imported>Espandero: /* Natürliche Arten von Sedimentierung */

2025-07-03T21:47:31Z

Natürliche Arten von Sedimentierung

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{{Dieser Artikel|beschreibt das Ablagern und Absetzen von Teilchen. Zu dem dadurch Entstandenen siehe [[Sedimente und Sedimentgesteine]]. Zum Begriff der Sedimentation in der Psychologie siehe [[Sedimentationshypothese]]. Zur Verwendung in der Medizin siehe [[Harnsediment]].}}
[[Datei:Dust Bowl - Dallas, South Dakota 1936.jpg|mini|hochkant=1.5|Von schweren [[Sandsturm|Sandstürmen]] im [[Dust Bowl]] zugewehtes Anwesen in [[South Dakota]], USA, 1936]]

'''Sedimentation''' bzw. '''Sedimentierung''' (von [[Latein|lat]]. ''sedimentum'' = Bodensatz) ist das Ablagern von Teilchen aus [[Flüssigkeit]]en oder [[Gas]]en unter dem Einfluss der [[Gewichtskraft]] oder der [[Zentrifugalkraft]]. Die sich bildende Schicht (ungelöste [[Schwimmstoff]]e, [[Schwebstoff]]e oder am Boden '''Bodensatz''' oder [[Fällung|Niederschlag]]) heißt '''Sediment'''. Im Gegensatz zu ''[[Sedimente und Sedimentgesteine|Sedimentgestein]]'' ist ''Lockersediment'' ein [[Lockergestein]].

Gegenteilig wirkt der [[Paranuss-Effekt]], das „Aufschwimmen“ größerer Objekte (Paranüsse in Müslipackungen oder Steine in gelockertem Boden). Dieser Effekt wird dadurch erklärt, dass Feinbestandteile in Hohlräume einsickern und größere Objekte somit aufschwimmen.

== Grundlagen ==
Bei der Sedimentation schichten sich die abgelagerten Teilchen aufgrund ihrer unterschiedlichen [[Sedimentationsgeschwindigkeit]]en (Absinkgeschwindigkeiten). Die Sedimentationsgeschwindigkeit hängt ab<ref name="Ralf Takors">{{Literatur |Autor=Ralf Takors |Titel=Kommentierte Formelsammlung Bioverfahrenstechnik |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2014 |ISBN=978-3-642-41903-4 |Seiten=118 |Online={{Google Buch | BuchID=VgIgBAAAQBAJ | Seite=118 }}}}</ref> von der [[Dichte]] ''ρ''p des Partikels und der Dichte ''ρ''f des [[Fluid]]s, von der [[Schwerebeschleunigung]] ''g'', vom [[Durchmesser]] bzw. [[Äquivalentdurchmesser]] ''d'' des Partikels, vom [[Strömungswiderstandskoeffizient]] (''Drag Coefficient'') ''C''D und der [[Viskosität]] <math>\eta</math> des Fluids (s. u.). Dadurch kommt es zu einer Auftrennung hauptsächlich nach ihrer Dichte und ihrer Größe und Gestalt (die den Strömungswiderstand beeinflusst). Die Teilchen mit größter Sedimentationsgeschwindigkeit lagern sich zuerst ab, liegen also zuunterst. So können sich verschiedene Stoffe schichtweise getrennt ablagern (etwa bei der [[Seife (Geologie)|Goldseifenbildung]] in [[Lagerstätte|sekundären Lagerstätten]]).

Diese Trennung wird technisch dazu benutzt, verschiedene Stoffe eines [[Gemisch]]es zu trennen (siehe dazu auch [[Dekantieren]]). Je größer also die Sedimentsgeschwindigkeit ist, desto schneller sinkt der Stoff zu Boden. Bei aufgeschäumtem Material mit geringer Dichte, beispielsweise [[Vulkanausbruch|eruptiven]] [[Bimsstein]]en, kann eine inverse [[Gradierung]] auftreten, kleinere Teilchen weisen dann eine höhere Sedimentationsgeschwindigkeit auf und lagern unten, während größere oben lagern.

Sedimente werden, im Falle von [[Strömungsmechanik|Strömungen]], hauptsächlich durch die Erosion des Querschnittes eingetragen. Ein weiterer Effekt ist der [[Sedimenteintrag]]. Hier werden Sedimente (und andere Feststoffe) aus dem Einzugsgebiet eingetragen.

== Natürliche Arten von Sedimentierung ==
[[Datei:Embouchure du Rhône dans le Léman depuis Le Grammont.jpg|mini|Zufluss der [[Rhone]] in den [[Genfersee]]]]
[[Datei:WAK UETTERODA KEUPER.jpg|mini|Querschnitt einer [[Schichtung|dünnschichtigen]] Sedimentationsabfolge]]
Natürliche Sedimente lassen sich nach ihrer Entstehung in drei Hauptgruppen unterteilen:
* ''[[Klastisches Sediment|klastische Sedimente]]'' (durch Wasser, Wind, Gletscher, [[Murgang]] usw. transportierte und so mechanisch geformte Partikel, z. B. Sand, [[Schotterbank]], [[Sandbank]] oder [[Seife (Geologie)|geologische Seifen]])
* ''[[Chemisches Sediment|chemische Sedimente]]'' (durch chemische Prozesse aus wässrigen Lösungen durch [[Fällung]] ausgeschieden, z. B. [[Carbonate]])
* ''[[Biogenes Sediment|biogene Sedimente]]'' (Ablagerungen von Organismen oder aus Organismenresten, z. B. [[Korallenriff]]e)<ref>Die biogenen Sedimente werden auch als Untergruppe der chemischen Sedimente klassifiziert.</ref>

Der Ablagerungsort ist eine weitere Einteilungsmöglichkeit. Hier lassen sich [[Fluviatiles Sediment|fluviatile]], [[Stillgewässer|limnische]], [[Ablagerungsmilieu|marine]], [[Äolisches Sediment|äolische]], [[Glaziologie|glaziale]] und [[Pyroklastisches Sediment|pyroklastische Sedimente]] voneinander abgrenzen.

Herangeführt werden die Schwebstoffe im Falle einer natürlichen Sedimentation in der Regel durch [[Erosion (Geologie)|Erosionsprozesse]] und hierbei vor allem durch [[Fluviatiler Transport|fluviatilen Transport]], wobei in der Regel eine [[Verwitterung]] des Ausgangsgesteins vorausgegangen ist. Je nach Entfernung zum Abtragungsort und der Strömungsgeschwindigkeit weist die [[Korngrößenverteilung]] der im Wasser mitgeführten Partikel deutliche Unterschiede auf. Hierbei gilt, dass die [[Korngröße]] der Partikel mit der Entfernung und einer absinkenden Strömungsgeschwindigkeit abnimmt, da die größten bzw. schwersten Partikel ([[Geschiebe]]) zuerst sedimentieren und die Strömung oft nicht mehr in der Lage ist, diese vom Gewässergrund aufzuwirbeln.

Besonders in stehenden [[Gewässer]]n bilden diese Schwebstoffe durch gravitative Ablagerung Sedimentschichten aus, die zum Teil zur [[Altersbestimmung (Archäologie)|Altersbestimmung]] ([[Stratigraphie (Archäologie)|Stratigraphie]]) verwendet werden. Dies liegt vor allem daran, dass hier im Gegensatz zu [[Fließgewässer]]n keine Strömung mehr vorliegt und sich daher auch sehr kleine Partikel ablagern können. Zusätzlich zeigt die Sedimentation je nach Klimasystem oft ein unterschiedliches Muster im Jahresgang, da sich beispielsweise im Winter bei einem zugefrorenen Gewässer die feineren Teilchen absetzen. Somit entstehen, ähnlich den [[Jahresring]]en bei Bäumen, gröbere und feinere Schichten pro Jahr, welche als [[Warve]]n bezeichnet werden. Diese schließen oft Lebewesen oder deren Spuren mit ein, welche sich im Zuge der [[Fossilisation]] zu [[Fossilien]] entwickeln können. Auch die Entstehungsbedingungen ([[Paläoklima]]) der einzelnen Schichten sind in diesen oft dokumentiert, weshalb Sedimente wichtige [[Klimaarchiv]]e darstellen. Besonders marine, flachmarine und [[Limnologie|seeische]] Ablagerungen haben dabei eine hohe Aussagekraft, weshalb sie auch das Hauptziel von klimatologischen Forschungsbohrungen darstellen.

Während durch fortschreitende Sedimentation die [[Mächtigkeit (Geologie)|Mächtigkeit]] der Sedimente steigt, kann vor allem der steigende Druck in den tiefer liegenden Schichten weitere geologische Vorgänge auslösen. Die [[Diagenese]] bildet aus den Lockersedimenten die [[Sedimentgestein]]e. Einen Sonderfall stellt hierbei der [[Schnee]] dar, welcher ebenfalls geschichtet und unter Druckeinfluss zu [[Eis]] verdichtet werden kann. Hält dieser Effekt über mehrere Jahre an, so kann dies zur Ausbildung eines [[Gletscher]]s führen.

== Anwendungen der Sedimentierung in der Technik ==
[[Datei:Decantação.jpg|mini|Sedimentationsanlage]]
Das Prinzip der Sedimentation findet in Bereichen der Naturwissenschaft, aber auch im alltäglichen Leben Anwendung:
* Die mechanische Klärung von Wasser im [[Absetzbecken]] einer [[Kläranlage]] basiert auf dem Prinzip der Sedimentation.
* In kleineren [[Dezentrale Ölmühle|dezentralen Ölmühlen]] wird das Prinzip genutzt, um das bei der Pressung von [[Pflanzenöle|Pflanzenöl]] entstehende [[Truböl]] von Sedimenten zu reinigen. Dabei wird das ausgepresste Öl in ein Behältnis gegeben, in dem es längere Zeit (bis zu mehreren Wochen) verharren kann, während die schwereren Sedimente durch die Erdanziehung langsam zu Boden sinken. Nach der Sedimentation wird das gereinigte Öl langsam aus dem Behältnis entnommen, so dass die abgesenkten Partikel im Sedimentationsbehältnis verbleiben. Neuere Pflanzenöl-Sedimentationsverfahren laufen kontinuierlich ab. Dabei fließt das zu reinigende Truböl über ein Röhrensystem durch nacheinander geschaltete Behältnisse. Hierbei setzen sich die Trubstoffe (Sedimente) jeweils in den einzelnen Behältnissen ab, so dass nach dem Verlassen des letzten Behältnisses ein hoher Reinigungsgrad erreicht wird.
* Im [[Mühlenlabor]] wird ein ''Sedimentationstest'' durchgeführt, bei dem das Volumen des Sediments einer Mehl-Wasser-[[Suspension (Chemie)|Suspension]] als Maß für die Quellfähigkeit der [[Protein]]e im [[Mehl]] gilt. In der [[Bodenkunde]] dienen Sedimentationsversuche der Bestimmung der [[Korngrößenverteilung]] eines [[Boden (Bodenkunde)|Bodens]].
* In der [[Pharmazeutische Industrie|pharmazeutischen Industrie]] werden Sedimentationsanalysen durchgeführt, um die Qualität von medizinischen Pulvern zur Behandlung von bspw. Asthma zu überprüfen. Dabei kann die [[Partikelgrößenanalyse|Größe von gewissen Partikeln]] sowie ihre [[Partikelgrößenverteilung|Verteilung]] in diesem Pulver durch das Messen der [[Sedimentationsgeschwindigkeit]]en bestimmt werden. Ein wichtiges Beispiel für eine solche Analysemethode ist die [[Photosedimentation]].<ref name="Skoog">Skoog, D. A.; Holler, F. J.; Crouch, S. R.: ''Instrumentelle Analytik.'' 6. Auflage, [[Springer Spektrum|Springer-Verlag]], Berlin/Heidelberg, 2013, ISBN 978-3-642-38169-0, S. 931–934.</ref> Die Sedimentationsanalyse wird auch häufig angewendet, um die [[Korngrößenverteilung]] eines [[Boden (Bodenkunde)|Bodens]] zu bestimmen.
* In so genannten Split-Systemen<ref>Chwan Bor Fuh: ''Split-flow Thin Fractionation.'' In: ''Analytical Chemistry.'' Bd. 72, Nr. 7, April 2000, {{ISSN|0003-2700}}, S. 266 A–271 A, [[doi:10.1021/ac0027688]].</ref> wird der Effekt der Sedimentation etwa bei der biologischen Präparation unter Ausnutzung der dichteabhängigen [[Sedimentationsgeschwindigkeit]] zur Trennung von Partikeln wie [[Protein]]en oder biologischen [[Zelle (Biologie)|Zellen]] ausgenutzt.
* Bei der [[Zentrifugation]] wird die Sedimentation beschleunigt.

Bei der Herstellung, Lagerung und Verarbeitung von [[Suspension (Chemie)|Suspensionen]] wie z. B. [[Lack]]en, [[Gießharz]]en, [[Beton]] oder auch manchen Lebensmitteln stellt die Sedimentation oft aber auch einen störenden Effekt dar.

== Siehe auch ==
* [[Crater erasure]]
* [[Mud Mound]]
* [[Schlämmanalyse]]
* [[Progradieren]]
* [[Retrogradieren]]

== Literatur ==
* Maurice E. Tucker: ''Einführung in die Sedimentpetrologie.'' Enke, Stuttgart 1985, ISBN 3-432-94781-X.
* Andreas Schäfer: ''Klastische Sedimente. Fazies und Sequenzstratigraphie.'' Elsevier, Spektrum Akademischer Verlag, München 2004, ISBN 3-8274-1351-6.

== Weblinks ==
{{Wiktionary|Sedimentation|Sedimentation}}
* [[Mineralienatlas:Sinter]] (wiki)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4054080-7}}

[[Kategorie:Sedimentgestein|!Sedimentation]]
[[Kategorie:Sedimentation| ]]
[[Kategorie:Limnologie]]
[[Kategorie:Meereskunde]]
[[Kategorie:Klassierverfahren]]

[[it:Sedimentazione]]

Sedimentation - Versionsgeschichte

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