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Beschreibung
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Planetary Geology on Earth: Rippel Friedrichskoog
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Allgemeines
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Jeder Norddeutsche kennt es, das Wattenmeer. Ein geologisch so interessantes und zugleich wichtiges Ökosystem, dass sich von der Niederlande über Deutschland bis nach Dänemark erstreckt. Zeitlich betrachtet ist das Wattenmeer erst knapp 8.000 Jahre alt und demnach noch ein sehr junges Ökosystem, welches durch die Eiszeiten entstanden ist. Dennoch hat es eine sehr vielfältige Entwicklung genommen. Hauptaugenmerk sind die Gezeiten, die den Wirkungsbereich des Watts bei auflaufenden Wasser überfluten und bei abnehmenden Wasser trockenlegen. Neben riesigen Wattsystemen findet man Strandbänke, Inseln und Salzwiesen. Durch den stetigen Wechsel zwischen Ebbe und Flut herrscht hier eine hohe Dynamik und fortlaufende Veränderung von Watt, Rinnen und Prielen. Der Wattboden wird dabei unterschiedlich geformt, was in Form von Rippeln zu erkennen ist. Diese Thematik soll euch dieser Earthcache näherbringen und zugleich den Vergleich auf dem Mars aufzeigen.
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Friedrichskoog in ständiger Bewegung
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Friedrichskoog liegt direkt am Wattenmeer und die Küste ist den Gezeiten ausgesetzt. Dabei sorgen die Ebbe und Flut dafür, dass sich Wattstrand ständig einer Naturgewalt ausgesetzt ist. Diese sorgen auch dafür, dass sich das Watt jeden Tag ein klein bisschen ändert. Natürlich ist dies nicht direkt zu erkennen, aber durch die ständigen Sandbewegungen verändert sich die Küstenlinie. |
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Watt von Friedrichskoog
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An der Küstenlinie von Friedrichskoog findet man hauptsächlich Watt. Dies konnte sich bilden, da diese Strandabschnitte unter Tideeinfluss stehen. Diese Wattflächen werden regelmäßig durch die Gezeiten von Ebbe und Flut trocken gelegt und überflutet. Ausgehend von der Strömungsgeschwindigkeit hat sich so Watt gebildet. Grund hierfür sind die Wellenerosionen, die auf offener See entstehen und bis an die Küsten treffen. Die Sedimente werden so direkt an die Küste transportiert oder aber von der Küste abgetragen und durch die Strömung weiter transportiert. |
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Rippel und Rippelmarken
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Eine geologische Besonderheit, die es hier zu sehen gibt, sind die sogenannten Rippel oder Rippelmarken. Übersetzt spricht man hier von kleinen Wellen aus Sand, die sich durch Wasser- oder Windströmungen bilden können. Durch die starke Sedimentation, also die Ablagerung von Schwebstoffen und Sanden hier am Strand, wird eine Vielzahl von Bodenfracht im Wasser transportiert und bietet somit einen perfekten Ort für die Bildung von Rippeln.
Rippel entstehen, wenn die Strömung an der Grenzfläche des Bodens eine derart hohe Geschwindigkeit hat, dass Sandkörner in Bewegung versetzt werden. Um so eine Strömung an der Grenzfläche zu erreichen ist eine geringe Wassertiefe wichtig. Ausgangspunkte für die Bildung solcher Rippel sind Unebenheiten, an denen sich die Sandkörner hängen. Nach und nach entsteht so ein Hügel aus Sand. Entscheidend ist hierbei, das Wasser auf den sich auftürmenden Hügel zufließt und auf den sogenannten Luvhang (Wasserströmung zugewandte Seite) trifft. An der Spitze des Hügels erreicht die Strömung eine sehr Höhe Geschwindigkeit, sodass sich am Leehang (Wasserströmung abgewandte Seite) ein Unterdruck bildet, es zu Verwirbelungen kommt und sich eine Vertiefung im Boden bildet. Durch den Wirbel werden die Sandkörner dann entgegengesetzt der Strömungsrichtung den Leehang hinauf transportiert und die markanten Rippel entstehen. Aufgrund unterschiedlicher Einwirkungen von Strömungen wird in der Geologie noch zwischen Strömungsrippel und Oszillationsrippel unterschieden.
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Strömungsrippel
Die Strömungsrippel chararakterisieren sich durch eine asymmetrischen Form. Auf der Luvseite ist die Hangneigung eher flach, wohingegen eine steile Neigung auf der Leeseite zu erkennen ist. Wie auf dem Bild zur Rippelbildung zu erkennen ist, wandern die Sandkörner den Luvhang hinauf und am Leehang abgelagert. Die Strömungsrippel haben eine Länge von 5 bis 60 cm und sind 0,3 - 6 cm hoch. Der Kammverlauf verläuft fast gerade und alle Rippel ordnen sich gleichmäßig in Reihe an.
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Oszillationsrippel
Die Oszillationsrippel charakterisieren sich durch eine symmetrische Form. Beide Seiten haben eine ähnliche Hangneigung und wirken gleichmäßig. Die Gleichmäßigkeit wird erreicht, wenn die Strömung aus unterschiedlichen Richtungen auf dem Rippel trifft. Das bedeutet, dass das Wasser nicht in die Richtung zurückfließt, wie die Welle hereinkam und es entstehen Pendelbewegungen. Dennoch können diese Rippel ebenso eine Länge von 5 bis 60 cm annehmen und 3 bis 5 cm hoch werden. Die Rippel ordnen sich weniger in Reihen und Linien und mehr als kleine Häufchen und Inseln an.
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Rippel und Rippelmarken auf dem Mars
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Aus Beobachtungen des NASA-Marsrovers Curiosity weiß man, dass es auch auf dem Mars Rippel gibt. Erde und Mars haben beide große Sanddünen und kleine Sandrippel, aber auf dem Mars gibt es etwas dazwischen, das wir auf der Erde nicht haben. Die Forscher entdeckten auf dem Mars in den Bagnold-Dünen, dass die Scheitellinien der metergroßen Riffeln gewunden sind. Anders als Rippel z.B. in Dünen mit einem gleichmäßigem Scheitel, sind die Rippel auf dem Mars mit Rippel im Sand unter bewegtem Wasser wie hier in Friedrichskoog zu vergleichen. Anders als auf der Erde brachte Curiosity die Erkenntnis, dass die Rippel auf dem Mars bis zu 3 Meter Abstand voneinander haben. Daraus schlussfolgern die Forscher, dass sich die Atmosphäre auf dem Mars über Millionen Jahre hinweg verändert hat. Die Größe dieser Rippel hängt mit der Dichte der Flüssigkeit zusammen, die die Körner bewegt, und diese Flüssigkeit ist die Marsatmosphäre. Es wird daher vermutet, dass der Mars in der Vergangenheit eine dickere Atmosphäre hatte, die kleinere Windrippel gebildet oder sogar ihre Bildung ganz verhindert haben könnte. Daher könnte die Größe der erhaltenen Windrippel, die in Marssandsteinen gefunden wurden, die Ausdünnung der Atmosphäre aufgezeichnet haben.
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Logbedingungen
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Die Beantwortung kann nur bei Niedrigwasser bzw. leicht auflaufenden oder ablaufenden Wasser erfolgen. Zum Zeitpunkt des Hochwassers ist dies nicht möglich. Bitte plant daher Euren Besuch vorher anhand der Gezeiten!
Um diesen Earthcache loggen zu dürfen, müssen die nachfolgenden Aufgaben erfüllt werden. Zudem benötigst du eine Schale, in der du im Experiment Sand und Wasser einfüllen kannst.
Begebe dich zu den Originalkoordinaten und schau dir den Übergang vom Wasser zum Strand hin etwas genauer an. Versuche vor Ort mit deinen Beobachtungen herauszufinden, um welche Art von Rippeln es sich hier handelt. Begründe deine Einschätzung anhand nachfolgender Prüfkriterien:
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Aufgabe 1 |
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Protokolliere zunächst, zu welchem Gezeitenstand du die Beobachtung durchgeführt hast.
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Aufgabe 2 |
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Prüfe nun, ob die im flachen Wasser die beschriebenen Rippel erkennen kannst. Es müssen nicht immer an den Koordinaten Rippel bilden, da die Strömung und Windrichtung nie die gleiche ist. Falls du keine Rippel finden solltest, gehe einfach ein Stück durchs Watt und du wirst fündig werden; auch ohne direkt am Wasser suchen zu müssen.
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Aufgabe 3 |
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Welche Art von denen im Listing beschriebenen Rippel hast du hier vorgefunden? Begründe deine Antwort anhand von Form, Größe und Ausrichtung der Rippel sowie der Windrichtung.
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Aufgabe 4
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Glaubst du, dass hier am Strand auch die andere Rippelart auftreten kann? Begründe deine Antwort.
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Aufgabe 5
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Experiment: Nimm nun die Schale und fülle diese mit ca. 2 cm Sand und ca. 3 cm Wasser (falls ihr keine Schale vor Ort dabei habt, testet es zuhause. Es klappt allerdings nicht mit jedem Sand!). Jetzt simuliert ihr Wellen durch gleichmäßiges hin- und herschieben der Schale. Beobachtet genau was passiert. Gleicht nun Euer Ergebnis mit den Rippeln vor Ort ab und erklärt, welche Art von Rippeln bei Euch entstanden sind.
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Aufgabe 6 |
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Erkläre mir die Unterschiede bei der Entstehung der Rippelmarken zwischen Mars und Erde.
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Aufgabe 7 |
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Wenn ihr das Experiment am Strand gemacht habt, ladet ein Foto davon mit dem Turm der Badeaufsicht im Hintergrund im Log hoch. Wenn ihr das Experiment zuhause gemacht habt, bitte ein Foto davon und ein Foto an den Koordinaten mit dem Turm der Badeaufsicht im Hintergrund. Hinweis: Nach den neuen Regeln darf ein Foto wieder gefordert werden und ich finde es gehört beim Earthcache einfach dazu.
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Schicke mir bitte eine Mail mit deinen Antworten aus Aufgabe 1 bis 6 unter Angabe des EC's "Planetary Geology on Earth: Rippel Friedrichskoog" an die in meinem Profil angegebene Adresse. Das Logfoto einfach an deinen Onlinelog hängen. Nach dem Absenden der Antworten darfst du auch sofort online loggen. Falls etwas nicht in Ordnung sein sollte, melde ich mich dann bei dir.
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