Planetary Geology on Earth: Rippel am Grünen Brink EarthCache

Beschreibung

Planetary Geology on Earth: Rippel am Grünen Brink

Die Insel Fehmarn verdankt seiner Entstehung der letzten (Weichsel-) Eiszeit und zählt zum Naturraum Schleswig-Holstein, einem Jungmoränengebiet, was eben durch diese Eiszeit geformt wurde. In den Jahren seit der Eiszeit hat sich die Insel jedoch immer weiter verändert. Hauptgrund dafür ist in den meisten Fällen der Wind und das Wetter, welche dafür sorgten, dass die Wellen an der einen Seite der Insel Sand abtragen und durch besondere Strömungsverhältnisse an anderer Stelle wieder ablagern. Hochwasserfluten taten ihr übriges, um die Küste Fehmarns ständig zu ändern.

So war es eine Flutkatastrophe vor über Hundert Jahren, die dafür sorgte, dass man einen Landschaftsschutzdeich errichtete und damit maßgeblich in die Natur eingriff. Es änderten sich die Strömungsverhältnisse an der Nordküste und man konnte die Dynamik der Ostsee hautnah erleben. Die Anlandung von Sand und Geröll mündete in der Ausbildung von Nehrungshaken. Deren Spitzen wuchsen landwärts und riegelten nacheinander drei Strandseen geringer Tiefe von der freien Ostsee ab. Dies sorgte dafür, dass der Grüne Brink in nur knapp 100 Jahren geschaffen wurde. Doch auch heute noch ist die Landschaft ständigen Veränderungen durch Hochwasser und Meeresströmungen ausgesetzt und die Anlandung schreitet immer weiter in Richtung Osten voran.

An der Küstenlinie rechts vom Grünen Brink findet man feinen bis körnigen Sand. Dieser konnte sich bilden, da durch Strömungslinien Sand an der Westküste von Fehmarn mit jeder Welle abgetragen wird und über den Sandhaken und der Nehrung vom Grünen Brink transportiert wird. Ein Teil davon lagert sich dann dahinter ab. Grund hierfür sind die Wellenerosionen, die auf offener See entstehen und bis an die Küsten treffen. Die Sedimente werden so direkt an die Küste transportiert oder aber von der Küste abgetragen und durch die Strömung weiter transportiert. Hinter dem Grünen Brink befindet sich somit eine buchtähnliche Formation, in derer besondere Verwerfungen des Wasser vorzufinden sind.

Eine Besonderheit, die es hier zu sehen gibt, sind die sogenannten Rippel oder Rippelmarken. Übersetzt spricht man hier von kleinen Wellen aus Sand, die sich durch Wasser- oder Windströmungen bilden können. Durch die starke Sedimentation, also die Ablagerung von Schwebstoffen und Sanden hier am Strand, wird eine Vielzahl von Bodenfracht im Wasser transportiert und bietet somit einen perfekten Ort für die Bildung von Rippeln.

Rippel entstehen, wenn die Strömung an der Grenzfläche des Bodens eine derart hohe Geschwindigkeit hat, dass Sandkörner in Bewegung versetzt werden. Um so eine Strömung an der Grenzfläche zu erreichen ist eine geringe Wassertiefe wichtig. Ausgangspunkte für die Bildung solcher Rippel sind Unebenheiten, an denen sich die Sandkörner hängen. Nach und nach entsteht so ein Hügel aus Sand. Entscheidend ist hierbei, das Wasser auf den sich auftürmenden Hügel zufließt und auf den sogenannten Luvhang (Wasserströmung zugewandte Seite) trifft. An der Spitze des Hügels erreicht die Strömung eine sehr hohe Geschwindigkeit, sodass sich am Leehang (Wasserströmung abgewandte Seite) ein Unterdruck bildet, es zu Verwirbelungen kommt und sich eine Vertiefung im Boden bildet. Durch den Wirbel werden die Sandkörner dann entgegengesetzt der Strömungsrichtung den Leehang hinauf transportiert und die markanten Rippel entstehen. Aufgrund unterschiedlicher Einwirkungen von Strömungen wird in der Geologie noch zwischen Strömungsrippel und Oszillationsrippel unterschieden.

Strömungsrippel

Die Strömungsrippel chararakterisieren sich durch eine asymmetrischen Form. Auf der Luvseite ist die Hangneigung eher flach, wohingegen eine steile Neigung auf der Leeseite zu erkennen ist. Wie auf dem Bild zur Rippelbildung zu erkennen ist, wandern die Sandkörner den Luvhang hinauf und am Leehang abgelagert. Die Strömungsrippel haben eine Länge von 5 bis 60 cm und sind 0,3 - 6 cm hoch. Der Kammverlauf verläuft fast gerade und alle Rippel ordnen sich gleichmäßig in Reihe an.

Oszillationsrippel

Die Oszillationsrippel charakterisieren sich durch eine symmetrische Form. Beide Seiten haben eine ähnliche Hangneigung und wirken gleichmäßig. Die Gleichmäßigkeit wird erreicht, wenn die Strömung aus unterschiedlichen Richtungen auf dem Rippel trifft. Das bedeutet, dass das Wasser nicht in die Richtung zurückfließt, wie die Welle hereinkam und es entstehen Pendelbewegungen. Dennoch können diese Rippel ebenso eine Länge von 5 bis 60 cm annehmen und 3 bis 5 cm hoch werden. Die Rippel ordnen sich weniger in Reihen und Linien und mehr als kleine Häufchen und Inseln an.

Aus Beobachtungen des NASA-Marsrovers Curiosity weiß man, dass es auch auf dem Mars Rippel gibt. Erde und Mars haben beide große Sanddünen und kleine Sandrippel, aber auf dem Mars gibt es etwas dazwischen, das wir auf der Erde nicht haben. Die Forscher entdeckten auf dem Mars in den Bagnold-Dünen, dass die Scheitellinien der metergroßen Riffeln gewunden sind. Anders als Rippel z.B. in Dünen mit einem gleichmäßigem Scheitel, sind die Rippel auf dem Mars mit Rippel im Sand unter bewegtem Wasser wie hier in Zingst zu vergleichen. Anders als auf der Erde brachte Curiosity die Erkenntnis, dass die Rippel auf dem Mars bis zu 3 Meter Abstand voneinander haben. Daraus schlussfolgern die Forscher, dass sich die Atmosphäre auf dem Mars über Millionen Jahre hinweg verändert hat. Die Größe dieser Rippel hängt mit der Dichte der Flüssigkeit zusammen, die die Körner bewegt, und diese Flüssigkeit ist die Marsatmosphäre. Es wird daher vermutet, dass der Mars in der Vergangenheit eine dickere Atmosphäre hatte, die kleinere Windrippel gebildet oder sogar ihre Bildung ganz verhindert haben könnte. Daher könnte die Größe der erhaltenen Windrippel, die in Marssandsteinen gefunden wurden, die Ausdünnung der Atmosphäre aufgezeichnet haben.

Um diesen Earthcache loggen zu dürfen, müssen die nachfolgenden Aufgaben erfüllt werden. Zudem benötigst du eine Schale, in der du im Experiment Sand und Wasser einfüllen kannst.

Begebe dich zu den Originalkoordinaten und schau dir den Übergang vom Wasser zum Strand hin etwas genauer an. Versuche vor Ort mit deinen Beobachtungen herauszufinden, um welche Art von Rippeln es sich hier handelt. Begründe deine Einschätzung anhand nachfolgender Prüfkriterien:

Prüfe, ob du im flachen Wasser die beschriebenen Rippel erkennen kannst. Es müssen nicht immer an den Koordinaten Rippel bilden, da die Strömung und Windrichtung nie die gleiche ist. Falls du keine Rippel finden solltest, gehe einfach ein Stück am Strand entlang und du wirst fündig werden.

Welche Art von denen im Listing beschriebenen Rippel hast du hier vorgefunden? Begründe deine Antwort anhand von Form, Größe und Ausrichtung der Rippel sowie der Windrichtung.

Glaubst du, dass hier am Strand auch die andere Rippelart auftreten kann? Begründe deine Antwort.

Experiment: Nimm nun die Schale und fülle diese mit ca. 2 cm Sand und ca. 3 cm Wasser (falls du keine Schale vor Ort dabei habt, teste es zuhause. Es klappt allerdings nicht mit jedem Sand!). Jetzt simulierst du Wellen durch gleichmäßiges hin- und herschieben der Schale. Beobachte genau was passiert. Gleiche nun dein Ergebnis mit den Rippeln vor Ort ab und erkläre, welche Art von Rippeln bei dir entstanden sind.

Erkläre mir die Unterschiede bei der Entstehung der Rippelmarken zwischen Mars und Erde.

Wenn ihr das Experiment am Strand gemacht habt, ladet ein Foto davon mit der Ostsee im Hintergrund im Log hoch. Wenn ihr das Experiment zuhause gemacht habt, bitte ein Foto davon und ein Foto an den Koordinaten mit der Ostsee und dem Strand. Hinweis: Nach den neuen Regeln darf ein Foto wieder gefordert werden und ich finde es gehört beim Earthcache einfach dazu.

Schicke mir bitte eine Mail mit deinen Antworten aus Aufgabe 1 bis 5 unter Angabe des EC's "Planetary Geology on Earth: Rippel am Grünen Brink" an die in meinem Profil angegebene Adresse. Das Logfoto einfach an deinen Onlinelog hängen. Nach dem Absenden der Antworten darfst du auch sofort online loggen. Falls etwas nicht in Ordnung sein sollte, melde ich mich dann bei dir.

Happy hunting,

dedi1510