Earth Science

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Lesson Objectives

  • Discuss the different erosional features formed by alpine glaciers.
  • Describe the processes by which glaciers change the underlying rocks.
  • Discuss the particles deposited by glaciers as they advance and recede.
  • Describe the landforms created by glacial deposits.

Vocabulary

  • alpine (valley) glacier
  • continental glacier
  • end moraine
  • glacial erratic
  • glacial striations
  • glacial till
  • glaciers
  • ground moraine
  • hanging valley
  • lateral moraine
  • medial moraine
  • moraine
  • plucking
  • terminal moraine
  • varve

Introduction

Glaciers cover about 10% of the land surface near Earth’s poles and they are also found in high mountains. During the Ice Ages, glaciers covered as much as 30% of Earth. Geologen gehen davon aus, dass vor etwa 600 bis 800 Millionen Jahren fast die gesamte Erde mit Schnee und Eis bedeckt war. Anhand der von Gletschern hinterlassenen Erosions- und Ablagerungsspuren leisten Wissenschaftler eine Art Detektivarbeit, um herauszufinden, wo sich das Eis einst befand.

Entstehung und Bewegung von Gletschern

Gletscher sind feste Eismassen, die sich extrem langsam über die Landoberfläche bewegen (siehe Abbildung unten). Das Gletschereis erodiert und formt das darunter liegende Gestein. Gletscher lagern auch Sedimente in charakteristischen Landformen ab. Es gibt zwei Arten von Gletschern:

  • Kontinentalgletscher sind große Eisflächen, die relativ flaches Land bedecken. Diese Gletscher fließen von dort aus, wo sich die größten Schnee- und Eismengen ansammeln.
  • Alpin- oder Talgletscher fließen durch Gebirge entlang bestehender Täler bergab.

Ein Satellitenbild von Gletschern im Himalaya, auf dem einige Merkmale beschriftet sind.

Glaziale Erosion

Gletscher erodieren das darunter liegende Gestein durch Abschleifen und Ausreißen. Gletscherschmelzwasser dringt in Risse des darunter liegenden Gesteins ein, das Wasser gefriert und drückt Gesteinsstücke nach außen. Das Gestein wird dann vom fließenden Eis des sich bewegenden Gletschers herausgerupft und weggetragen (siehe Abbildung unten). Durch das Gewicht des Eises können sich diese Gesteinsbrocken tief in das darunter liegende Gestein einritzen und lange, parallele Rillen im Gestein bilden, die als Gletscherschliffe bezeichnet werden.

Gletscherschliffe zeigen die Richtung an, in die sich ein Gletscher bewegt hat.

Gebirgsgletscher hinterlassen einzigartige Erosionsmerkmale. Wenn ein Gletscher ein V-förmiges Flusstal durchschneidet, schiebt der Gletscher Felsen von den Seiten und vom Boden ab. Dadurch wird das Tal breiter und die Wände werden steiler, so dass ein U-förmiges Tal entsteht (siehe Abbildung unten).

Ein U-förmiges Tal im Glacier National Park.

Kleinere Nebengletscher fließen wie Nebenbäche in ihren eigenen flacheren U-förmigen Tälern in den Hauptgletscher. Ein Hängetal entsteht dort, wo der Hauptgletscher einen Nebengletscher abschneidet und eine Klippe bildet. Die Bäche stürzen über die Klippe und bilden Wasserfälle (siehe Abbildung unten).

Das Yosemite Valley ist bekannt für Wasserfälle, die aus hängenden Tälern herabstürzen.

Hoch oben auf einem Berg, wo ein Gletscher seinen Ursprung hat, werden die Felsen von den Talwänden abgetragen. Einige der daraus resultierenden Erosionserscheinungen sind hier zu sehen: Abbildung unten und Abbildung unten.

(a) Ein schalenförmiger Kessel im Glacier National Park wurde von Gletschern geformt. (b) Aus dem im Kar eingeschlossenen Schmelzwasser bildet sich ein hochgelegener See, ein sogenannter Tarn. (c) Mehrere Kare von Gletschern, die in verschiedenen Richtungen von einem Berggipfel abfließen, hinterlassen ein scharfkantiges Horn, wie das Matterhorn in der Schweiz. (d) Wenn sich Gletscher an gegenüberliegenden Seiten eines Berges hinunterbewegen, bildet sich zwischen ihnen ein scharfkantiger Grat, der Arête genannt wird.

Eine roche moutonée bildet sich dort, wo ein Gletscher die bergauf liegende Seite des Felsens glättet und das Gestein von der bergab liegenden Seite abreißt.

Lagerungsmerkmale von Gletschern

Wenn Gletscher fließen, löst die mechanische Verwitterung das Gestein an den Talwänden, das dann als Schutt auf den Gletscher fällt. Gletscher können Gestein jeder Größe mit sich führen, von riesigen Felsblöcken bis hin zu Schlamm (Abbildung unten). Diese Gesteine können über viele Jahre hinweg viele Kilometer weit transportiert werden. Diese Gesteine, die eine andere Gesteinsart oder einen anderen Ursprung als das umgebende Grundgestein haben, werden als Gletschererratika bezeichnet. Schmelzende Gletscher lagern alle großen und kleinen Gesteinsbrocken, die sie mit sich führen, auf einem Haufen ab. Diese unsortierten Gesteinsablagerungen nennt man Gletscherschutt.

Ein großer Felsbrocken, den ein Gletscher abgeworfen hat, ist ein Gletscherschutt.

Gletscherschutt kommt in verschiedenen Arten von Ablagerungen vor. Lineare Gesteinsablagerungen werden Moränen genannt. Geologen untersuchen Moränen, um herauszufinden, wie weit sich Gletscher ausdehnten und wie lange sie brauchten, um abzuschmelzen. Moränen werden nach ihrer Lage im Verhältnis zum Gletscher benannt:

  • Seitenmoränen bilden sich an den Rändern des Gletschers, wenn Material durch Erosion der Talwände auf den Gletscher fällt.
  • Mittelmoränen bilden sich dort, wo die Seitenmoränen zweier Nebengletscher in der Mitte eines größeren Gletschers zusammentreffen (Abbildung unten).

Die langen, dunklen Linien sind Mittel- und Seitenmoränen.

  • Das Sediment unter dem Gletscher wird nach dem Abschmelzen des Gletschers zu einer Grundmoräne. Grundmoränen tragen in vielen Regionen zu den fruchtbaren Transportböden bei.
  • Endmoränen sind lange Rücken aus Geschiebelehm, die an dem Punkt zurückbleiben, an dem der Gletscher am weitesten vorgedrungen ist.
  • Endmoränen werden dort abgelagert, wo der Gletscher lange genug stehen blieb, um beim Rückzug einen felsigen Rücken zu bilden. Long Island in New York wird von zwei Endmoränen gebildet.

(a) Ein Esker ist ein gewundener Grat aus Sand und Kies, der von einem Schmelzwasserstrom unter einem Gletscher abgelagert wird. (b) Ein Drumlin ist ein asymmetrischer Hügel aus Sedimenten, der in die Richtung zeigt, in die sich das Eis bewegt hat. Normalerweise findet man Drumlins in Gruppen, die Drumlin-Felder genannt werden.

Während Gletscher unsortierte Sedimente abladen, kann das Schmelzwasser die Sedimente sortieren und zurücktransportieren (Abbildung unten).

(a) Eine sortierte Ablagerung von Sand und kleineren Partikeln ist Schichtdrift. Ein weites Gebiet mit geschichteten Ablagerungen von Schmelzwasser über ein breites Gebiet ist eine Auswaschungsebene. (

  • Versuchen Sie, einige der Gletschermerkmale zu erkennen, die in diesem Video aus dem Glacier National Park zu sehen sind:http://www.visitmt.com/national_parks/glacier/video_series/part_3.htm.

Es gibt verschiedene Arten von geschichteten Ablagerungen in Gletscherregionen, die nicht direkt vom Eis gebildet werden. Varven bilden sich dort, wo Seen im Winter von Eis bedeckt sind. Dunkle, feinkörnige Tone sinken im Winter auf den Grund, doch mit dem Schmelzen des Eises im Frühjahr fließt Wasser, das hellere Sande ablagert. Jede abwechselnd dunkle und helle Schicht steht für ein Jahr der Ablagerung. Wenn ein Gletscher in einem Jahr mehr Eis anhäuft, als er abschmilzt, schreitet er bergabwärts voran. Wenn ein Gletscher mehr schmilzt, als er in einem Jahr ansammelt, zieht er sich zurück (Abbildung unten).

Der Grinnell Glacier im Glacier National Park hat sich in den letzten 70 Jahren zurückgezogen.

Zusammenfassung der Lektion

  • Die Bewegung des Eises in Form von Gletschern hat unsere gebirgigen Landflächen mit ihrer enormen Erosionskraft verändert.
  • U-förmige Täler, hängende Täler, Kare, Hörner und Wüsten sind Merkmale, die vom Eis geformt wurden.
  • Das erodierte Material wird später als große Gletscherschuttmassen, in Moränen, Schichtstufen, Überschwemmungsebenen und Drumlins abgelagert.
  • Varven sind eine sehr nützliche jährliche Ablagerung, die sich in Gletscherseen bildet.

Wiederholungsfragen

  1. Wie viel der Landoberfläche der Erde ist heute von Gletschern bedeckt? Wo findet man sie?
  2. Welche zwei Arten von Gletschern gibt es und wie unterscheiden sie sich voneinander?
  3. Welche Form hat ein Tal, das von Flüssen erodiert wurde? Wie verändert ein Gletscher diese Form und was wird daraus?
  4. Welche zwei verschiedenen Merkmale entstehen, wenn sich kleinere Seitengletscher mit dem zentralen Hauptgletscher verbinden?
  5. Wie erodieren Gletscher die umliegenden Felsen?
  6. Name the erosional features that are formed by glaciers high in the mountains and describe how they form.
  7. Describe the different types of moraines formed by glaciers.
  8. Describe the difference between glacial till and stratified drift. Give an example of how each type of deposit forms.
  9. Name and describe the two asymmetrical hill shaped landforms created by glaciers.

Further Reading / Supplemental Links

  • Glacial landforms illustrated: http://www.uwsp.edu/geo/faculty/lemke/alpine_glacial_glossary/glossary.html

Points to Consider

  • What features would you look for to determine if glaciers had ever been present?
  • If glaciers had never formed, how would soil in Midwestern North America be different?
  • Can the process of erosion produce landforms that are beautiful?