Wasser im freien Fall

978 Meter tief fallen die Wassermassen des Salto Ángel in Venezuela. Der höchste Wasserfall der Erde stürzt von einem Tafelberg, zerstäubt teilweise zu Wasserdampf und sammelt sich dann wieder zu einem Fluss. Nach einer weiteren Stufe stürzt er mit ohrenbetäubendem Getöse erneut Hunderte von Metern in die Tiefe. Wie gewaltig die Kraft des Wassers ist, kann man an einem Wasserfall besonders gut hören, sehen und auch fühlen.

Der Rheinfall bei Schaffhausen
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Die meisten Wasserfälle bilden sich an Orten, an denen hartes Gestein über weichem Gestein liegt. Fließt das Wasser über diese Schichten, trägt es das unten liegende weiche Gestein schneller ab. Das geschieht vor allem durch Sand und Steinchen, die das Wasser mitschleppt. Diese schmirgeln das weiche Gestein stärker ab und höhlen hier den Boden des Flusses immer weiter aus. Zwischen den beiden Gesteinsschichten entsteht ein Strudelloch, das im Lauf der Zeit größer wird. Das Wasser stürzt an dieser Stelle immer tiefer herab – man spricht von einem Wasserfall.

Salto Ángel
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Weil das weiche Gestein unter der harten Gesteinskante mehr und mehr ausgehöhlt wird, bildet sich ein Überhang. Wenn das Gewicht dieses Überhangs zu schwer wird, bricht er ab. Seine Gesteinsbrocken höhlen den Untergrund erneut aus. Wieder entsteht ein Überhang, der schließlich unter der eigenen Last abbricht. Der Wasserfall wandert also zurück in Richtung Quelle. Diese Bewegung stromaufwärts ist messbar: Zum Beispiel weichen die Niagara-Fälle an der Grenze zwischen den USA und Kanada pro Jahr etwa 70 Zentimeter zurück.

Niagarafälle
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Steter Tropfen höhlt den Stein

Tiefe Schluchten im Gebirge, weite Sandstrände am Meer und breite Flüsse, die sich durch Wiesen und Felder schlängeln – all das sind Landschaften, die wir gut kennen. Weil sie so abwechslungsreich sind, finden wir sie eindrucksvoll und schön.

Schlucht mit Gebirgsbach
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Bildhauer all dieser Landschaften ist der Kreislauf des Wassers. So stark wie keine andere Kraft formt Wasser über kurz oder lang die Erdoberfläche. Es spült nach einem Regenguss Erdreich fort. Es gräbt sich in den Untergrund ein und löst Teile des Gesteins. Erde und verwitterten Gesteinsschutt trägt es mit sich ins Tal hinunter. Dort, wo das Wasser langsamer abfließt, lässt es seine Last aus Schlick, Sand und Geröll wieder los. Bei Hochwasser überflutet es die flachen Gebiete eines Tals, die Fluss-Auen. Auch hier lagert es feinen Schlamm ab. Fließt das Wasser schließlich ins Meer, bearbeitet es die Küsten und formt ganz unterschiedliche Landschaften, zum Beispiel Steilküsten oder lange Sandstrände.

Flussaue
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Sandstrand
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Auch in Form von Eis gestaltet Wasser die Landschaft. Gefriert Wasser in Gesteinsritzen, sprengt es den Stein. Als Gletscher hobelt es kerbförmige Flusstäler zu runden Trogtälern aus. Und auch die Moränenlandschaft im Voralpenland mit ihren Geröllhügeln und Felsbrocken ist das Ergebnis von Gletschern, die vor langer Zeit den Untergrund formten.

Gletschertal
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Wie entstehen Täler?

Fluss und Tal gehören untrennbar zusammen. Aber warum? Wie kommen diese langgezogenen Mulden, die Täler genannt werden, überhaupt zustande? Überall dort, wo Wasser in kleinen Bächen oder großen Flüssen abfließt, bildet sich ein Tal. Das liegt daran, dass sich fließendes Wasser immer tiefer in den Untergrund eingräbt. Das Erdreich an den Seiten rutscht nach unten in Richtung Flussbett nach. Rechts und links des Wasserlaufs bildet sich ein Hang; so entsteht entlang des Flusses ein Tal.

Talbildung - Gebirgsbach gräbt sich ins Gestein
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Täler können ganz unterschiedlich aussehen: Steile Wände oder sanfte Hänge, breite Talsohlen oder gerade genug Platz für den Fluss. Die Form hängt davon ab, wie stark das Wassser den Boden und die Seitenwände angreift und wie stabil das Gestein ist.

Zur Mündung hin wird der Fluss breiter und langsamer
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Im Gebirge, am Oberlauf eines Flusses, ist es steil. Das Wasser schießt mit Wucht den Berg hinunter. Wegen seiner hohen Geschwindigkeit transportiert es dort viel Sand und Geröll. Mit diesem Geröll schleift es den Boden stark ab und kann sich tief eingraben. So entstehen eher schmale, tiefe Täler.

Klamm in den Dolomiten
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In Richtung Mündung wird der Fluss breiter und führt immer mehr Wasser. Weil das Gelände flacher wird, fließt das Wasser immer langsamer. Aus diesem Grund lagert der Fluss am Unterlauf seine mitgeschleppte Fracht allmählich wieder am Boden ab. Abtragung findet hier eher an den Seitenwänden statt, so dass eher breite, flache Täler entstehen.

Grand Canyon
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Auch das Gestein, durch das der Fluss fließt, ist für die unterschiedlichen Talformen verantwortlich.In festes Gestein graben sich Wasser und Geröll ein, ohne dass an den Seiten viel Gestein nachrutscht. So entstehen Täler mit steilen oder sogar fast senkrechten Wänden. Weiche Gesteinsschichten rutschen dagegen schnell nach und führen zu flachen Hängen.

Anhand ihrer Form werden Täler in verschiedene Typen eingeteilt: Schmale Täler mit steilen Wänden bezeichnet man als Schlucht, bei senkrechten Wänden spricht man von einer Klamm. Schmale Täler mit sanfteren Hängen werden als Kerbtal oder V-Tal bezeichnet. Ist dagegen die Talsohle deutlich breiter als der Fluss, handelt es sich um ein Sohlental, oder – bei steilen Wänden – um ein Kastental.

Eine besondere Form von Tälern sind Canyons. Hier hat sich das Wasser seinen Weg durch unterschiedliche Gesteinsschichten gegraben, die wie mehrere Tortenschichten übereinander liegen. Manche Schichten konnte der Fluss leicht abtragen, sie wurden breit und rund ausgespült, die widerstandsfähigeren Schichten brachen steil und kantig ab. Das Ergebnis ist ein Tal, dessen Seitenwände treppenstufenartig zum Fluss hin abfallen. Ein berühmtes Beispiel für ein solches Tal ist der Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona.

Vom Fels zum Sandkorn – Verwitterung

Der Norden von Kanada ist heute eine sanft gewellte Landschaft. Vor vielen Millionen Jahren stand hier jedoch ein Gebirge. Tatsächlich können sich im Lauf sehr langer Zeit selbst hohe Berge in kleine Hügel verwandeln.

Selbst aus schroffen Gebirgen können irgendwann sanfte Hügellandschaften werden
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Der Grund für diese Verwandlung: Das Gestein an der Erdoberfläche ist ständig Wind und Wetter ausgesetzt. Dringt zum Beispiel Wasser in Gesteinsritzen ein und gefriert, sprengt es den Stein auseinander. Diesen Vorgang nennt man Frostsprengung. Auch durch Temperaturwechsel zwischen Tag und Nacht und durch die Kraft von Wasser und Wind wird das Gestein mürbe. Mit anderen Worten: Es verwittert. Dieser Vorgang lässt sich auch an Gebäuden oder an Steinfiguren beobachten. Bei der Verwitterung zerfällt das Gestein in immer kleinere Bestandteile bis hin zu feinen Sand- und Staubkörnern. Verschiedene Gesteine verwittern unterschiedlich schnell: Granit ist zum Beispiel viel beständiger als der vergleichsweise lose Sandstein.

Wenn Wasser in die Ritzen eindringt, verwittert das Gestein
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Manche Gesteinsarten lösen sich sogar vollständig auf, wenn sie mit Wasser in Berührung kommen, zum Beispiel Steinsalz und Kalk. Steinsalz ist chemisch das Gleiche wie Kochsalz – und das löst sich ja bereits in gewöhnlichem Wasser auf. Kalk ist etwas beständiger, aber in säurehaltigem Wasser löst sich auch Kalkgestein auf. Säure entsteht zum Beispiel, wenn Regenwasser in der Luft mit dem Gas Kohlendioxid reagiert. Dieser „saure Regen“ greift das Kalkgestein an und löst es im Laufe der Zeit auf. An der Erdoberfläche hinterlässt die Verwitterung zerklüftete Kalkstein-Landschaften, unter der Erde entstehen Höhlen.

Steinsalz ist wasserlöslich
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Doch nicht nur Lösungsverwitterung, auch Hitze und Druck zermürben und zerbröseln Gestein unter der Erdoberfläche. Wo Pflanzen wachsen, da graben sich Wurzeln ein, sprengen das Gestein stückchenweise auseinander und sorgen ebenfalls dafür, dass es Millimeter für Millimeter abgetragen wird.

Am Kölner Dom nagt saurer Regen
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Die Verwitterung bearbeitet auf diese Weise nicht nur einzelne Felsen, sie nagt an ganzen Gebirgsketten. Bis der Schwarzwald so flach ist wie der Norden Kanadas dauert es aber noch ein paar Millionen Jahre.

Auch Wurzeln zerkleinern Gestein
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