterung">Rostverwitterung</h3></div>

<p>Rostverwitterung (auch <i>Rostsprengung</i>) kommt nur bei Gesteinen vor, die (nicht-oxische) <a href="Eisenerz" title="Eisenerz">Eisenerzminerale</a> enthalten. Entsprechende Mineralkörner erfahren bei Kontakt mit meteorischem Wasser eine Volumenzunahme durch <a href="Oxidation" title="Oxidation">Oxidation</a> und damit der Bildung von <a href="Eisenoxide" class="mw-redirect" title="Eisenoxide">Eisenoxiden</a>, <a href="Eisenhydroxide" title="Eisenhydroxide">-hydroxiden</a>, -oxidhydroxiden und -oxidhydraten. Die Volumenzunahme sprengt das ursprüngliche Gesteinsgefüge, wobei die Sprengwirkung sehr ausgedehnte Bereiche eines Gesteinskörpers betreffen kann. In gebirgigen Gegenden kann es infolge von Rostsprengung zu schweren Steinschlägen und auch <a href="Lawine" title="Lawine">Lawinen</a> kommen. Rostsprengung zerstört auch häufig steinerne Kulturgüter, da in früheren Zeiten häufig Eisendübel und Eisenanker bei der Installation in Bauwerken eingesetzt wurden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Quelldruckverwitterung">Quelldruckverwitterung</h3></div>

<p>Durch quellfähige <a href="Tonminerale" title="Tonminerale">Tonminerale</a> kommt es beim Wechsel zwischen Durchfeuchtung und Trocknung zu Volumenschwankungen, die den Gesteinsverband zerstören können.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Druckentlastungsverwitterung">Druckentlastungsverwitterung</h3></div>

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</style><div class="thumb tright vl-mehrere-bilder" style="width:212px;"><div class="thumbinner"><div class="vl-mehrere-bilder-kopf" style="text-align:center;"><a href="Exfoliation_(Geologie)" title="Exfoliation (Geologie)">Exfoliation</a> bei <a href="Granitoid" class="mw-redirect" title="Granitoid">Granitoiden</a></div><div><div class="thumbimage"><span typeof="mw:File"></span></div><div class="thumbcaption" style="text-align:left"><a href="Enchanted_Rock" title="Enchanted Rock">Enchanted Rock</a> (Llano Uplift), Texas</div></div><div><div class="thumbimage"><span typeof="mw:File"></span></div><div class="thumbcaption" style="text-align:left"><a href="Half_Dome" title="Half Dome">Half Dome</a> im <a href="Yosemite-Nationalpark" title="Yosemite-Nationalpark">Yosemite-Nationalpark</a> (Sierra-Nevada-Batholith)</div></div>

</div></div>

<p>Ein eigentümlicher, weitverbreiteter Prozess, der mit der physikalischen Verwitterung verwandt ist, entsteht durch Druckentlastung: die Reaktion des Gesteins auf die Verminderung vorher vorhandener, den Gesteinskörper einengender Druckkräfte, wenn überlagernde Gesteinsmassen abgetragen werden.

</p><p>Gesteine, die in großer Tiefe unter der Erdoberfläche gebildet wurden (besonders <a href="Erstarrungsgestein" class="mw-redirect" title="Erstarrungsgestein">Erstarrungs-</a> und <a href="Metamorphe_Gesteine" class="mw-redirect" title="Metamorphe Gesteine">metamorphe Gesteine</a>), befinden sich in einem komprimierten Zustand wegen der Last des sie überlagernden Gesteins. Wenn diese Gesteine an die Oberfläche gelangen, dehnen sie sich etwas aus; dabei brechen Gesteinsschalen von der darunter befindlichen Gesteinsmasse los. Dieser Vorgang wird auch <i><a href="Exfoliation_(Geologie)" title="Exfoliation (Geologie)">Exfoliation</a></i> genannt. Die Trennflächen zwischen den Schalen bilden ein System von Spalten, die als <i>Druckentlastungsklüfte</i> bezeichnet werden.

</p><p>Diese Kluftstruktur tritt vornehmlich in massiven, vorher kluftarmen Gesteinen wie Granit auf. In bereits engständig geklüfteten Gesteine würden die Expansion lediglich zu einer Erweiterung der vorhandenen Klüfte führen.

</p><p>Die Gesteinsschalen, die von der Druckentlastung erzeugt werden, liegen oft parallel zur Geländeoberfläche und sind dann zu den Talsohlen hin geneigt. An Granitküsten sind die Schalen seewärts geneigt. Die Druckentlastungsklüftung ist oft in Steinbrüchen zu beobachten, wo sie den Abbau der Gesteinsblöcke erleichtert.

</p><p>Wo sich die Druckentlastungsklüfte über dem Gipfelbereich eines einzelnen großen, massiven Gesteinskörpers entwickelt haben, entsteht eine <i>Exfoliationskuppe</i> (englisch: <i>exfoliation dome</i>). Diese Kuppen gehören zu den größten Landformen, die hauptsächlich durch Verwitterung erzeugt worden sind. In der Region des <a href="Yosemite_Valley" title="Yosemite Valley">Yosemite Valley</a> in Kalifornien, wo solche Kuppen eindrucksvoll das Landschaftsbild prägen, besitzen einzelne Gesteinsschalen Dicken von sechs bis 15 Metern.

</p><p>Andere Arten von großen, glatten Felskuppeln ohne solchen Schalenbau sind keine echten Exfoliationskuppen, sondern entstanden durch den körnigen Zerfall der Oberfläche einer einheitlichen Masse eines harten, grobkörnigen <a href="Intrusivgestein" class="mw-redirect" title="Intrusivgestein">intrusiven</a> Erstarrungsgesteins, dem Klüfte fehlen. Beispiele sind der <a href="Zuckerhut_(Felsen)" title="Zuckerhut (Felsen)">Zuckerhut</a> von Rio de Janeiro und <a href="Stone_Mountain" title="Stone Mountain">Stone Mountain</a> in Georgia (USA). Diese glatten Bergkuppen ragen in auffälliger Weise über ihrer Umgebung aus weniger widerständigem Gestein auf.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Thermische_Verwitterung">Thermische Verwitterung</h3></div>

<div class="hauptartikel" role="navigation"><span class="hauptartikel-pfeil" title="siehe" aria-hidden="true" role="presentation">→ </span><i><span class="hauptartikel-text">Hauptartikel</span>: <a href="Temperaturverwitterung" title="Temperaturverwitterung">Temperaturverwitterung</a></i></div>

<p>Die thermische Verwitterung (Insolationsverwitterung) zählt zu den physikalischen Verwitterungsarten, wird aber meist als spezielle Kategorie geführt. Sie wird in festen Materialien durch räumliche und zeitliche Temperaturunterschiede und dadurch verursachte Volumenänderungen hervorgerufen. Diese können

</p>

<ul><li>natürliche Ursachen haben (<a href="Sonnenstrahlung" title="Sonnenstrahlung">Sonnenstrahlung</a>, <a href="Wind" title="Wind">Wind</a>, <a href="Frost" title="Frost">Frost</a>, <a href="Strahlungswetter" title="Strahlungswetter">Strahlungswetter</a>, Temperaturerhöhung im Erdinnern und Ähnliches) oder</li>

<li>auf technische Maßnahmen zurückgehen (<a href="Reibung" title="Reibung">Reibung</a>, <a href="Alterung_(Chemie)" title="Alterung (Chemie)">Alterung</a>/<a href="Korrosion" title="Korrosion">Korrosion</a>, <a href="Radioaktivit%C3%A4t" title="Radioaktivität">Radioaktivität</a>, Heizung und andere)</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Chemische_Verwitterung">Chemische Verwitterung</h2></div>

<p>Unter der <a href="Chemie" title="Chemie">chemischen</a> Verwitterung wird die Gesamtheit all jener Prozesse verstanden, die zur chemischen Veränderung oder vollständigen <a href="L%C3%B6sung_(Chemie)" title="Lösung (Chemie)">Lösung</a> von Gesteinen unter dem Einfluss von Niederschlägen und oberflächennahem Grundwasser bzw. <a href="Bodenwasser" title="Bodenwasser">Bodenwasser</a> führen. Dabei ändern sich mit dem Mineralbestand meist auch die physikalischen Eigenschaften des Gesteins. Durch das Wasser werden Elemente oder Verbindungen aus den Mineralen gelöst (bis hin zur vollständigen Auflösung) oder im Wasser bereits gelöste Elemente oder Verbindungen in die Minerale neu eingebaut. Weil chemische Verwitterung an Wasser gebunden ist, spielt sie nur in Regionen mit <a href="Humides_Klima" title="Humides Klima">humidem Klima</a> eine bedeutende Rolle. In Regionen mit großem Wasserüberschuss werden die aus dem Gestein gelösten Stoffe oft in Fließgewässern abgeführt und gelangen so letztlich ins Meer.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Lösungsverwitterung"><span id="L.C3.B6sungsverwitterung"></span>Lösungsverwitterung</h3></div>

<p>Die Lösungsverwitterung ist die Lösung von Gesteinen, die vorwiegend aus Mineralen bestehen, die in reinem Wasser löslich sind, z. B. <a href="Gips" title="Gips">Gips</a> (CaSO<sub>4</sub> · 2H<sub>2</sub>O), <a href="Halit" title="Halit">Halit</a> (NaCl) oder <a href="Sylvin" title="Sylvin">Sylvin</a> (KCl). Diese Gesteine sind daher in humidem Klima nur selten auf natürliche Weise <a href="Aufschluss_(Geologie)" title="Aufschluss (Geologie)">aufgeschlossen</a>, da sie meist bereits unterhalb der Geländeoberfläche aufgelöst werden. Spezielle Verwitterungserscheinungen der Lösungsverwitterung sind der <a href="Salzspiegel" title="Salzspiegel">Salzspiegel</a> und der Gipshut im Dachbereich von <a href="Salzstock" title="Salzstock">Salzstöcken</a>.

</p><p>Da Lösung traditionell zur Chemie gezählt wird, ordnet man die Lösungsverwitterung der chemischen Verwitterung zu. Da sie aber prinzipiell reversibel ist und die chemische Zusammensetzung des Gesteins nicht verändert wird, sondern lediglich die Kristallstruktur zerstört wird, kann sie auch als physikalische Verwitterungsart aufgefasst werden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Kohlensäureverwitterung"><span id="Kohlens.C3.A4ureverwitterung"></span><span id="Carbonatisierung"></span>Kohlensäureverwitterung</h3></div>

<p><a href="Calciumcarbonat" title="Calciumcarbonat">Calciumcarbonat</a> (CaCO<sub>3</sub>, <a href="Calcit" title="Calcit">Calcit</a>, <a href="Aragonit" title="Aragonit">Aragonit</a>) ist nur sehr schlecht in reinem Wasser löslich. Verbindet sich das Wasser jedoch mit <a href="Kohlenstoffdioxid" title="Kohlenstoffdioxid">Kohlenstoffdioxid</a> (CO<sub>2</sub>) aus der Luft,

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {H_{2}O+CO_{2}\rightleftharpoons H_{2}CO_{3}} }</annotation>

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/90a25539468d8b2f21e78869d9e685f594998456.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:22.938ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {H_{2}O+CO_{2}\rightleftharpoons H_{2}CO_{3}} }" loading="lazy"></span>,</dd></dl>

<p>bildet sich <a href="Kohlens%C3%A4ure" title="Kohlensäure">Kohlensäure</a>. Sie wandelt das Carbonat nach der Reaktionsgleichung

</p>

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {CaCO_{3}+H_{2}CO_{3}\rightleftharpoons Ca(HCO_{3})_{2}} }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/02b10623694c47cf03f03fd317c10343f5b725c3.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:33.161ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {CaCO_{3}+H_{2}CO_{3}\rightleftharpoons Ca(HCO_{3})_{2}} }" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>in <a href="Calciumhydrogencarbonat" title="Calciumhydrogencarbonat">Calciumhydrogencarbonat</a> um, das in Wasser stets vollständig gelöst vorliegt. Dieser Vorgang wird <b>Carbonatisierung</b> genannt, weil ein Salz der Kohlensäure <i>noch einmal</i> mit Kohlensäure reagiert. Aus dem gleichen Grund wird <a href="Hydrogencarbonat" class="mw-redirect" title="Hydrogencarbonat">Hydrogencarbonat</a> auch als <i>Bi-</i> oder <i>Doppelcarbonat</i> bezeichnet. CO<sub>2</sub> kann in stärkerer Konzentration auch von Bodenlebewesen oder aus der Zersetzung organischer Substanzen stammen (siehe auch <a href="#Chemisch-biotische_Verwitterung">chemisch-biotische Verwitterung</a>).

</p><p>Die Reaktion der Kohlensäure mit Karbonatgesteinen (<a href="Kalkstein" title="Kalkstein">Kalkstein</a>, <a href="Dolomit_(Gestein)" title="Dolomit (Gestein)">Dolomit</a>, <a href="Karbonatit" title="Karbonatit">Karbonatit</a>, <a href="Marmor" title="Marmor">Marmor</a>) erzeugt in kleinem Maßstab viele interessante Oberflächenformen. Die Oberfläche entblößten Kalksteins ist typischerweise mit einem komplexen Muster von Pfannen, Rillen, Furchen und anderen Vertiefungen überzogen. An einigen Stellen erreichen sie das Ausmaß tiefer Furchen und hoher, wandartiger Gesteinsrippen, die von Mensch und Tier nicht mehr in normaler Weise überquert werden können. So entstehen in Gebieten, deren Oberflächengeologie von Kalkstein dominiert wird, bizarre <a href="Karst" title="Karst">Karstlandschaften</a>. Die Auflösung von Carbonatgestein ist jedoch nicht auf die Geländeoberfläche beschränkt, sondern erfolgt auch unter der Erde durch versickertes (kohlensaures) Oberflächenwasser. Dies führt zur Bildung ausgedehnter Höhlen und Höhlensysteme und nachfolgend von <a href="Doline" title="Doline">Dolinen</a> und <a href="Polje" title="Polje">Poljen</a>. Die <a href="Chemische_Stabilit%C3%A4t" title="Chemische Stabilität">chemische Stabilität</a> des Calciumhydrogencarbonats ist jedoch abhängig von Druck und Temperatur. Erwärmt sich die Lösung oder erfährt eine Druckentlastung, so verschiebt sich das chemische Reaktionsgleichgewicht zuungunsten von Kohlensäure und Calciumhydrogencarbonat. Im Zuge dessen zerfällt das Hydrogencarbonat unter Abgabe von CO<sub>2</sub>, und Calciumcarbonat <a href="F%C3%A4llungsreaktion" title="Fällungsreaktion">fällt aus</a>. Auf diese Weise entstehen u. a. <a href="Quellkalk" class="mw-redirect" title="Quellkalk">Quellkalke</a> und Tropfsteine in Kalksteinhöhlen.

</p><p>Die Wirkung der Kohlensäure ist ein dominierender Faktor für die <a href="Denudation" title="Denudation">Denudation</a> in Kalksteingebieten mit feuchtem Klima, nicht zuletzt wegen der dort intensiven biotischen CO<sub>2</sub>-bildenden Prozesse. In feuchtem Klima sind Kalksteine daher relativ verwitterungsanfällig und können große Talzonen und andere Bereiche niedrigen Geländes bilden, während benachbarte Rücken und <a href="Hochebene" title="Hochebene">Plateaus</a> aus Gestein bestehen, das unter den herrschenden Bedingungen widerstandsfähiger gegen Verwitterung ist. Die Untersuchung eines in Kalkstein eingeschnittenen Tals in Pennsylvania ergab, dass die Landoberfläche allein durch die Wirkung der Kohlensäure im Durchschnitt um 30 cm in 10.000 Jahren tiefergelegt worden ist.

</p><p>Das Umgekehrte trifft auf <a href="Trockenklima" class="mw-redirect" title="Trockenklima">Trockenklimate</a> zu. Dort ist der Einfluss der Kohlensäureverwitterung wegen der Abwesenheit flüssigen Wassers und der damit zusammenhängenden geringeren biotischen Aktivität sehr viel geringer, und Kalkstein und Dolomit bilden hohe <a href="Bergr%C3%BCcken" title="Bergrücken">Rücken</a> und Plateaus. Zum Beispiel sind die Ränder des <a href="Grand_Canyon" title="Grand Canyon">Grand Canyon</a> und die angrenzenden Plateaus von Dolomitschichten unterlagert. Sandsteinschichten aus Quarzkörnern, die durch Calciumcarbonat miteinander verkittet wurden (sogenannte <i>karbonatzementierte Sandsteine</i>) verwittern in einem Trockenklima ebenfalls relativ langsam.

</p><p>Eine weitere für Kohlensäureverwitterung anfällige Calciumverbindung ist das in der Natur eher seltene <a href="Calciumhydroxid" title="Calciumhydroxid">Calciumhydroxid</a> (Ca(OH)<sub>2</sub>, <a href="Portlandit" title="Portlandit">Portlandit</a>). Es verwittert nach der Reaktionsgleichung

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {Ca(OH)_{2}+H_{2}CO_{3}\ \rightarrow \ CaCO_{3}+2\;H_{2}O} }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/8b12a565f964a97099e6d5a38639c6d255113572.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:40.843ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {Ca(OH)_{2}+H_{2}CO_{3}\ \rightarrow \ CaCO_{3}+2\;H_{2}O} }" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>zu Calciumcarbonat, das nachfolgend weiter verwittert. Calciumhydroxid ist als <i>Löschkalk</i> allerdings ein bedeutender Bestandteil von Beton. Bei <a href="Stahlbeton" title="Stahlbeton">Stahlbeton</a> begünstigt die ebenfalls als <a href="Carbonatisierung_(Beton)" title="Carbonatisierung (Beton)"><i>Carbonatisierung</i></a> bezeichnete Reaktion von Kohlensäure mit Calciumhydroxid, bei der jedoch Calciumcarbonat <i>erzeugt</i> statt zersetzt wird, die Korrosion der <a href="Bewehrungsstahl" title="Bewehrungsstahl">Bewehrung</a>, woraus schwerwiegenden Bauschäden resultieren können.

</p><p>Neben Calciumcarbonat und Calyciumhydroxid können beispielsweise auch die <a href="Silikat" class="mw-redirect" title="Silikat">silikatischen</a> Minerale der <a href="Olivingruppe" title="Olivingruppe">Olivingruppe</a>, die Bestandteil vieler vulkanischer Gesteine sind, nach der Reaktionsgleichung

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {Mg_{2}SiO_{4}+2\;H_{2}O+4\;CO_{2}\longrightarrow 2\;Mg(HCO_{3})_{2}+SiO_{2}} }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c00b5092b21a681aac29c88e63575125551490c6.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:54.578ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {Mg_{2}SiO_{4}+2\;H_{2}O+4\;CO_{2}\longrightarrow 2\;Mg(HCO_{3})_{2}+SiO_{2}} }" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>fast vollständig aufgelöst werden, wobei vorstehende Gleichung einen mehrphasigen Prozess mit mehreren Einzelreaktionen zusammenfasst.

</p><p>In den feuchten Klimaten der niederen Breiten wird so <a href="Mafisch" class="mw-redirect" title="Mafisch">mafisches</a> Gestein, insbesondere <a href="Basalt" title="Basalt">Basalt</a>, intensiv von größtenteils biogenen Bodensäuren angegriffen. Im Zusammenspiel mit chemischer Verwitterung durch Hydrolyse (<a href="#Hydrolyse">siehe unten</a>) entstehen Landformen, die als sogenannter <i>Silikatkarst</i> dem Karbonatkarst sehr ähnlich sind.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Die Effekte der chemischen Verwitterung von Basalt zeigen sich beispielsweise in den eindrucksvollen Furchen, Felsrippen und -türmen an den Hängen tiefer Bergnischen in Teilen der <a href="Hawaii" title="Hawaii">Hawaii-Inseln</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Schwefelsäureverwitterung"><span id="Schwefels.C3.A4ureverwitterung"></span>Schwefelsäureverwitterung</h3></div>

<p>Auch diese Verwitterungsform betrifft hauptsächlich Gesteine mit größeren Anteilen an <a href="Calciumcarbonat" title="Calciumcarbonat">Calciumcarbonat</a> (<a href="Kalkstein" title="Kalkstein">Kalkstein</a>, <a href="Kalksandstein" title="Kalksandstein">Kalksandstein</a>, <a href="Marmor" title="Marmor">Marmor</a>). <a href="Saurer_Regen" title="Saurer Regen">Saurer Regen</a> enthält infolge der Aufnahme von <a href="Schwefeldioxid" title="Schwefeldioxid">Schwefeldioxid</a> (SO<sub>2</sub>) und <a href="Schwefeltrioxid" title="Schwefeltrioxid">Schwefeltrioxid</a> (SO<sub>3</sub>) aus höheren Luftschichten geringe Mengen <a href="Schweflige_S%C3%A4ure" title="Schweflige Säure">schwefliger Säure</a> (H<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>) bzw. <a href="Schwefels%C3%A4ure" title="Schwefelsäure">Schwefelsäure</a> (H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>). Beide Schwefeloxide entstammen überwiegend menschgemachten und <a href="Vulkan" title="Vulkan">vulkanischen</a> Emissionen. Bestimmte <a href="Bakterien" title="Bakterien">Bakterien</a> können den Anteil der Schwefelsäure im Regenwasser nach dessen Auftreffen auf Böden oder anderen Oberflächen erhöhen, indem sie darin enthaltene schweflige Säure <a href="Oxidation" title="Oxidation">oxidieren</a>.

</p><p>Bei Kontakt von Karbonatgesteinen mit saurem Regen verdrängt die Schwefelsäure die schwächere <a href="Kohlens%C3%A4ure" title="Kohlensäure">Kohlensäure</a> aus deren Calciumsalz. Aus Calciumcarbonat (Calcit) entsteht hydratisiertes <a href="Calciumsulfat" title="Calciumsulfat">Calciumsulfat</a> (<a href="Gips" title="Gips">Gips</a>) und <a href="Kohlendioxid" class="mw-redirect" title="Kohlendioxid">Kohlendioxid</a>:

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {CaCO_{3}+H_{2}SO_{4}+H_{2}O\longrightarrow CaSO_{4}\cdot 2\;H_{2}O+CO_{2}} }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/992813271881387106b476d54e215ceb36240463.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:52.184ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {CaCO_{3}+H_{2}SO_{4}+H_{2}O\longrightarrow CaSO_{4}\cdot 2\;H_{2}O+CO_{2}} }" loading="lazy"></span> .</dd></dl>

<p>Die Wasserlöslichkeit von Gips ist wesentlich besser als die von Calcit, und das Gestein wittert deshalb nach der Vergipsung schneller ab.

</p><p>Da sie CO<sub>2</sub> erzeugt anstatt dass, wie bei der Kohlensäureverwitterung und der anschließenden biogenen Fällung von Calciumcarbonat in den Meeren, atmosphärisches CO<sub>2</sub> gebunden wird, kann die Schwefelsäureverwitterung den <a href="Kohlenstoffkreislauf" class="mw-redirect" title="Kohlenstoffkreislauf">Kohlenstoffkreislauf</a> beeinflussen. Damit kommt der Reduktion menschgemachter Schwefeloxidemissionen eine gewisse Relevanz in der Debatte um wirksame Maßnahmen gegen die <a href="Globale_Erw%C3%A4rmung" title="Globale Erwärmung">globalen Erwärmung</a> zu, denn zumindest regional trägt Schwefelsäureverwitterung heute in erheblichem Maße zur natürlichen Karbonatverwitterung bei.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>In urbanen Gebieten sorgt die Schwefelsäureverwitterung für eine beschleunigte Alterung und Zerstörung von historischen Gebäudefassaden, Denkmälern und dergleichen. So verlieren Marmor<a href="Skulptur" title="Skulptur">skulpturen</a> als erstes sichtbares Anzeichen den typischen Glanz ihrer polierten Oberfläche. Nachfolgend büßen sie ihre Konturenschärfe ein und können im Extremfall die gesamte bildhauerisch bearbeitete Oberfläche verlieren. Da Gips hygroskopisch ist, können im Regen enthaltene <a href="Ru%C3%9F" title="Ruß">Rußpartikel</a> in die vergipste Oberfläche eingebunden werden – sogenannte Schwarzkrusten entstehen. Diese sind dichter als der Marmor und vermindern die Wasserdampf<a href="Diffusion" title="Diffusion">diffusions</a>fähigkeit des Gesteins. Es entstehen dann parallel zur Oberfläche verlaufende Schadzonen und irgendwann platzt die Schwarzkruste großflächig ab – auch dabei geht die bildhauerisch bearbeitete Oberfläche verloren. Wegen des schwefelsauren Regens sind mittlerweile die meisten Marmorskulpturen in Museen verlagert und durch Abgüsse aus Material ersetzt worden, das gegen sauren Regen unempfindlich ist.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Hydrolyse">Hydrolyse</h3></div>

<p>Bei der Hydrolyse (<b>hydrolytische Verwitterung</b>) werden die Ionen im Kristallgitter bestimmter Minerale an H<sup>+</sup>- und OH<sup>−</sup>-Ionen, die in Wasser durch <a href="Autoprotolyse" class="mw-redirect" title="Autoprotolyse">Autoprotolyse</a> permanent entstehen, gebunden, wodurch das Ionengitter zerfällt. Die Hydrolyse ist ein wichtiger Prozess der <a href="Bodenbildung" class="mw-redirect" title="Bodenbildung">Bodenbildung</a>, denn sie bildet die Initialreaktion der Umwandlung häufiger Silikatminerale (z. B. <a href="Feldspat" title="Feldspat">Feldspäte</a> und <a href="Glimmergruppe" title="Glimmergruppe">Glimmer</a>) in <a href="Tonminerale" title="Tonminerale">Tonminerale</a> (z. B. <a href="Illit" title="Illit">Illit</a>, <a href="Kaolinit" title="Kaolinit">Kaolinit</a>, <a href="Montmorillonit" title="Montmorillonit">Montmorillonit</a>, <a href="Smectit" class="mw-redirect" title="Smectit">Smectit</a>). So zerfällt beispielsweise Kalifeldspat nach der Reaktionsgleichung

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {KAlSi_{3}O_{8}+H^{+}\ +OH^{-}\longrightarrow HAlSi_{3}O_{8}+KOH} }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/18ee0697f0ea21d83056b2943d5b5f426a24e1cb.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:47.916ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {KAlSi_{3}O_{8}+H^{+}\ +OH^{-}\longrightarrow HAlSi_{3}O_{8}+KOH} }" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>in alumosilizische Säure und Kaliumhydroxid. Letztgenanntes wird durch Reaktion mit Kohlensäure in <a href="Kaliumcarbonat" title="Kaliumcarbonat">Kaliumcarbonat</a> („Pottasche“, K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>) überführt und, da es gut wasserlöslich ist, mit dem Kluft-, Poren- oder Oberflächenwasser aus dem Gestein abgeführt. Die alumosilizische Säure reagiert mit Wasser nach der Reaktionsgleichung

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {2\;HAlSi_{3}O_{8}+9\;H_{2}O\longrightarrow Al_{2}Si_{2}O_{5}(OH)_{4}+4\;H_{4}SiO_{4}} }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e6b5ebd2a75e22f31f0a51772d1cedfcef30b459.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:54.108ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {2\;HAlSi_{3}O_{8}+9\;H_{2}O\longrightarrow Al_{2}Si_{2}O_{5}(OH)_{4}+4\;H_{4}SiO_{4}} }" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>zu Kaolinit und Orthokieselsäure. Letztgenannte ist wiederum löslich und wird abgeführt. Ändert sich jedoch unterwegs das chemische Milieu, kann aus dieser Verwitterungslösung SiO<sub>2</sub> ausfallen und bildet dann <a href="Chalcedon_(Mineral)" title="Chalcedon (Mineral)">Chalcedon</a>krusten (<a href="Duricrust" title="Duricrust">Silcretes</a>).

</p><p>Allgemein gilt: je feuchter das Klima, je höher die Temperatur und je geringer der pH-Wert, desto intensiver ist die Hydrolyse. In den warmen und feuchten Klimaten der tropischen und subtropischen Zone werden magmatische Gesteine und metamorphe Gesteine durch Hydrolyse und Oxidation oft bis zu Tiefen von 100 Metern verwittert. Geologen, die solche Tiefenverwitterung des Gesteins zuerst in den südlichen Appalachen untersuchten, nannten diese Verwitterungsschicht <a href="Saprolith" title="Saprolith">Saprolith</a> (wörtlich „verfaultes Gestein“). Für den Bauingenieur bedeutet tiefgründig verwittertes Gestein ein Risiko beim Bau von Autobahnen, Dämmen oder anderen schwerlastigen Bauwerken. Zwar ist Saprolith weich und kann ohne viel Sprengarbeit von Baggern bewegt werden, jedoch besteht die Gefahr, dass das Material unter schwerer Belastung nachgibt, da es wegen seines hohen Gehalts quellfähiger Tonminerale unerwünschte <a href="Plastische_Verformung" class="mw-redirect" title="Plastische Verformung">plastische</a> Eigenschaften besitzt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Biotische_Verwitterung">Biotische Verwitterung</h2></div>

<p>Unter biotischer Verwitterung (auch biologische oder biogene Verwitterung genannt) versteht man Verwitterung durch den Einfluss lebender Organismen sowie ihrer Ausscheidungs- bzw. Zersetzungsprodukte.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Diese Wirkungen können physikalischer Natur sein (Beispiel: Wurzelsprengung) oder in einer chemischen Einwirkung bestehen. Biotische und abiotische Verwitterung ist dabei in manchen Fällen schwer abzugrenzen.<sup id="cite_ref-8" class="reference"><a href="#cite_note-8"><span class="cite-bracket">[</span>8<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Die biotischen Verwitterungsvorgänge werden in der Literatur mitunter auch in den Kategorien der physikalischen bzw. chemischen Verwitterung eingeordnet.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Mechanisch-biotische_Verwitterung">Mechanisch-biotische Verwitterung</h3></div>

<p>Mechanisch-biotische Verwitterung ist hauptsächlich die <b>Wurzelsprengung</b>. In <a href="Kl%C3%BCfte" class="mw-redirect" title="Klüfte">Klüfte</a> des Gesteins und in winzige Spalten zwischen Mineralkörnern hineinwachsende <a href="Pflanzenwurzel" class="mw-redirect" title="Pflanzenwurzel">Pflanzenwurzeln</a> üben durch ihr <a href="Dickenwachstum" title="Dickenwachstum">Dickenwachstum</a> eine Kraft aus, deren Tendenz es ist, diese Öffnungen zu erweitern. Man sieht gelegentlich Bäume, deren unterer Stamm und deren Wurzeln fest in einer Kluft des massiven Gesteins eingekeilt sind. Es bleibt im Einzelfall offen, ob der Baum es tatsächlich geschafft hat, die Gesteinsblöcke zu beiden Seiten der Kluft weiter auseinanderzutreiben, oder ob er lediglich den bereits vorhandenen Raum der Spalte ausgefüllt hat. In jedem Fall sicher ist jedoch, dass der <a href="Druck_(Physik)" title="Druck (Physik)">Druck</a>, den das Wachstum winziger Wurzeln in Haarrissen des Gesteins ausübt, unzählige kleine Gesteinsschuppen und Körner lockert. Anheben und Zerbrechen von Beton-Gehwegplatten durch das Wachstum von Wurzeln naher Bäume ist ein allgemein bekannter Beweis für den wirksamen Beitrag von Pflanzen zur mechanischen Verwitterung.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Chemisch-biotische_Verwitterung">Chemisch-biotische Verwitterung</h3></div>

<p>Chemisch-biotische Verwitterung wird durch <a href="Mikroorganismus" title="Mikroorganismus">Mikroorganismen</a>, <a href="Pflanzen" class="mw-redirect" title="Pflanzen">Pflanzen</a> und <a href="Tier" title="Tier">Tiere</a> verursacht, und gehört zu jenen Phänomenen, die unter dem Begriff <i>Biokorrosion</i> zusammengefasst werden. Beispielsweise greifen die von <a href="Wurzel_(Pflanze)" title="Wurzel (Pflanze)">Pflanzenwurzeln</a> abgesonderten <a href="Organische_Chemie" title="Organische Chemie">organischen</a> <a href="S%C3%A4ure" class="mw-redirect" title="Säure">Säuren</a> Minerale an und zerlegen das <a href="Gestein" title="Gestein">Gestein</a> dadurch in einzelne Bestandteile. Der aus mikrobiell teilweise abgebauten Resten abgestorbener Pflanzen und Tieren bestehende <a href="Humus" title="Humus">Humus</a> enthält einen großen Anteil an <a href="Humins%C3%A4ure" class="mw-redirect" title="Huminsäure">Huminsäuren</a>, die gesteinszerstörend wirken. Durch mikrobielle Säurebildung, <a href="Oxidation" title="Oxidation">Oxidationen</a> und <a href="Reduktion_(Chemie)" title="Reduktion (Chemie)">Reduktionen</a> kann es zur Auflösung von Mineralen kommen.

</p><p>Die Wirkung der Kohlensäure wird in vielen Fällen durch die Wirkung einfacher organischer Säuren verstärkt. Sie entstehen bei der mikrobiellen Zersetzung von abgestorbener organischer Substanz oder werden von den Wurzeln lebender Pflanzen abgegeben. Sie gehen mit Metallen, vor allem <a href="Eisen" title="Eisen">Eisen</a> (Fe), <a href="Aluminium" title="Aluminium">Aluminium</a> (Al) und <a href="Magnesium" title="Magnesium">Magnesium</a> (Mg), sehr stabile, zum Teil wasserlösliche, zum Teil wasserunlösliche Verbindungen ein, so genannte metallorganische Komplexe (<i><a href="Chelatkomplexe" title="Chelatkomplexe">Chelatkomplexe</a></i>, <i>Chelate</i>). Diese Chelatbildung ist eine wichtige Verwitterungsreaktion. Das Wort „Chelat“ bedeutet „ähnlich einer Krebsschere“ und bezieht sich auf die sehr enge Bindung, die organische Moleküle mit Metall-Kationen eingehen.

</p><p>Im Falle der löslichen Komplexe werden diese im Bodenprofil mit der Sickerwasserbewegung verlagert und dem Verwitterungsmechanismus entzogen. Chelatisierende Stoffe, die vor allem bei mikrobiellen Abbauprozessen freigesetzt werden, sind unter anderem <a href="Citronens%C3%A4ure" title="Citronensäure">Citronensäure</a>, <a href="Weins%C3%A4ure" title="Weinsäure">Weinsäure</a> und <a href="Salicyls%C3%A4ure" title="Salicylsäure">Salicylsäure</a>.

</p><p>Des Weiteren können Mikroorganismen und die Atmung der Pflanzenwurzeln durch Kohlenstoffdioxid-Bildung den Kohlensäuregehalt im Boden erhöhen und dadurch Lösungsvorgänge beschleunigen. <a href="Anaerob" class="mw-redirect" title="Anaerob">Anaerobe</a> Bakterien bewirken teilweise Reduktionsprozesse, indem sie bestimmte Stoffe als <a href="Elektronenakzeptor" title="Elektronenakzeptor">Elektronenakzeptoren</a> für ihren <a href="Energiestoffwechsel" title="Energiestoffwechsel">Energiestoffwechsel</a> verwenden und dadurch wasserlöslich machen, beispielsweise durch die Reduktion von Eisen von der dreiwertigen zur zweiwertigen Form. Verbindungen des zweiwertigen Eisens sind in Wasser wesentlich leichter löslich als die des dreiwertigen, weshalb Eisen relativ leicht durch mikrobielle Reduktion mobilisiert und verlagert werden kann.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Spezielle_Verwitterungserscheinungen">Spezielle Verwitterungserscheinungen</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Wollsackverwitterung">Wollsackverwitterung</h3></div>

<div class="hauptartikel" role="navigation"><span class="hauptartikel-pfeil" title="siehe" aria-hidden="true" role="presentation">→ </span><i><span class="hauptartikel-text">Hauptartikel</span>: <a href="Wollsackverwitterung" title="Wollsackverwitterung">Wollsackverwitterung</a></i></div>

<p>Als Wollsackverwitterung wird die durch verschiedene Verwitterungsprozesse erfolgende Ausbildung typischer Formen im anstehenden Gestein bezeichnet. Dabei bildet sich zunächst ein annähernd rechtwinkliges <a href="Kl%C3%BCftung" class="mw-redirect" title="Klüftung">Kluftnetz</a> im Gestein, was auf physikalische Verwitterung zurückgehen kann, sich aber bei magmatischen Gesteinen auch durch Volumenabnahme beim Erkalten ausbilden kann. Wasser dringt in den Klüften ins Gestein vor und setzt chemische Verwitterungsprozesse (z. B. die Hydrolyse von Feldspäten) in Gang. Von den Klüften her rückt die Zersetzung in das Gestein vor, was an Ecken und Kanten besonders schnell geht, da dort das Verhältnis von Angriffsfläche zu Gesteinsvolumen am größten ist. Bei Exponierung an der Oberfläche wird das von der Verwitterung angegriffene Gestein bevorzugt erodiert, was den bis dahin noch unverwitterten, freiliegenden Kernen der Blöcke eine gerundete, wollsackähnliche Form gibt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Vergrusung">Vergrusung</h3></div>

<p>Durch <a href="#Hydrolyse">Hydrolyse</a> der Feldspäte und Glimmer oder durch <a href="Temperaturverwitterung" title="Temperaturverwitterung">Temperaturverwitterung</a> zerfällt das Gesteinsgefüge granitischer Gesteine (<a href="Granit" title="Granit">Granit</a>, <a href="Granodiorit" title="Granodiorit">Granodiorit</a>) in einzelne Mineralkörner. Dieses von der <a href="Korngr%C3%B6%C3%9Fe" title="Korngröße">Korngröße</a> her sandig bis feinkiesige Material wird <a href="Verwitterungsgrus" title="Verwitterungsgrus">Grus</a> genannt und der entsprechende Vorgang heißt <i>Vergrusung</i> oder <i>Abgrusung</i>. Vergrusung geht oft mit Wollsackverwitterung einher.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Alveolarverwitterung">Alveolarverwitterung</h3></div>

<p>Die Mechanismen hinter der Alveolarverwitterung sind nicht genau geklärt. Vermutlich entsteht sie, abhängig von den vor Ort herrschenden Bedingungen, durch verschiedene Verwitterungsarten (Salzverwitterung, Kohlensäureverwitterung) im Zusammenspiel mit Erosion durch Wind und Wasser. Betroffen sind in erster Linie Sandsteine. Die dabei entstehenden wabenartigen Gebilde werden als <i>Tafoni</i> bezeichnet.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>

<ul><li><a href="Verwitterungsrinden" title="Verwitterungsrinden">Verwitterungsrinden</a></li>

<li><a href="Weltraumverwitterung" title="Weltraumverwitterung">Weltraumverwitterung</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Harm J. de Blij, Peter O. Muller, Richard S. Williams Jr.: <i>Physical Geography – The global environment.</i> 3. Auflage. Oxford University Press, New York NY u. a. 2004, ISBN 0-19-516022-3.</li>

<li>Henry Lutz Ehrlich, Dianne K. Newman: <i>Geomicrobiology.</i> 5. Auflage. CRC Press, Boca Raton FL u. a. 2009, ISBN 978-0-8493-7906-2.</li>

<li><a href="Hans_Gebhardt" title="Hans Gebhardt">Hans Gebhardt</a>, <a href="R%C3%BCdiger_Glaser" title="Rüdiger Glaser">Rüdiger Glaser</a>, <a href="Ulrich_Radtke" title="Ulrich Radtke">Ulrich Radtke</a>, Paul Reuber (Hrsg.): <i>Geographie. Physische Geographie und Humangeographie.</i> Elsevier, Spektrum Akademischer Verlag, München u. a. 2007, ISBN 978-3-8274-1543-1.</li>

<li>Kurt Konhauser: <i>Introduction to Geomicrobiology.</i> Blackwell Publishing, Malden MA u. a. 2007, ISBN 978-0-632-05454-1.</li>

<li><a href="Frank_Press" title="Frank Press">Frank Press</a>, <a href="Raymond_Siever" title="Raymond Siever">Raymond Siever</a>: <i>Allgemeine Geologie. Einführung in das System Erde.</i> 3. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg u. a. 2003, ISBN 3-8274-0307-3.</li>

<li>Alan H. Strahler; Arthur N. Strahler: <i>Physische Geographie</i> (= <i>UTB. Geowissenschaften</i> 8159). 3., korrigierte Auflage, Ulmer, Stuttgart 2005, ISBN 3-8001-2854-3.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><span class="noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"><span class="mw-default-size" typeof="mw:File"><span title="Wiktionary"></span></span></span><b><a href="https://de.wiktionary.org/wiki/Verwitterung" class="extiw external" title="wikt:Verwitterung">Wiktionary: Verwitterung</a></b> – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen</div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><span class="noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"><span class="mw-default-size" typeof="mw:File"><span title="Wiktionary"></span></span></span><b><a href="https://de.wiktionary.org/wiki/verwittern" class="extiw external" title="wikt:verwittern">Wiktionary: verwittern</a></b> – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen</div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><div class="noresize noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"><span class="mw-default-size" typeof="mw:File"><span title="Commons"></span></span></div><b><span class=""><a class="external text" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Weathering?uselang=de"><span lang="en">Commons</span>: Verwitterung</a></span></b> – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien</div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Geologisches%20Portrait/Verwitterung%20und%20Erosion">Mineralienatlas: Verwitterung und Erosion</a> (Wiki)</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="Hans_Georg_Wunderlich" title="Hans Georg Wunderlich">Hans Georg Wunderlich</a>: <i>Einführung in die Geologie.</i> Band 1: <i>Exogene Dynamik</i> (= <i>BI-Hochschultaschenbücher</i> 340/340a, <span class="-print"><a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <span style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220521-9582%22&key=cql">0521-9582</a></span></span>). Bibliographisches Institut, Mannheim 1968, S. 39.</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="Dieter_R._Fuchs" title="Dieter R. Fuchs">Dieter R. Fuchs</a>, Helmut Patzelt, Helmut K. Schmidt: <i>Umweltbedingte Schädigungen an historischen Glasfenstern: Phänomene, Mechanismen, Konservierungskonzepte.</i> In: Engin Bagda, Wilfried J. Bartz, Elmar Wippler (Hrsg.): <i>Umwelteinflüsse auf Oberflächen: Belastungs- und Abbaumechanismen in Abhängigkeit von Umwelt- und Klimaeinflüssen.</i> expert-Verlag, Ehningen bei Böblingen 1989, S. 174–192, <a href="https://doi.org/10.22028/D291-24348" class="extiw external" title="doi:10.22028/D291-24348">doi:10.22028/D291-24348</a>, S. 175 f.</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="Herbert_Louis_(Geograph)" title="Herbert Louis (Geograph)">Herbert Louis</a>, Klaus Fischer: <i>Allgemeine Geomorphologie</i> (= <i>Lehrbuch der allgemeinen Geographie.</i> Bd. 1). 4., erneuerte und erweiterte Auflage. de Gruyter, Berlin u. a. 1979, ISBN 3-11-007103-7, S. 113 ff.</span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">Frank Ahnert: <i>Einführung in die Geomorphologie.</i> 4. Auflage. Ulmer (UTB), Stuttgart 2009, ISBN 978-3-8252-8103-8, S. 297.</span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">Si-Liang Li, Damien Calmels, Guilin Han, Jérôme Gaillardet, Cong-Qiang Liu: <i>Sulfuric acid as an agent of carbonate weathering constrained by δ<sup>13</sup>C<sub>DIC</sub>: Examples from Southwest China.</i> Earth and Planetary Science Letters. Bd. 270, Nr. 3–4, 2008, S. 189–199, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.02.039">10.1016/j.epsl.2008.02.039</a></span> (alternativer Volltextzugriff: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.researchgate.net/publication/223916526_Sulfuric_Acid_as_an_Agent_of_Carbonate_Weathering_Constrained_by_d13CDIC_Examples_from_Southwest_China">ResearchGate</a>)</span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text">Frank J. Stevenson: <i>Humus Chemistry. Genesis, Composition, Reactions.</i> 2. Auflage. John Wiley & Sons, New York NY u. a. 1994, ISBN 0-471-59474-1, S. 474.</span>

</li>

<li id="cite_note-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-7">↑</a></span> <span class="reference-text">Francis George Henry Blyth, Michael H. De Freitas: <i>A geology for engineers.</i> 7. Auflage. Arnold, London 1984, ISBN 0-7131-2882-8, S. 31.</span>

</li>

<li id="cite_note-8"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-8">↑</a></span> <span class="reference-text">Greg John Retallack: <i>Soils of the past. An introduction to paleopedology.</i> 2. Auflage. Blackwell Science, London u. a. 2001, ISBN 0-632-05376-3, S. 75.</span>

</li>

</ol>

<div>

Normdaten (Sachbegriff): <a href="Gemeinsame_Normdatei" title="Gemeinsame Normdatei">GND</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/gnd/4063385-8">4063385-8</a></span> </div>

</div></div></div><div><div class="zim-footer">

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