Scree slope at Bray Head EarthCache
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(other)
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This Earthcache brings you to Bray Head, a 241 meter high mountain in the Irish county of Wicklow. Arisen in the Cambrian, Bray Head is one of the oldest rock formations on earth. The rocks of schist and greywacke were deposited in the deep sea. The hard comb of Bray Head is made of quartzite. In several places there are some screes to see.
What is a scree slope?
The scree or talus, also known as detritus or similar, is a fan-shaped body of rock debris at the foot of steep slopes, rock towers or rock walls. The deposition of the debris is mainly due to landslides and similar predominantly gravitational mass movements.
In the geosciences, debris is understood to mean a loose sediment of mostly unsorted, angular fragments that are larger than two millimeters and thus belong to the Psephites. The material originates from weathering and erosion on slopes or free rock walls, which has fallen free falling through rockfalls or other geological mass movements of the rocks. It is thus a gravity driven form of transport. Over time, the rock debris forms a steadily growing body of rubble at the foot of the slope or rock face. The slope of a debris cone results from the respective rock and its friction angle. It therefore varies between 26 and 42 degrees.
Weathering as the cause of scree masses
Weathering means all those external processes on earth that help destroy the solid rocks of the earth's crust and form the soil. This happens both physically and chemically. During physical weathering, the rock decomposes into loose debris due to the interaction of heat and cold. Rain and meltwater penetrate through the surface into the solid rock ( picture 1), which penetrates into deeper rock gaps (picture 2) and expands when frozen.
But also the chemical weathering plays a crucial role in the formation of a scree pile. Through hydration, the salts contained in the rock change into hydrates on contact with rainwater and melt water, whereby the resulting high pressure blows up the rock (picture 3). Plant roots that spread in the rock gaps also burst the rock and the root pressure due to the root pressure Soil (picture 4) and in turn make the other weathering factors preparatory work.
As soon as the weathering layer has advanced far enough, the freed rocks fall freely down to the rocks. Over time, the rock debris forms a steadily growing body of rubble at the foot of the slope or rock face.
Physical weathering disassembles the rock without chemically altering it. This form of weathering frequently attacks natural zones of weakness in the rock. These include clefts and columns. The rift is a fine, not or barely opened rift. In one column, the opposing rock parts have already diverge. Crevices and clefts are created, for example, by pressure, stretching or displacement of the rock during movements of the earth's crust.
1. Soil ------ 2. Weathering Layer
3. Solid Rock ------ 4. Scree
The following types of physical weathering are distingueshed:
Temperature weathering: The temperature weathering is based on the fact that all materials change their volume with changing temperature. The daily change of sunlight and nocturnal cooling causes the expansion and contraction of the rock. This gradually shatters and loosens it. This process is favored by the differential thermal expansion of the various minerals that make up the rocks. Larger blocks of rock, which are already a product of weathering, can literally burst due to strong temperature changes. This is called a core jump.
Frost Blast Weathering: Freezes water that has penetrated pores, cracks, fissures or crevices of the rock into ice, expanding it by 9% of its volume. As a result, it develops a tremendous explosive power. It reaches its greatest effect at -22 ° C with 2100 kg / cm2. The alternation of freezing and thawing gradually loosens the rock. Finally, it breaks up into rubble of various sizes. The more completely all pores, cracks or gaps are filled with water and the larger they are, the more intense the frost blasting effect.
Chemical weathering involves processes in which the rock-forming minerals are chemically altered to completely dissolved and newly formed. Water plays a decisive role in chemical weathering:
It reacts as a reagent. That is, it even reacts with the mineral compounds.
It is a means of transport for other reagents. This means that water, for example, transports carbon dioxide into the pores and crevices of the rock, thus promoting weathering.
It is a means of transport for the removal of chemical weathering products. The presence of water is therefore a prerequisite for chemical weathering! Due to the movement of water in the soil and rocks, the chemical weathering can also attack deeper below the surface than the physical weathering, which acts in the near-surface region of the rocks. Chemical weathering processes occur especially in humid climates with temperatures above freezing. The temperature also affects the solubility of reagents and weathering products.
The further development
Since the talus covers the lower part of the mountainside, this is protected from further weathering and erosion. This significantly influences the further development of the slope: the upper slope is eroded more quickly than the heap slope and therefore retreats ever further back. As a consequence, the relief of the slope increasingly flattened.
Please visit both waypoints and then answer the following questions!
1. Are there any loose sediments at the summit or is the rock rather massive?
2. What color and size does the vast majority of stones on the scree pile have?
3. Take a piece of rock from the dump and take a closer look at it. Are the pieces rather coarse and sharp-edged or smooth and rounded? Is it very hard for you?
4. Consider the entire scree pile. Which kind of weathering (physical or chemical) is responsible for the formation in your opinion?
5. What do you think the eroded stones above or below are larger or smaller than at the bottom of the scree slope? What do you think could be the cause?
6. Are the traces of weathering the same on both waypoints?
Volunteer: Take a photo of you / your GPS on the Bray Head and add it to your log!
Send a mail with your answers to me! After submitting the answers you can immediately log. If something is wrong, I'll contact you. You do not need to wait for the log release! Have fun with this geological expedition!
Dieser Earthcache führt euch auf den Bray Head, einen 241 Meter hohen Berg in der irischen Grafschaft Wicklow. Im Kambrium entstanden, gehört Bray Head zu den ältesten Felsformationen der Erde. Hauptsächlich bestehen die Felsen aus Schiefer und Grauwacken, welche in der Tiefsee des Ozeans abgelagert worden waren. Der harte Kamm von Bray Head besteht aus Quarzit. An mehreren Stellen rund um den Berg gibt es sogenannte Geröllhalden zu sehen.
Was ist eine Geröllhalde?
Die Schutthalde oder der Talus, auch als Geröllhalde oder ähnlich bezeichnet, ist ein fächerförmiger Körper aus Gesteinsschutt am Fuß von Steilhängen, Felstürmen oder Felswänden. Die Ablagerung der Schuttmassen erfolgt im Wesentlichen durch Bergstürze und ähnliche vorwiegend gravitative Massenbewegungen.
Unter Schutt wird in den Geowissenschaften ein Lockersediment aus meist unsortierten, kantigen Bruchstücken verstanden, die größer als zwei Millimeter sind und damit zu den Psephiten gehören. Das Material entstammt der Verwitterung und Erosion an Hängen oder freien Felswänden, das durch Steinschlag bzw. Felsstürze oder andere geologische Massenbewegungen frei fallend die Felsen herabgestürzt ist. Es handelt sich somit um eine durch die Schwerkraft angetriebene Form des Transports. Mit der Zeit bildet der Gesteinsschutt einen stetig wachsenden Schuttkörper am Fuß des Hanges oder der Felswand. Die Hangneigung eines Schuttkegels ergibt sich aus dem jeweiligen Gestein und dessen Reibungswinkel. Sie schwankt daher zwischen 26 und 42 Grad.
Verwitterung als Ursache der Geröllmassen
Unter Verwitterung versteht man all jene äußeren Vorgänge auf der Erde, die dazu beitragen, die festen Gesteine der Erdkruste zu zerstören und den Boden zu bilden. Dies geschieht sowohl physikalisch als auch chemisch. Bei der physikalischen Verwitterung zerfällt das Gestein aufgrund der Wechselwirkung von Hitze und Kälte zu losem Schutt. In das feste Gestein (Bild 1) dringen durch die Oberfläche Regen und Schmelzwasser ein, dieses dringt in tiefere Gesteinsspalten (Bild 2) und dehnt sich beim Frieren aus.
Aber auch die chemische Verwitterung spielt eine entscheidende Rolle bei der Bildung einer Geröllhalde. Durch Hydratation wandeln sich die im Gestein enthaltenen Salze beim Kontakt mit Regen- und Schmelzwasser in Hydrate um, wobei der entstehende hohe Druck das Gestein sprengt (Bild 3).Pflanzenwurzeln, die sich in den Gesteinsspalten ausbreiten sprengen zudem durch den Wurzeldruck das Gestein und den Boden (Bild 4) und leisten den anderen Verwitterungsfaktoren wiederum Vorarbeit.
Sobald die Verwitterungsschicht weit genug fortgeschritten ist, stürzen die frei werdenen Gesteine frei an den Felsen herab. Mit der Zeit bildet der Gesteinsschutt einen stetig wachsenden Schuttkörper am Fuß des Hanges oder der Felswand.
Die physikalische Verwitterung zerlegt das Gestein, ohne es chemisch zu verändern. Diese Form der Verwitterung greift häufig an natürlichen Schwächezonen im Gestein an. Dazu gehören Klüfte und Spalten. Als Kluft wird ein feiner, noch nicht oder kaum geöffneter Riss bezeichnet. Bei einer Spalte sind die gegenüberliegenden Gesteinspartien bereits auseinandergewichen. Klüfte und Spalten entstehen zum Beispiel durch Druck, Dehnung oder Verschiebung des Gesteins bei Bewegungen der Erdkruste.
1. Boden ------ 2. Verwitterungsschicht ------ 3. Festes Gestein ------4. Hangschutt.
Folgende Arten der physikalischen Verwitterung werden unterschieden:
Temperaturverwitterung: Die Temperaturverwitterung beruht darauf, dass alle Materialien ihr Volumen mit wechselnder Temperatur verändern. Durch den täglichen Wechsel von Sonneneinstrahlung und nächtlicher Abkühlung kommt es zur Ausdehnung und Zusammenziehung des Gesteins. Dadurch wird es allmählich zerrüttet und gelockert. Dieser Prozess wird durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung der verschiedenen Minerale begünstigt, welche die Gesteine aufbauen. Größere Gesteinsblöcke, die bereits ein Produkt der Verwitterung sind, können durch starke Temperaturwechsel regelrecht zerplatzen. Man nennt dies Kernsprung.
Frostsprengungsverwitterung: Gefriert Wasser, das in Poren, Risse, Klüfte oder Spalten des Gesteins eingedrungen ist, zu Eis, dehnt es sich um 9 % seines Volumens aus. Dadurch entwickelt es eine enorme Sprengkraft. Sie erreicht bei -22 °C mit 2100 kg/cm2 ihre größte Wirkung. Der Wechsel von Gefrieren und Wiederauftauen lockert allmählich das Gestein. Schließlich zerfällt es in Trümmer der verschiedensten Größen. Je vollständiger alle Poren, Risse oder Klüfte mit Wasser gefüllt und je größer diese sind, desto intensiver wirkt die Frostsprengung.
Die chemische Verwitterung umfasst Prozesse, bei der die gesteinsbildenden Minerale chemisch verändert bis vollständig aufgelöst und neu gebildet werden.
Bei der chemischen Verwitterung spielt Wasser eine entscheidende Rolle:
Es reagiert selbst als Reagens. Das heißt, es reagiert selbst mit den Mineralverbindungen.
Es ist Transportmittel für andere Reagenzien. Das bedeutet, dass Wasser beispielsweise Kohlendioxid in die Poren und Spalten des Gesteins transportiert und so verwitterungsfördernd wirkt.
Es ist Transportmittel für die Abfuhr von chemischen Verwitterungsprodukten.
Das Vorhandensein von Wasser ist demnach eine Voraussetzung für chemische Verwitterung!
Aufgrund der Wasserbewegung im Boden und Gestein kann die chemische Verwitterung auch tiefer unterhalb der Oberfläche angreifen als die physikalische Verwitterung, die im oberflächennahen Bereich der Gesteine wirkt. Chemische Verwitterungsprozesse treten insbesondere in feuchten Klimaten mit Temperaturen über dem Gefrierpunkt auf. Die Temperatur beeinflusst zudem auch die Löslichkeit von Reagenzien und Verwitterungsprodukten.
Die weitere Entwicklung
Da der Talus den unteren Teil des Berghanges, den Haldenhang, bedeckt, wird dieser vor weiterer Verwitterung und Erosion geschützt. Das prägt die weitere Hangentwicklung wesentlich: Das Hangobere wird rascher erodiert als der Haldenhang und zieht sich darum immer weiter zurück. Als Konsequenz flacht das Relief des Hanges zunehmend ab.
Bitte besucht beide Wegpunkte und beantwortet danach folgende Fragen!
1. Gibt es auch am Gipfel Lockersedimente oder ist das Gestein dort eher massiv?
2. Welche Farbe und Größe hat die überwiegende Zahl der auf der Geröllhalde befindlichen Steine?
3. Nehmt euch ein Gesteinsbruchstück der Halde vom Boden und schaut es euch genauer an. Sind die Stücke eher grob und scharfkantig oder glatt und gerundet? Erscheint es euch sehr hart?
4. Betrachtet die gesamte Schutthalde. Welche Art der Verwitterung (physikalisch oder chemisch) ist eurer Meinung nach für die Entstehung verantwortlich?
5. Was denkt ihr, sind die erodierten Steine weiter oben größer oder kleiner als am Fuß der Geröllhalde? Was könnte eurer Meinung nach die Ursache dafür sein?
6. Sind die Spuren der Verwitterung an beiden Wegpunkten gleich ausgeprägt?
Freiwillig: Mache ein Foto von dir/deinem GPS auf dem Bray Head und füge es deinem Log bei!
Schickt eine Mail mit euren Antworten an mich! Nach dem Absenden der Antworten könnt ihr gleich loggen. Falls etwas nicht in Ordnung ist, melde ich mich. Ihr braucht nicht die Logfreigabe abwarten! Ich wünsche euch viel Spaß bei dieser geologischen Entdeckungsreise!
Quellen: wikipedia, wissen.de, Buch: Geologie für Dummies, spektrum.de, eigene Fotos
Additional Hints
(Decrypt)
Lbh pna fraq gur nafjref va Ratyvfu be Trezna.
Vue xöaag qvr Nagjbegra va va Ratyvfpu bqre Qrhgfpu fpuvpxra.