Was sind Rippeln? Diesen Begriff haben viele wahrscheinlich noch nicht gehört. Es sind zumeist durch Strömung und Ablagerung gebildete Anhäufungen von Sedimenten wie Sand oder Schluff. Sie bilden sich im Flachwasser oder am Strand und sogar in der Wüste durch den Wind. Rippelmarken sind in der Geologie von großer Bedeutung, wenn sie sich in versteinerter Form in unteren Erdschichten wiederfinden. Man kann an ihnen gut erkennen, dass hier einmal ein Flachmeer, ein Flusslauf oder eine Küste gelegen haben muss. Man kann sie aber auch heute an vielen Stellen finden und damit Schlüsse über Wind und Wetter sowie Strömungen und Sedimentgehalt ziehen.
Der Begriff „Ripple“ kommt aus dem Englischen und bedeutet so viel wie „kleine Welle“ oder „Kräuselung“. Werden die Muster durch Wasserbewegung erzeugt sind es aquatische Rippeln und wenn der Wind Verursacher war sind es aölische.
Die Wissenschaft beschäftigt sich mit dem Phänomen erst seit Anfang des 20. Jahrhunderts. Die Physikerin H. Ayrton machte einen Versuch, in dem sie Sand in ein einem Gefäß mit Wasser bedeckte und dann durch Schwingen Wellen erzeugte. Ein zweiter Versuch machte sie mit Pfeffer, der durch seine Eigenschaft der geringeren Dichte noch besser geeignet ist. Beide Male konnte sie die Rippelmarken erzeugen und im zweiten Fall wurden sogar die Verwirbelungen der Strömung sehr gut sichtbar.
Rippel treten auf, sobald die Strömung eine Geschwindigkeit übersteigt, ab der Sandkörner mitgerissen werden. Außerdem muss eine minimale Wassertiefe vorhanden sein, damit sich Rippel bilden können. Sie beträgt das Dreifache der späteren Rippelhöhe. Eine Begrenzung der Maximaltiefe gibt es nicht. Wichtig ist nur, dass eine Strömung an der Grenzfläche vorhanden ist.
Beginnen tut das Ganze durch ein kleines Hindernis oder einer Unebenheit, an der Sandkörner hängen bleiben und sich Sammeln. Um so größer das Gebilde wird, desto mehr Sand bleibt hängen und es entsteht ein eigendynamischer Prozess. Die Strömung wird nach oben hin immer Stärker und so finden sich auch zumeist nur die größten Körner am Kamm des Walls.
Die Strömungsabgewandte Seite nennt man Leeseite. Die andere ist die Luvseite. Die Körner werden zuerst auf Luvseite den Luvhang hinauf transportiert. Etwas Sand rollt auf der anderen Seite herunter. Hier herrscht ein Unterdruck der zu Verwirbelungen führt und zum einen eine Mulde ausgräbt und zum anderen auch versucht das Material wieder am Leehang hinaufzuschieben. Durch dieses Prinzip wird ein Rippel aufgebaut. Ist ein Rippel voll und die Maximalhöhe erreicht, was dadurch kommt, dass die Strömung auf dem Kamm zu stark geworden ist, bewegen sich die nächsten Körner weiter und bilden in kurzer Entfernung einen neuen Haufen. So wachsen die Wellenmuster weiter und werden immer mehr. Dabei bleibt der Abstand bei gleichbleibender Strömung auch in etwa konstant und es bildet sich ein symmetrisches Muster mit nahezu einheitlichen Wellen. Rippeln, die im oder durch Wasser geformt werden haben eine Höhe von durchschnittlich 3-5 cm und eine Breite von 4 bis 60 cm.
Windrippeln in der Wüste entstehen ähnlich. Hier gibt es noch die Saltation, was heißt, dass die Sandkörner eher springen und beim Aufprall weitere Körner zum Springen bringen. Das Ergebnis ist am Ende aber das gleiche. Bei Wüstendünen ist oft noch zu sehen, wie die Oberfläche kleine Rippeln bilden, die Dünen aber selbst auch so aufgebaut sind, wenn man sie aus der Luft betrachtet. Diese Dünen sind auch um ein vielfaches größer und höher.
Eine wichtige Eigenschaft der Rippeln ist ihre Bewegung. Durch die Strömung sind die Körner immer in Bewegung. Dabei ist die Anhäufung wiederum sehr stabil. Während ein Fußabdruck am Strand schnell vergangen ist, bleiben diese Rippeln länger erhalten und trotzen länger der Natur. Die ständige Bewegung machen die Wanderdünen deutlich, die in manchen Gebieten zu einer großen Gefahr werden, wo sie mit bewohnten Land zusammenstoßen. Sie begraben alles unter sich und viel Später, wenn sie darüber hinweg gewandert sind, geben sie die Reste wieder frei.
Eine drittet Typ von Rippeln, die kurzlebig sind, können Wellen an der Wasseroberfläche sein. Wenn der Wind das Wasser vor sich herschiebt entstehen diese kleinen Wellen und bilden ebenso das Muster wie bei den beständigen Formen aus Sand.
Es gibt zwei Arten von Rippen. Herrscht nur eine Strömungsrichtung haben wir eine schräg und flacher zulaufende Luvseite und einen steilen Leehang. Diese nennt man auch asymmetrische oder Strömungsrippeln. Kehrt sich die um, zum Beispiel am Strand, wo das Wasser kommt und wieder geht, sind beide Seiten des Gebildes gleichmäßiger und daher symmetrisch. Diese nennt man Oszillationsrippeln.
Mathematisch berechnen kann man solche Modelle bisher nur schwer. Es gelingt per Computersimulation das Phänomen grob darzustellen und somit auch Vorhersagen zu machen. Gerade im Bereich der Versandung wird es nutzbringend angewendet. Auch in der Astrophysik und Astronomie können wir dadurch Rückschlüsse auf die Geschichte von Himmelskörpern machen. Es befinden auch Rippeln auf dem Mars und dem Saturnmond Titan.
Vor Ort steht ihr an dem kleinen Bächlein Siek, der in ein paar Metern Entfernung in die Örtze mündet. Am Boden kann man hier sehr gut die Rippelwellen, die das Wasser bildet, beobachten. Etwas östlich macht der Fluss einen Knick von mehr als 90 Grad. Dadurch entsteht hier durch das Spiel von Strömung, Sand und Richtungsveränderung ein besonderes Gebilde. Strömung bildet nicht nur die oben beschriebenen Rippeln, es führt in einer Kurve auch zum Abtrag von Sedimenten in der Außenkurve (vergleich z.B. auch Mäanderbildung ->EC GC4XE78). Hier ist die eigentliche Außenkante jedoch flach. Dafür wird durch die Gegebenheiten auch eine Art Rippel gebaut, die, was ihre Eigenschaften betrifft, eher mit der Leeseite der Strömungsrippeln vergleichbar ist. Ich habe hierfür selbst noch keine Bezeichnung gefunden, doch fällt es meines Erachtens auch unter den Begriff der Unterwasserdünen. Diese wohl einmalige Formation möchte euch nicht vorenthalten. Sie zeigt, zu was die Natur in der Lage ist und sie findet immer einen Weg. Zudem ist die Natur perfekter als wir es nachbauen können. Wasser sucht sich immer den leichtesten Weg. Hier sieht es einfach nur kurios und interessant aus.
Den Cache dürft ihr sofort nach der Beantwortung der Fragen und Aufgaben loggen. Ich melde mich, wenn ich noch Fragen oder Anmerkungen habe.
1. Wenn die Strömungsrippeln 3 cm hoch werden, wie hoch ist dann die Wassertiefe?
Dies ist eine hypothetische Wissens- und Rechenaufgabe. Der Bach soll nicht ausgemessen werden.
2. Mach den Versuch der Frau Ayrton nach. Nimm Sand oder Pfeffer und Wasser und erzeuge durch Wellenmuster die Rippeln. Versuche es, wenn du möchtest, auch mit einem anderen körnigen Material. Beschriebe mir, das Ergebnis. Welche Rippelformen erhältst du? Wie lange hat es gedauert? Gibt es noch mehr, was man zu dem Versuch sagen kann?
3. Schaue dir die Stelle im Bach an, wo er die beschriebene Kurve macht. Was siehst du? Wie verhält sich das Wasser und der Sand. Wie sieht das Gebilde (Rippel?) hier aus und warum tut es das deiner Meinung nach?
Ich hoffe du hast Spaß an Infos und Versuch
Guywan
Es wurden Informationen von den Internetseiten Wikipedia und www.spektrum.de mit verarbeitet.