Trockenriss (Sediment)
_and_Nevada_State_Route_844_(Ione_Road)_near_Gabbs,_Nevada.JPG)
Schlammrisse (auch bekannt als Austrocknungsrisse oder rissiger Schlamm) sind sedimentäre Strukturen, die sich bilden, wenn schlammiges Sediment trocknet und sich zusammenzieht.[1][2] Rissbildung tritt auch in tonhaltigen Böden als Folge einer Verringerung des Wassergehalts auf.
Bildung von Schlammrissen
Natürlich entstehende Schlammrisse entstehen, wenn nasses, schlammiges Sediment austrocknet und sich zusammenzieht. Es entsteht eine Dehnung, weil die oberste Schicht schrumpft, während das Material darunter gleich groß bleibt. Wenn diese Dehnung groß genug wird, bilden sich in der ausgetrockneten Oberfläche Rinnenrisse, um die Dehnung zu entlasten. Einzelne Risse breiten sich aus und verbinden sich zu einem polygonalen, zusammenhängenden Netzwerk. Diese Risse können später mit Sediment gefüllt werden und Abdrücke über dem Boden bilden.
Synerese-Risse sind weitgehend ähnliche Merkmale, die sich durch Unterwasserschrumpfung von schlammigem Sediment aufgrund von Unterschieden im Salzgehalt oder in den chemischen Bedingungen bilden[1], und nicht durch Exposition und Austrocknung an der Luft. Synerese-Risse können von Schlammrissen unterschieden werden, da sie in der Regel diskontinuierlich, gewunden und trilett- oder spindelförmig sind.[3]
Morphologie und Klassifizierung von Schlammrissen
Schlammrisse sind in der Regel von oben gesehen polygonal und im Querschnitt V-förmig. Das "V" öffnet sich zur Oberseite des Bettes hin und der Riss verjüngt sich nach unten. Allen (1982) schlug ein Klassifizierungsschema für Schlammrisse vor, das auf deren Vollständigkeit, Ausrichtung, Form und Art der Füllung basiert.[3]
Vollständigkeit des Schlammrisses
Vollständige Schlammrisse bilden ein zusammenhängendes mosaikartiges Netzwerk. Die Verbindung von Rissen tritt häufig auf, wenn sich einzelne Risse zu einem größeren durchgehenden Riss zusammenschließen.[3] Unvollständige Schlammrisse sind nicht miteinander verbunden, bilden sich aber dennoch in der gleichen Region oder an der gleichen Stelle wie die anderen Risse.[3]
Draufsicht-Geometrie
Orthogonale Schnittpunkte können eine bevorzugte Ausrichtung haben oder zufällig sein. Bei orientierten orthogonalen Rissen sind die Risse in der Regel vollständig und verbinden sich miteinander und bilden unregelmäßige polygonale Formen und oft Reihen von unregelmäßigen Polygonen. Bei zufälligen orthogonalen Rissen sind die Risse unvollständig und unorientiert, so dass sie sich nicht verbinden oder allgemeine Formen bilden. Obwohl sie keine allgemeinen Formen bilden, sind sie nicht perfekt geometrisch.[4] Nicht-orthogonale Schlammrisse haben ein geometrisches Muster. Bei unvollständigen nicht-orthogonalen Rissen bilden sie sich als eine einzelne Dreipunkt-Sternform, die aus drei Rissen zusammengesetzt ist. Sie können sich auch mit mehr als drei Rissen bilden, aber drei Risse werden im Allgemeinen als Minimum angesehen. Bei abgeschlossenen nicht-orthogonalen Rissen bilden sie ein sehr geometrisches Muster. Das Muster ähnelt kleinen polygonal geformten Fliesen in einem sich wiederholenden Muster.[3]
Schlammlocken
_3.jpg)
Schlammlocken bilden sich in einem der letzten Stadien der Austrocknung. Schlammlocken treten häufig an der exponierten obersten Schicht von sehr dünn geschichteten Schlammgesteinen auf. Wenn sich Schlammlocken bilden, beginnt das Wasser, das sich im Sediment befindet, zu verdampfen, wodurch sich die geschichteten Schichten trennen. Die einzelne oberste Schicht ist viel schwächer als mehrere Schichten und kann sich daher zusammenziehen und Locken bilden, wenn die Austrocknung stattfindet.[4] Wenn sie durch spätere Strömungen transportiert werden, können Schlammlocken als Schlammbruchklasten erhalten bleiben.
Umfeld und Substrate
Natürlich vorkommende Schlammrisse bilden sich in Sedimenten, die einst mit Wasser gesättigt waren. Verlassene Flusskanäle, Auenschlämme und ausgetrocknete Teiche sind Orte, an denen sich Schlammrisse bilden.[5] Schlammrisse können auch ein Indiz für eine überwiegend sonnige oder schattige Umgebung der Entstehung sein. Schnelles Trocknen, das in sonnigen Umgebungen auftritt, führt zu weit auseinanderliegenden, unregelmäßigen Schlammrissen, während enger beieinanderliegende, regelmäßigere Schlammrisse darauf hinweisen, dass sie an einem schattigen Ort entstanden sind.[6] Ähnliche Merkmale treten auch in gefrorenen Böden, in Lavaströmen (als säulenförmiger Basalt) und in magmatischen Dykes und Sills auf.[7]
In der Technik
Polygonale Rissnetzwerke, die Schlammrissen ähneln, können sich in künstlich hergestellten Materialien wie Keramikglasuren, Farbfilmen und schlecht hergestelltem Beton bilden. Schlammriss-Musterung in kleineren Maßstäben kann auch bei der Untersuchung von technologischen Dünnschichten beobachtet werden[8][9], die mit Hilfe von Mikro- und Nanotechnologien abgeschieden werden.[10]
Konservierung von Schlammrissen
Schlammrisse können als v-förmige Risse auf der Oberseite einer Schicht aus schlammigem Sediment oder als Abdrücke auf der Basis der darüber liegenden Schicht erhalten sein. Wenn sie auf der Oberseite eines Bettes erhalten sind, sehen die Risse so aus, wie sie zur Zeit der Bildung aussahen. Wenn sie an der Unterseite des Gesteins erhalten sind, sind die Risse mit jüngerem, darüber liegendem Sediment ausgefüllt. In den meisten Beispielen am Grund des Gesteins sind die Risse der Teil, der am meisten herausragt. Bottom-of-Bed-Konservierung tritt auf, wenn Schlammrisse, die sich bereits gebildet haben und vollständig ausgetrocknet sind, mit frischem, nassem Sediment bedeckt und begraben werden. Durch Verschüttung und Druck wird das neue nasse Sediment weiter in die Risse gedrückt, wo es trocknet und aushärtet. Das schlammrissige Gestein ist dann später der Erosion ausgesetzt.[2] In diesen Fällen erodieren die ursprünglichen Schlammrisse schneller als das neuere Material, das die Räume füllt. Diese Art von Schlammrissen wird von Geologen verwendet, um die vertikale Ausrichtung von Gesteinsproben zu bestimmen, die durch Faltung oder Verwerfung verändert wurden.[11]
Vom NASA Mars Rover Curiosity wurde am 31. Dezember 2016 ein Foto aufgenommen, dass mögliche Schlammrisse zeigt. Die Ansicht erstreckt sich über etwa 1,2 Meter (4 Fuß) von links nach rechts und kombiniert drei Bilder, die von der Kamera Mars Hand Lens Imager (MAHLI) aufgenommen wurden. Die Risse könnten sich vor mehr als 3 Milliarden Jahren gebildet haben.[12]
Galerie
-
Sohlebene Ansicht alter Schlammrisse -
Querschnittsansicht eines alten Schlammrisses -
Schlammrisse in der Carmel-Formation (Mittlerer Jura) bei Gunlock, Utah -
Grand Canyon Supergroup Hakatai Shale mit Schlammrissen
Einzelnachweise
- ↑ a b Jackson, J.A., 1997, Glossary of Geology (4th ed.), American Geological Institute, Alexandria, VA, S. 769
- ↑ a b Stow, D.A., 2005, Sedimentary Rocks in the Field, Academic Press, London, S. 320
- ↑ a b c d e Allen, J.R.L., 1982, Sedimentary Structures: Their Character and Physical Basis (v. 2): Elsevier, Oxford, S. 593
- ↑ a b Linholm, R., 1987, A Practical Approach to Sedimentology, Allen and Unwin, London, S. 276
- ↑ J. D Collinson: Sedimentary structures. ISBN 0-04-445172-5.
- ↑ E. M. Kindle: Some Factors Affecting the Development of Mud-Cracks. In: Journal of Geology. 25. Jahrgang, Nr. 2, 1917, S. 135–144, doi:10.1086/622446, bibcode:1917JG.....25..135K (zenodo.org [PDF]).
- ↑ Sam Boggs, Jr.: Principles of sedimentology and stratigraphy. ISBN 0-13-154728-3.
- ↑ M. D. Thouless "Crack Spacing in Brittle Films on Elastic Substrates" J. Am. Chem. Soc. 73, 2144 (1990). doi:10.1111/j.1151-2916.1990.tb05290.x
- ↑ Z. C. Xia, J. W. Hutchinson "Crack patterns in thin films" J. Mech. Phys. Solids 48, 1107 (2000). doi:10.1016/S0022-5096(99)00081-2
- ↑ R. Seghir and S. Arscott "Controlled mud-crack patterning and self-organized cracking of polydimethylsiloxane elastomer surfaces" Sci. Rep. (Nature) 5, 14787 (2015). doi:10.1038/srep14787.
- ↑ Gerard V. Middleton (Hrsg.): Encyclopedia of sediments & sedimentary rocks. ISBN 978-1-4020-0872-6.
- ↑ Possible Mud Cracks Preserved in Martian Rock, abgerufen am 23. Januar 2021
