Bodenkunde 1 und 2 (Fach) / Tutorium (Lektion)

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• Nenne die Faktoren der Bodenentwicklung! Klima Organismen Gestein Relief Zeit Mensch
• Wie unterscheiden sich Primäre von Sekundären Mineralen? Primäre Minerale: aus Gesteinsschmelze kristallisiert an Erdoberfläche mehr oder minder verwitterungsbeständig Sekundäre Minerale: Verwitterungsprodukte und Mineralneubildungen
• Nenne Beispiele für Primäre Minerale! Quarz Plagioklas Muskovit Olivin
• Nenne Beispiele für Sekundäre Minerale? Tonminerale Goethit Hämatit Gibbsit
• Können Minerale sowohl primär als auch sekundär auftreten ? Ja veile Carbonate incl. Calcit aber auch Hämatit
• Welche Typen von primären Silikatmineralen kennst du und welches Kriterium wird zu ihrer Unterteilung herangezogen? Unterteilúng anhand des Vernetzungsgrades der Tetraeder, dem Grundbeistein der Silikate: Insel-silikate Ketten-s. Band-s. Schicht-s. Gerüst-s. je stärker vernetzt, desto verwitterungsbeständiger!
• Nenn die drei Korngößenfraktionen des Feinbodens und gib die jeweiligen Korngrößen an! In welcher Fraktion findet sich vorrangig Quarz , und in welcher Tonminerale und Oxide? Sand: 2000-63 um Schluff: 63-2 um Ton: kleiner 2 um Sand: jeweils Unterteilung zw.  grob, mittel und fein, immer zw. 6,3 und 2 Quarz: vorrangig in Sand- und Schluff-fraktion Tonminerale und Oxide: überweigend in Tonfraktion
• Wovon ist die Verwitterungsstäbilität von Mineralen abhängig? Verwitterungsstabilität hängt von den Materialeigenschaften ab Wesentlich verantwortliche Materialeigenschaften sind: Wasserlöslichkeit Vernetzungsgrad bei Silikaten Gehalt anoxidierbaren Kationen ( va. Fe 2 und S) Die Verwitterung wird auch beeinflusst durch: Korngröße (Verhältnis Oberfläche-Volumen), Exposition, Temperatur, Niederschlag, Umgebungsparameter wie Vegetation, Bodenentwicklung (Puffer!) aber die relative Stabilität bleibt gleich (Quarz verwittert auch in den Tropen langsamer als Olivin)
• Verwitterungsanfällige Minerale Nenne Beispiele! Inselsilikate (Olivin) Pyrit Calcit
• Verwitterungsstabile Minerale Nenne Beispiele! Quarz Muskovit Verwitterungsoxide wie Hämatit Goethit
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• Was ist Hydratation? Nenne auch Beispiele! Verknüpfung von Wasser (H+ und Oh- Ionen) an eine Substanz Bei Festsubstazen Kristallwasser Beispiel: Anhydrit + Wasser → Gipsit               CaSO4   +2 H2O    → CaSO4 2H2O Findet auch bei gelösten Ionen statt (Hydrathülle!)
• Ist Salzverwitterung ein Prozess der chemischen oder phsikalischen Verwitterung? Welche Gesteine sind hiervon besonders betroffen? Physikalische Verwitterung: das Gestein/ Mineral wird chemisch nicht verändert, sondern mechanisch (Kristalldruck) zerkleinert Entstehung hoher Salzkonzentrationen kann aber durch vorherige chemische Verwitterung verursacht werden Betroffen sind besonders grobkörnige (Granit, Sandstein) und zerklüftete Gesteine mit Rekristallisationspotential (Kalksein), stärker an Küsten und in ariden Gebieten
• Von wann bis wann dauerte die Trias an, wie wird sie unterteilt, und aus welchen dieser litostratigraphischen Gruppen finden sich Gesteine im Raum Göttingen? 250 (genau 252,6) bis 200 Mio. Jahre Unterteilung in Buntsandstein (bis 245 Mio. Jahre), Muschelkalk (bis 235 Mio. Jahre) und Keuper (bis 200 Mio. Jahre) Alle drei im Raum Göttingen: Buntsandstein und Muschelkalk in Sollingen- und Eichsfeld-Platte, dabei Muschelkalk näher am Leinegraben Keuper im Leinegraben
• Welche Ereignisse des Tertiärs prägen die Bodenbildung im Raum Göttingen noch heute, und welche Gesteine wurden dabei geildet? Alpidische Faltung durch Zusammenstoß der Eurasischen mit der Afrikanischen Platte Grabensystem nördlich der Alpen mit Leinetalgraben, Meer dringt in Graben ein Ablagerung von Sanden tektonische Störungen im Grabensystem verursachen Vulkanismus (nur Sollingplatte) Basaltdecken, teiweise Überschichtung uns somit Erhaltung der lockerern Sande
• Wie unterscheiden sich Plutonite und Vulkanite? Nenne Beispiele! Plutonite: Tiefengesteine, langsam auskristalllisiert, daduch grobkritallin Bsp.: Granit, Gabbro.. Vulkanite: Ergussgesteine, schnell auskristallisiert, dadurch feinkörnig Bsp.: Basalt, Rhyolith..
• In welchen Bausteinen der Silikatminerale findet isomorpher Ersatz statt und welche Ionen (mit Oxidationszahlen) werden dabei durch welche ersetzt? Isomorpher Ersatz: Austausch von Ionen mit vergleichbarem Durchmesser, aber abweichender Ladung in Tetraedern: Ersatz von Si4+ durch Fe3+, oder Al3+ in den [SiO4]4--Tetraedern in Oktaedern:  Ersatz von Al3+ durch Mg2+, Fe2+, Mn2+ in [Al(Oh)6]3--Oktaeden führt zu negativem Ladungsüberschuss Ausgleich durch reversible Anlagerung von z.T. hydratisierten Kationen (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, ..)
• In welchen Eigenschaften unterscheiden sich Illit und Smectit/ Vermiculit, und welchen Einfluss hat das auf die Pedogenese? geringere negative Schichtladung (bis zu 20% des unverwitterten Glimmers bei Smectit) Oktaeder mit isomorphem Ersatz: Fe2+ ist in Vermiculit/ Smectit zu Fe3+ oxidiert Einlagerung vom hydratisierten Ca2+ und Mg2+ anstelle von K+ Quellbarkeit (→Schichtabstand über 1nm) Hoher Anteil von quellbaren Tonmineralen ist Vorraussetzung für (Polyeder-)Gefügebildung (Pelosol) und Tonverlagerung (Parabraunerde), im Extremfall Pseudogelybildung (das aber auch mit nichtquellbaren Tonmineralen)
• Wei heißen die drei Hauptgesteinsgruppen im Gesteinskreislauf der Erde? Nenne Beispiele! Magmatische Gesteine (Granit, Basalt..) Sedimentgesteine (Sandstein, Kalkstein, Tonstein..) Metamorphe Gestine (Gneis, Marmor..) werdem im Gesteinskreislauf ineinander umgewandelt
• Gib die Reaktionsgleichung für die Auflösung von Kalkstein durch Kohlensäure an? CaCO3 + H2CO3 → Ca2+ +2HO3 -
• Was ist Löss? ein aeolisches ( vom Wind transportiertes und abgelagertes) Sediment besteht vor allem aus Schluff, 5-20 % Ton, knapp 20 % Sand, gut sortiert Mineralogisch: SiO2 50-80%, CaCO3 8-20%, Eisenhydroxide, Feldspate Bildung vor allem in Kaltzeiten im Periglazialbereich Ähnliche (Korngröße!) aeolische Sedimente aus Wüsten ("Saharasand")
• Durch welche Prozesse, unter welchen Bedingungen und woraus bildet sich Schwarzerde? Entstehung: im kontinentalien, semiariden bis semihumiden (<600mm) Klima: kalte Winter, trockene Sommer kalkhaltiges, durchlässiges Substrat (meist Löss) grasreiche Vegetation wühlende + vermischende Tiere Prozesse: Humifizierung, Bioturbation ⇒ Axh sekundäre Kalkausfällung: Cc
• Welcher Bodentyp ist durch die Horizontierung Ah/ Al/ Bt/ eCv gekennzeichnet, und welche pedogenetischen Prozesse fidnen statt? Parabraunerde Prozesse: Tonauswaschung (Lessivierung) aus Al Tonanreicherung in Bt Humifizierung in Ah Verbraunung im oberen A/B Entcarbonatisierung  im unteren B\C möglich (oben in jedem Fall schon abgeschlossen)
• Vergleich Pararendzina und Rendzina im Hinblick auf Horizontierung, Entstehung und Eigenschaften! Rendzina Ah/ cC auf kalkhaltigem Festgestein >75% Kalk, aus Syrosem Prozesse: Humifizierung, Entkalkung Skelettreich, relativ flachgründig, nährstoffreich Pararendzina Ah/ eC auf mergeliem Untergrund (2-75% Kalk), aus Lockersyrosem (seltener Syrosem) Prozesse: Humifizierung, Entkalkung tonhaltiger, tiefgründiger, weniger Skelett, nährstoffreich
• Wodurch sind Polyedergefüge und Kohärentgefüge gekennzeichnet und in welchen Böden finden sie sich? Polyedergefüge: Untertyp des Aggregatgefüges mit scharfkantigen isometrischen Aggregaten hoher quewellfähiger Tonanteil bei niedrigem Humusanteil erforderlich typisch für Pelosol, Vertisol etc. wenn geschrumpft (im Sommer) Kohärentgefüge: ungegliedertes, verklebtes Grundgefüge undifferenziertes gelchförmiges Gefüge ohne Aggregatbildung oder Einzelkörner kleine Korngrößen mit hoher Standfestigkeit erforderlich bei Lössböden (Lockersyrosem, Pararendzina, Parabraunerde, Schwarzerde), wenn nicht verlehmt (Tendenz zu (sub)Polyedergefüge),oder zu stark humifiziert (Tendenz zu Krümelgefüge), Tonböden wenn gequollen (im Winter)
• Welche Horizontierung hat Braunerde und welche pedogenetischen Prozesse finden statt? Ah/ Bv/ Cv Humusanreicherung in Ah Verbraunung/ Verlehmung in B sonst keine Prozesse
• Mit zunehmender Bodenversauerung reichern sich die Streustoffe auf dem Mineralboden an. Auf welche Veränderungen in der Bodenfauna und Flora ist dies zurückzuführen? Humus von säuretoleranten Koniferen und Heidekrautgewächsen ist biologisch schwer abbaubar. Regenwürmer und viele andere wühlende Vertreter der Makro- und Meso-fauna vertragen keine niedrigen PH-Werte, daher hat man wenig mechanische Zerkleinerung, die zu einer niedrigen Oberfläche für enzymatischen Abbau durch Mikroorganismen führt
• Welche Horizonte kennzeichnen einen Stauwasserboden, wie sind sie zu erkennen und wie bezeichnet man den entsprechenden Bodentyp? Ah/ Sw/ Sd/ C Pseudogely Sw als wasserführender Horizont, Sd als dichter (stauender) Horizont Sw: hellgrau mit rostigen Konkretionen, besonders nahe am Sd Sd: marmoriert, Aggregate außen gebleicht, innen rostfarben, oder schwarz
• Erläuter den Prozess der Verbraunung und nenne zwei bodenbildende Prozesse, wodurch die Verbraunung rückgängig gemacht werden kann! Verbraunung: Freisetzung von Fe2+ aus Primärsilikaten und sofortige Oxidation zu braungefärbten Eisenoxiden/ -hydroxiden, nach Entkalkung (siehe Protonenpufferbereich) aus Cv wird Bv gebildet Oft gleichzeitig Bildung von Sekundärsilikaten (Tonminerale) → Verlehmung ist per Pedogenese nicht rückgängig zu machen: zwar kann Fe3+ zu Fe2+ reduziert werden (Podsolierung, (Pseudo)Vergleyung), aber die Primärsilikate sind im Boden nicht wieder herstellbar
• In welcher Reihenfolge steigt die Konkurrenzkraft der nachfolgenden Kationen am Austauscher: K+, Ca2+, Al3+, Mg2+, Na+ (Begründe deine Antwort) Na+ < K+ < Mg2+ < Ca2+ <Al3+ Die Eintauschstärke steigt mit der Wertigkeit und dem Ionenradius: Wertigkeits- und Hydratationseffekt
• Wie können die Wurzeln von Wasserpflanzen in anaeroben Böden wachsen? Welchen Einfluss haben die Wurzeln auf die Redoxprozesse im Boden Aerenchym leitet Sauerstoff bis in den Wurzelbereich → ermöglicht Wurzelatmung Sauerstoff gelangt in dir Rhizosphäre, die damit aerob wird: in Redoxreaktionen wird Sauerstoff reduziert Fe, Mn, S werden oxidiert CO2 und Nitrat/ Nitrit werden nicht mehr reduziert
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• Nenne zwei wichtige morphologische Kennzeichen der Humusform "Rohumus"! Was sagt diese Humusform aus über den Bodenzustand und den Abbauprozess? idR. mächtige Humusauflage (langsame Abbauraten) alle Auflagehorizonte (L, Of, Oh) vorhanden, scharf abgegrenzt (keine Bioturbation) Of biegbar, verpilzt Oh scharfkantig brechbar Ah fehlt, oder schwach ausgeprägt, häufig gebleicht (Ae) durch Podsolierung nährstoffarme, versauernde Böden, hoher Anteil an Dauerhumus Abbauprozess gehemmt
• Erklär den Begiff Matrixpotential! In welchen verschiedenen Einheiten kann es dargestellt werden? Das Matrixpotential umfasst alle Kräfte, die Wasser in einer Marix (wie dem Boden) gegen die Schwerkraft halten Sie wird als Druck dargestellt
• Welches sind die wichtigsten Protonenpuffersubstanzen in Böden? Carbonat (pH 6,2-8,6) Primärsilikate (Silikatverwitterung, setzt aber auch Al3+ frei, pH 5-6,2) Variable Ionenaustauscher (Tonminerale, org. Substanzen, pH 4,5-5) Permanente Kationenaustauscher (sekundäre Tonminerale, pH 4, 2-5) Aluminimhydroxid/- sulfat (pH 3-4,2) Eisen 2/3  (unter pH 3,2)

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