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Entsteht hier ein Mäander ?
Genau diese Frage habe ich mir vor kurzem gestellt, als ich an der Erft entlang ging und mir dabei ein bestimmter Abschnitt des Flusses ins Auge fiel, an dem ich doch meinte, einige der hierfür typischen Merkmale zu erkennen.
Und genau diese Frage möchte ich nun quasi an euch weitergeben ...
Begebt euch also vor Ort, macht eure Beobachtungen und sendet mir anschließend eure Schlussfolgerungen (Details zur Aufgabenstellung weiter unten im Listing).
Was genau ist denn eigentlich ein Mäander ?
Natürlich schicke ich euch nicht ins Feld, ohne euch vorher - anhand hoffentlich möglichst einfacher Erläuterungen - mit dem notwendigen Hintergrundwissen auszustatten ... Los geht's:
Als Mäander bezeichnet man im Prinzip eine Flussschlinge, die meist Teil einer Abfolge mehrerer Flussschlingen ist und sich mit der Zeit auf natürliche Art und Weise bildet. Voraussetzung dafür ist ein sehr geringes Sohlgefälle, sowie das Vorhandensein von feinkörnigem, (durch den Fluss) transportierten Gesteinsmaterial.
Durch eine zufällige Unebenheit am Boden des Flusses entsteht - in Kombination mit der Bodenreibung des Wassers - eine Querzirkulation, die entlang des Flussbodens von der kurvenäußeren Seite zur kurveninneren Seite und an der Flussoberfläche zurück zur kurvenäußeren Seite führt, weil dadurch ein Unterschied in der Strömungsgeschwindigkeit entsteht.
Auf der Seite mit der schnelleren Strömung entsteht somit durch die höhere Erosion zunächst eine kleine Ausbuchtung (Prallhang) und daraus schließlich eine Kurve, welche aufgrund der Zentrifugalkraft an der Außenseite einen höheren Wasserstand besitzt.
In der Nähe des Flussbettes entsteht Reibung, welche die Fließgeschwindigkeit mindert und die Zentrifugalkraft abgeschwächt. Die Druckkraft dagegen bleibt gleich, weil die Statik der Wasseroberfläche unverändert besteht. In der Summe erfahren die bodennahen Wasserteilchen an der Kurvenaußenseite dadurch eine Querbeschleunigung in Richtung des Kurveninneren.
In der Folge entsteht an der Oberfläche aus Gründen der Massenerhaltung eine Komponente der Strömung in Richtung Kurvenäußeres. Diese wird balanciert durch den höheren Wasserstand an der kurvenäußeren Seite.
Aus dieser Querzirkulation und der Gewässerströmung entsteht in der Summe längs des Flusskörpers eine spiralförmige (helicale) Strömung, die am Gewässerboden Richtung Kurveninnenseite strömt. Weil die Strömungsgeschwindigkeit zum Kurveninnern abnimmt, wird diese Strömung nach innen hin ebenfalls langsamer und die Sedimentfracht sinkt wieder zu Boden. Somit befördert die helicale Strömung Sedimente von der Außenseite der Kurve (Prallhang) zur Innenseite der Kurve (Gleithang), wodurch der Kurvenradius des Mäanders immer größer wird, die Kurve "wächst" also. Diese Sedimentablagerungen kann man meist auch sehr gut erkennen, da sie mit der Zeit irgendwann auf dem Trockenen liegen.
Da dieser Vorgang meist an mehreren Stellen eines Flusses auftritt, ist es keine Seltenheit, dass sich - durch das stetige Wachstum der einzelnen Kurven - irgendwann zwei benachbarte Flussschlingen berühren, der Fluss durch bricht und künftig durch diese neue Abkürzung fließt. Zurück bleibt ein bogenförmiger Altarm, der nicht mehr durchflossen wird.
In der Regel bildet sich an der Durchbruchstelle durch den Höhenunterschied eine Stromschnelle, die sich in einer rückschreitenden Erosion flussaufwärts verlagert. Das oberhalb befindliche Flussbett liegt dadurch nach einiger Zeit entsprechend tiefer. Diese Flussbettvertiefung betrifft nicht den Altarm. In dem stehenden Gewässer sinkt im Gegenteil das Sediment zu Boden und verlandet das stehende Altwasser immer weiter.
Bei einzelnen Flussschlingen in einem Flusslauf, wie beispielsweise der Saarschleife, sowie künstlich veränderten Flussläufen, spricht man allerdings nicht von einem Mäander, ebenso wenig bei einer als Flussknie bezeichneten Flussschlinge mit anschließend markant veränderter Fließrichtung.
Die Aufgaben
Um den Earthcache zu loggen begebt euch bitte (Reihenfolge ist egal) zu den beiden Referenzpunkten. Diese liegen mitten im Wasser, markieren aber lediglich das Zentrum des zu untersuchenden Bereiches. Die Beobachtungen können aufgrund der Nähe zum Fluss problemlos vom Weg aus gemacht werden. Da es sich um ein Naturschutzgebiet handelt, ist es weder erlaubt, noch notwendig die Wege zu verlassen.
Schaut euch beide Abschnitte des Flusses genau an und bearbeitet dann anhand eurer Erkenntnisse die folgenden Aufgaben:
- Vergleicht die beiden Referenzpunkte miteinander, wo sieht man eurer Meinung nach deutlichere Anzeichen für die Entstehung eines Mäanders ?
- Welche Anzeichen genau könnt ihr hier beobachten ? Verwendet als Anhaltspunkt für eure Analyse vor Ort die auf dem Schaubild dargestellten Begrifflichkeiten.
- Erstellt eine Skizze des IST Zustands beider Referenzpunkte. Als Vorlage für eventuell verwendbare Merkmale eines Mäanders auch hier wieder das Schaubild verwenden.
- Erstellt eine Skizze, auf der man die beiden Referenzpunkte, sowie den Verlauf des Flusses mit korrekter Himmelsrichtung erkennt und ändert die Skizze so ab, wie eurer Meinung nach in Zukunft der Verlauf ausschauen könnte, wenn hier tatsächlich ein Mäander entsteht.
- Auch wenn es ab sofort wieder ein Pflichtpunkt sein darf, so möchte ich es euch doch an der Stelle freiwillig überlassen, ob ihr noch ein Foto von euch am Fluss machen möchtet.
Ihr braucht nicht auf eine Antwort zu warten, sondern könnt nach dem Absenden eurer Beobachtungsergebnisse sofort loggen, sollte es Unstimmigkeiten geben, dann melde ich mich zeitnah.
Bilderverwendung
Die verwendeten Bilder stammen von Wikipedia. Den Lizenzinformationen dort habe ich entnommen, dass sie frei verwendbar sind. Sollte meine Einschätzung falsch sein, bitte ich darum mich zu informieren, dann entferne ich die Bilder und verwende, soweit erforderlich, eigene Skizzen.