Temperaturverwitterung

Temperaturverwitterung, Capitol Reef, Utah
Temperaturverwitterung, Capitol Reef, Utah
Bildquelle: Schütt 1999

Die Temperaturverwitterung ist die dominante Verwitterungsform der physikalischen Verwitterung. Unter der Temperaturverwitterung werden die Prozesse zusammengefasst, bei denen durch die Wirkung von Temperaturschwankungen das anstehende Gestein zerfällt.

Die Temperatur der Gesteinsoberflächen schwankt mit der SOnneneinstrahlung im Tagesverlauf stärker als die darüber liegende Luft. Der Temperaturwechsel führt zu einer alternierenden Ausdehnung und Schrumpfung der oberflächennahen Bereiche des Gesteins. Dies bedeutet eine Expansion und Kontraktion des Gesteinsvolumens an der Oberfläche. Das Ausmaß der Expansion beziehungsweise Kontraktion bei verschiedenen Gesteinen hängt bei gleichen Temperaturveränderungen von deren jeweiligen linearen Ausdehnungskoeffizienten ab.

Innerhalb des Gesteins sind die Temperaturschwankungen jedoch erheblich geringer. Sie nehmen mit zunehmender Tiefe exponentiell ab. Daher ist die Volumenexpansion und -kontraktion in wenigen Zentrimeter Tiefe schon erheblich geringer als an der Oberfläche. Dies erzeugt Spannungen im oberflächennahen Gestein. Bei jedem Temperaturwechsel werden diese Spannungen dann erneuert und es kommt zu einer fortschreitenden Schwächung des Gesteinsverbundes. Überschreiten diese die Zugfestigkeit des Gesteins, so zerfällt das Gestein.

Die Temperaturschwankungen können dabei beruhen auf

  • einer tages- bezeihungsweise auch jahreszeitlich unterschiedlichen Sonneinstrahlung (Insolationsverwitterung)
  • einer tages- und jahreszeitlich unterschiedlichen Sonneneinstrahlung, die zu Temperaturwechseln über den Gefrierpunkt hinweg führen (Frostverwitterung).

Zudem können diese durch ausbrechende Waldbrände verursacht werden.

Beeinflussungsfaktoren

  • Ausmaß und Häufigkeit von Temperaturwechseln: Je stärker und häufiger die Temperaturwechsel auftreten, desto intensiver verlaufen thermische Verwitterungsprozesse.
  • Ausmaß und Häufigkeit von Niederschlägen: Regenniederschläge können die die Wirkungen der Temperaturverwitterung verstärken.