Biogene Zerstörungsformen

Inhaltsverzeichnis

1. EINLEITUNG

2. ZERSTÖRUNGSPROZES SE
2.1. BIOLOGISCHE ABRASION:
2.2. BIOLOGISCHE KORROSION:

3. ZERSTÖRUNGSFORMEN
3.1. EPILITHISCHE UND GRASENDE ORGANISMEN:
3.2. ENDOLITHISCHE ORGANISMEN:
3.3. ENDOLIHISCHE FAUNA:

4. ZONIERUNG
4.1. DIE FLECHTENZONE:
4.2. DIE HALOPHYTENZONE:
4.3. DIE GRAUE ZONE:
4.4. DIE BLAUSCHWARZE ZONE:
4.5. DIE DUNKELBRAUNE ZONE:
4.6. DIE GELBBRAUNE ZONE:
4.7. DIE WEIßE ZONE:
4.8. DIE HOHLKEHLE:
4.9. ROCK-POOLS:

5. ZERSTÖRUNGSARTEN

6. Anhang

7. Literaturangabe

1. Einleitung

Das Referat behandelt das Thema "biogene Zerstörungsformen und - prozesse" im Rahmen der "Küstengestaltungstypen" des Seminars "Geomorphologie der Küsten und des Meeresbodens".

Der folgende Bericht bezieht sich fast ausschließlich auf Kalksteinküsten, da dort im Gegensatz zu anderen Küsten dieser Zerstörungsfaktor hinreichend erforscht wurde (Garzotto Point, Schneider 1976).

Zuanfang sollte gesagt werden, daß der Begriff "Bioerosion" nicht spezifisch genug die einzelnen Zerstörungsformen durch Organismen widerspiegelt.

Die Bezeichnung "Bioerosion" wäre angemessener, da man die Zerstörung durch Organismen weiter aufsplitten kann, wobei "Erosion" ein unpassender Terminus wäre.

Desweiteren sollte gesagt werden, daß diese Art der Küstenzerstörung stark unterschätzt wird und bisher nur sehr wenig erforscht wurde.

2. Zerstörungsprozesse

Die zerstörenden biologischen Prozesse an der Küste werden wie folgt unterschieden:

2.1. Biologische Abrasion:

Dies ist die Zerstörung durch mechanische Aktivität, wobei Organismen auf der Gesteinsoberfläche grasen (z.B. Gastropoden) und dabei Material vom Stein mit abraspeln.

2.2. Biologische Korrosion:

So wird die Auflösung bzw. das Zerlegen des Küstengesteins durch chemische Aktivität bezeichnet (ätzen, auflösen), wobei Organismen mit Hilfe ihrer Körpersubstanzen den Stein zerstören und aufgelöstes Material produzieren.

In den meisten Fällen zerstören die Lebewesen artspezifisch auf die erste oder auf die zweite Art, es treten aber auch gemischte Formen auf, wie z.B. Lithophaga lithophaga,. die sowohl chemisch als auch mechanisch bohrt, somit also biologische Abrasion und biologische Korrosion kombiniert.

Die Biozerstörung ist zum einen eine Folge von selbst geschaffenen Schutzeinrichtungen vor der Brandung und vor Freßfeinden der Tiere in Form von Vertiefungen und zum anderen des Nahrungserwerbs, bewirkt durch die Abscheidung körpereigener Substanzen sowie durch mechanische Wirkung infolge von Schalenrändern, Stacheln und vorwiegend Mundwerkzeugen.

Die Bioabrasion ist die Zerstörung des Gesteins durch Abraspelung: Blaualgen stellen Nahrung für Schnecken dar, die von ihnen abgegrast werden, wobei die Felsoberfläche mit abgeraspelt wird. Hierbei gibt es zwei verschiedene Formen:

1. im Eulitoral: Napfschnecken (Patella spec.), welche für die Entstehung der Hohlkehle verantwortlich sind
2. im Supralitoral: Strandschnecken (Littorina spec.), die Grate, Spalten, löchrige Vertiefungen einschließlich größerer Felsbecken bewirken.

Die Abtragung ist abhängig von der Populationsdichte. Forschungen im Mittelmeerraum ergaben folgende, ungefähre Daten:

Im Eulittoral: bis über 800 Patellae/m²

Im Supralitoral: bis über 50.000 Littorinen/m²

Daraus ergibt sich eine flächenhafte Abtragung von über 1 mm pro Jahr.

3. Zerstörungsformen

Verschiedene Organismengruppen sind für diese zerstörenden Prozesse verantwortlich. Generell kann unterschieden werden zwischen:

1. Endolithische Organismen: diese bohren Löcher und Vertiefungen in den Fels
2. Epilithische Organismen: jene leben auf der Gesteinsoberfläche
3. Chasmophyten: diese ziehen sich in kleine Spalten zurück, um der Sonneneinstrahlung zu entgehen. Diese Formen spielen an der Kalksteinküste jedoch eine vernachlässigbar geringe Rolle bei der Zerstörung, so daß nur auf die beiden ersten Formen eingegangen wird.

3.1. Epilithische und grasende Organismen:

Diese Gruppe schließt alle Organismen ein, die auf dem Gestein festsitzen oder sich darauf frei bewegen. Die wichtigsten sessilen Formen sind verkalkende Algen (Corallinaceae): grüne Algen, blaugrüne Algen und Rotalgen, sowie zwei Spezies des Chthalamus (Seepocke) aus dem Tierreich. Zu den mobilen Lebewesen gehören Schnecken und Käferschnecken. Die wichtigsten sind "Patellae", "Monodontae" und "Littorinae". Durch die grasenden Aktivitäten dieser Formen wird feines Sediment produziert und sie stellen einen signifikanten Beitrag zur Küstenzerstörung dar.

3.2. Endolithische Organismen:

Hierzu zählen Formen, welche sich ihren Weg ins Gestein ätzen und somit zur biologischen Korrosion beitragen, sowie Lebewesen, die auf zwei Arten zur Zerstörung beitragen:

1.

Durch die Ätzung wird gelöstes CaCO3 freigegeben, welches ins Meer zurückkehrt, indem es weg gewaschen wird. Dort ist es für CaCO3- aufbauende Organismen verfügbar, welche daraus ihren Panzer, Schalen, Mundwerkzeuge etc. herstellen können. Wichtige Vertreter dieser Gruppe sind blaugrüne, grüne und rote Algen, Pilze, Flechten, die ätzende Muschel Gastrochaena und der Bohrwurm Polydora.

2.

Hierzu zählen Organismen, die den Kalkstein auflösen, zur gleichen Zeit aber auch kleinste Partikel oder Bohrstaub produzieren. Als Beispiele seien die Bohrmuschel Lithophaga sowie bohrende Schwämme genannt.

3.3. Endolihische Fauna:

Wichtige Vertreter dieser Gruppe sind bohrende Schwämme (Cliona), bohrende oder ätzende Muscheln (Lithophaga, Gastrochaena) und bohrende Würmer (Polydora). "Cliona vastifica", "Lithophaga lithophaga", "Gastrochaena dubia" und "Polydora ciliata" leben im unteren Eulitoral. Sie sind Filtrierer und finden somit in dieser Zone der stärksten Wellendynamik ein reichhaltiges Nahrungsangebot. Ihre Bohraktivität ist derart effizient und gut entwickelt, so daß sie die höchste Rate der Zerstörung des gesamten Küstenprofils darstellen.

Das Ergebnis dieser Aktivitäten ist die Entstehung der Hohlkehle. An Kalksteinküsten finden sich diese Zerstörungsformen immer im untersten Bereich des Eulitorals und sind nicht mit den Brandungs-Hohlkehlen zu verwechseln, die infolge mechanischer Aktivität entstehen. Jene liegen zudem in höheren Sektionen.

4. Zonierung

Die Umwelt der Küstenregion stellt einige Bedingungen an die Flora und Fauna. Ihre Zonierung sowie ihre Aktivität und Effizienz ist abgängig vom Grad und der Häufigkeit der Bewässerung, die in diesem Fall verursacht wird durch die Tiden, die Wellen, Spritz- und Sprühwasser und durch Regen.

Die Organismen sind nach ihrer ökologischen Toleranz angeordnet, d.h. Resistenz gegenüber der unterschiedlichen Salzkonzentration des Wassers (salzig, brackig, süß), was schließlich abhängig ist von der Toleranz gegenüber der Temperatur, die für diese beiden Faktoren verantwortlich ist.

Damit sich eine reguläre Zonierung entwickeln kann, ist ein über einen langen Zeitraum konstanter Zustand dieser Faktoren notwendig.

Die Küstenregion ist somit infolge der dort ansässigen Flora und Fauna in verschiedene Zonen gegliedert. Im folgenden werden diese aufgeführt und erläutert (im bezug auf Kalksteinküsten).

Die Küste ist unterteilt in die Macchie und das Litoral. Die Macchie ist eine immergrüne Gebüschformation aus Hartlaubsträuchern und verstrauchten Bäumen der feuchten und küstennahen Gebirgslagen des Mittelmeerraums. Das Litoral ist hier die Uferregion des Meeres und liegt der Macchie vor. Es wird unterteilt in Supralitoral (Sprühwasser-, Spritzwasserbereich, marin beeinflußt), Eulitoral (Gezeitenzone) und Sublitoral (Unterwasserbereich). Die verschiedenen Farbzonen oder "Etagen" an der Küste treten im Supra- und Eulitoral auf. Entsprechend ihrer Färbung bzw. ihrer Flora können folgende Zonen unterschieden werden: im Supralitoral erkennt man zuoberst die Macchie, gefolgt von der Flechtenzone, der Halophytenzone, der Grauen Zone, der Blauschwarzen Zone und schließlich der Dunkelbraunen Zone.

Im anschließenden Eulitoral erkennt man im oberen Bereich die Gelbbraune Zone, im unteren die Weiße Zone, in der die biogenen Hohlkehlen auftreten.

4.1. Die Flechtenzone:

Die Flechtenzone wird vom Sprühwasser aber nicht von den Wellen erreicht. Sie liegt in der Macchie vor und ihr Gestein ist bedeckt und überwachsen von Moosen und Erdflechten. Epi- und Endolithische Flechten treten hier als geschlossene Teppiche auf. An manchen Stellen verliert die Macchie ihren Halt und ermöglicht somit eine Erosion der Gesteinsdecke, was zur Folge hat, daß die unteren, alten Karstflächen freigelegt werden. Diese ist charakterisiert durch sanft gerundete Formen. Es finden sich dort alte, deutlich erkennbare Karsttunnel mit manchmal stalaktitartigen Formationen in kleinen Höhlen, deren Öffnung am steilen Meereskliff liegt.

4.2. Die Halophytenzone:

Diese Zone nimmt den oberen Teil der Spritzzone ein und wird gelegentlich von Wellen während heftigen Stürmen erreicht. Hier tauchen typische Halophyten auf (z.B. "Statia cancellata", "Statia limonium" und "Inula crithmoides") Die untere Grenze wird mit dem letzten Auftreten von "Littorina neritoides" (Strandschnecke) festgelegt. Erste sichtbare Populationen von xerophilen Flechten sind hier angesiedelt, jedoch noch nicht als geschlossene Teppiche.

4.3. Die Graue Zone:

Sie liegt in der Region des Spritz- und Srühwassers und wird von den Wellen nur bei starkem Sturm erreicht. Die einheitliche graue Färbung wird von epilithischen "Cyanophyten" (Blaualgen) verursacht. Flechten kommen in feuchten, schattigen Spalten vor, sowie das Auftreten von Littorina. Die Oberfläche ist rauh und unregelmäßig und aus mikroskopischer Sicht erkennt man einen Angriff von ätzender Aktivität, verursacht durch epilithische Cyanophyten, die eine angefressene Struktur hinterlassen.

4.4. Die Blauschwarze Zone:

Diese Zone ist nicht überall eindeutig ausgeprägt, jedoch als eine klar erkennbare und unterscheidbare Farbzone oft vorhanden. Sie liegt in der obersten von Wellen erreichten Region und im Spritzwasserbereich. Dieses Gebiet ist oft naß und dann ist auch die typische blaugraue bis blauschwarze Farbe am sichtbarsten. Die Färbung wird hervorgerufen durch die charakteristische Verbindung zwischen epi- und endolihischen Cyanophyten. Die hier angesiedelten Flechten treten regelmäßig als dunkle Teppiche auf und auch Littorina ist reichhaltig vertreten. Das Oberflächenrelief ist charakterisiert durch zahlreiche kleine Vertiefungen und Narben mit einem Durchmesser von wenigen Zentimetern und einer Tiefe von bis zu einem Zentimeter.

4.5. Die Dunkelbraune Zone:

Sie liegt immer im obersten Bereich des Eulitorals an der extremsten Hochwasserlinie der Springtiden und wird überspült von hohen Wellen bei Hochwasser. Die Färbung geht auf gefärbte epi- und endolithische Cyanophyten zurück. Hier treten die Flechten als regelmäßige Teppiche auf und auch Littorina ist vertreten. Diese Zone weist das extremste Lochrelief auf: Löcher mit einer Weite von einigen Zentimetern und im Durchschnitt über zehn Zentimeter tief.

Weitere Tiere sind "Chthalamus depressus" und "Littorina neritoides".

4.6. Die Gelbbraune Zone:

Diese Zone nimmt den oberen Teil des Eulitorals ein. Auch hier wird die Gesteinsfarbe durch epi- und endolithische Cyanophyten verursacht. Die vertikalen Oberflächen im tieferen Bereich sind reichlich mit "Patella spec." (Napfschnecken) und "Littorina spec."(Strandschnecken) besiedelt, Flechten treten regelmäßig auf. Das Relief weist kleine, unregelmäßige Vertiefungen und Löcher auf. Die höheren Bereiche sind meist inkrustiert mit "Chthalamus stellatus". Weitere tierische Vertreter dieser Region sind "Patella coerulea", "Patella lusitanica", "Monodonta turbinata", "Middendorfia capraearum" und "Littorina neritoides".

4.7. Die Wei ß e Zone:

Diese Region liegt über der Hohlkehle. Die grauweiße Färbung wird teilweise verursacht durch inkrustierte Rotalgen (weiß) und teilweise durch Cyanophyten (hellgrau). Die Kruste der verkalkenden Algen ist oft mehr als einen Zentimeter dick und deckt alle Unregelmäßigkeiten im Relief ab, rundet alle scharfen Kanten ab und hat schützende Eigenschaften. Das Hauptvorkommen von Patella und Monodonta liegt in dieser Zone.

4.8. Die Hohlkehle:

Sie kommen im Bereich normaler Wellenbewegung vor und sind hier biologischer Herkunft. Diese Formen liegen immer unter der mittleren Hochwasserlinie und das Dach ist bei biogenen Hohlkehlen ausschließlich horizontal zum Überhang. Die Rückwand reicht runter bis zum Bereich der Küstenplattform der obersten sublitoralen Zone. Die unterste Grenze ist charakterisiert durch das erste Auftreten von Seeigeln ("Paracentrotus lividus" und "Arbacia lixula"). Hohlkehle sind immer vorhanden und leicht zu erkennen. Desweiteren siedeln in dieser Region "Lithophaga lithophaga" (Bohrmuschel), "Gastrochaena dubia" (ätzende Muschel), "Cliona vastifica" (Bohrschwamm) und "Polydora ciliata" (Bohrwurm).

4.9. Rock-Pools:

Die Charackterformen des Supralitorals im bezug auf die Biozerstörung sind Felswannen, sogenannte "Rock - Pools". Sie sind viele Dezimeter tief und bis zu mehreren Metern im Durchmesser mit meist flachen, ziemlich glatten Böden und umlaufenden kleinen, scharf markierten Hohlkehlen. Die typischen Formenmerkmale werden jedoch erst bei ca. 20 cm Tiefe und Durchmesser deutlich.

Zur Entstehung der Rock - Pools:

In dieser Region siedeln endolithische Cyanophyten an, die die Nahrung für weidende Schnecken darstellen. Die Algen wachsen in kleinen Vertiefungen im Gestein, um sich vor Verdunstung, Wind und Sonneneinstrahlung zu schützen. Dadurch gedeihen die Algen hier gut und vermehren sich reichlich. Damit bieten sie ein großes Nahrungsangebot für die Schnecken. Die Schnecken raspeln wie bereits erwähnt beim Grasen die Gesteinsoberfläche mit ab und erzeugen so Vertiefungen und Vergrößerungen der Hohlkehle. Damit schaffen sie einen noch vorteilhafteren Standort für die Cyanophyten, welche sich nun stärker vermehren und somit wiederum eine Zunahme der Schnecken bewirken. Die Vertiefungen werden dadurch im Laufe der Zeit immer größer, bis die Ansammlung des Wassers (Regen, Spritzwasser) so immens wird, daß es schließlich nicht mehr verdunsten kann und Wassertümpel entstehen. Dieser Umstand ist für die Algen ungünstig und auch die Schnecken weiden nicht gerne unter Wasser. Dies führt dazu, daß die Abtragung zum Bereich der Wasserlinie und darüber hinaus verlagert wird, wo es noch optimal feucht ist.

Das Resultat sind seitliche Hohlkehle und die Tiefenabtragung stagniert. Die Seitenausweitung nimmt zu und falls Seitenwände abgefressen werden, kann Wasser an diesen Stellen überlaufen, wodurch die Felswannen entleert werden.

Der Zyklus kann schließlich neu beginnen. Durch diesen Prozeß ist es möglich, daß benachbarte Pools zusammenwachsen und es entstehen zudem ineinander geschachtelte Wannen. Aus diesem Grund ist die Felsplattform in keiner bestimmten Höhe lokalisiert, da ständig neue Formen entstehen und wieder vergehen.

5. Zerstörungsarten

Im Folgendem ist eine Übersicht über die verschiedenen Zerstörungsarten der Organismen aufgeführt:

Algen: sie bohren vermutlich mit organischen Säuren (innere Korrosion) ein spezielles Netzwerk von feinen Tunneln ins Gestein und besiedeln das Litoral bis runter zur unteren Grenze der Photozone.

Flechten: sie bewirken Oberflächenkorrosion und bohren durch organische Säuren (innere Korrosion) wodurch sie eine löchrige Oberfläche hinterlassen. Anzutreffen sind diese Spezies im Supralitoral und im Eulitoral.

Pilze: diese bohren mit chemischer Auflösung (innere Korrosion) sehr feine Tunnel bis zu 2 mm Tiefe. Ihre Standorte liegen im Sublitoral und unterhalb.

Käfer: sie grasen und raspeln somit den Fels mit ihren Mundwerkzeugen ab. Man findet sie im Supralitoral in Sprüh- und Regenwassertümpeln.

Bakterien: sie bewirken innere und äußere Korrosion bis zu 30 cm Tiefe durch chemische Auflösung. Angesiedelt sind sie im Supralitoral und unterhalb.

Schwämme: sie bohren, indem sie kleine "Chips" chemisch durch Säure und Enzyme lösen und bilden ein reguläres Kammersystem im Fels. Diese Formen sind verbreitet in der Region von den Hohlkehlen abwärts.

Würmer: aufgrund ihrer Bohrungen durch chemische Auflösung entstehen Bogen und u-förmige Röhren im Gestein. Sie besiedeln das Gebiet vom unteren Eulitoral abwärts.

Gastropoda: mit Hilfe ihrer Radula, das typische Mundwerkzeug der Schnecken, welches arbeitet wie ein Schaufelbagger, grasen und raspeln sie den Stein ab und bilden so irregulär ausgebildete Grasungsmuster. Man trifft sie vom Supralitoral (Littorina spec.) bis zum Eulitoral (Littorina spec.; Monodonta spec.) an.

Patella: diese sessilen Schnecken grasen und lösen die Stelle ihres festen Heimplatzes durch Raspelung mit ihrer Radula und lösen sie unter Zuhilfenahme ihrer Sohle wodurch eine löchrige Oberfläche entsteht. Ihr Lebensraum ist das Eulitoral und das Sublitoral.

Bivalvia: die Muscheln bohren durch chemisches Auflösen und mechanisches Raspeln. Sie sind vom mittleren Eulitoral bis runter ins Sublitoral beheimatet.

Seeigel: diese Tiere grasen und raspeln mit Zähnen und Stacheln und nagen tiefe Spuren sowie Wohnlöcher in den Fels. Sie siedeln im Sublitoral an.

6. Anhang

Die folgende Tabelle zeigt die Verbreitung der wichtigsten Organismengruppen in der Gezeitenzone (Garzotto Point, nach Schneider, 1976):

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

6. Literaturangabe

- Jürgen Schneider: „Biological and Inorganic Factors in the Destruction of Limestone Coasts“ , „Contributions to Sedimentology“, E. Schweizerbart`sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1976
- D. Kelletat: „Physische Geographie der Meere und Küsten“, Teubner Studienbücher der Geographie, Stuttgart 1988
- Schülerduden der Geographie, Dudenverlag, Mannheim 1991