Wie wirkt sich die Verwitterung auf Denkmäler aus?

Wenn Sie jemals einen bröckelnden Grabstein oder eine einst eingravierte Steinsäule inspiziert haben, die jetzt glatt abgenutzt ist, haben Sie gesehen, was Verwitterung selbst mit den stärksten Materialien anrichten kann. Diese Verwitterung tritt auch in größerem Maßstab auf und betrifft einige der berühmtesten Denkmäler der Welt. Ohne menschliches Eingreifen werden durch die Verwitterung Denkmäler zurückgewonnen und im Laufe der Zeit zu Fels- und Erdresten zerrissen. Der Schutz von Steindenkmälern erfordert ständige Erhaltungsbemühungen, die den Menschen im ständigen Kampf mit Mutter Natur zurücklassen.

Obwohl Verwitterung und Erosion oft zusammen gruppiert werden, repräsentieren sie eigentlich zwei unterschiedliche Prozesse. Verwitterung ist der Prozess, bei dem Gestein abgebaut wird, während Erosion der Prozess ist, die verwitterten Gesteinsstücke wegzutragen. Eine Wurzel, die in den Sockel eines Steindenkmals wächst und einen Riss bildet, ist ein Beispiel für Verwitterung, während schmelzender Schnee, der die gebrochenen Gesteinsbrocken wegzieht, eine Form von Erosion ist. Diese Prozesse wirken zusammen, um Steinmonumente im Laufe der Zeit zu beschädigen.

Mechanische oder physikalische Verwitterung zersetzt Gestein, ohne es chemisch zu verändern. Ein Beispiel hierfür ist die Salzkristallisation. Wenn die Feuchtigkeit im und um den Stein verdunstet, bilden die zurückbleibenden Mineralsalze winzige Kristalle, die mit der Zeit wachsen können und zu Rissen führen. Temperaturschwankungen können auch mechanische Verwitterung verursachen. Da sich Stein mit der Temperatur ausdehnt und zusammenzieht, können Gefrier- und Auftauzyklen zu Rissen und anderen Schäden am Denkmal führen.

Chemische Verwitterung tritt auf, wenn die Mineralien in den Gesteinen chemisch verändert werden. Bei der Karbonisierung verbinden sich Regenwasser und Kohlendioxid in der Atmosphäre zu Kohlensäure. Diese Kohlensäure löst Mineralien im Gestein auf, schwächt die Struktur und führt zu Schäden und Verschleiß. Oxidation stellt eine andere Form der chemischen Verwitterung dar, bei der sich Sauerstoff mit Elementen im Gestein verbindet, um Oxide zu bilden. Ein einfaches Beispiel dafür sind eisenreiche Gesteine: Die Oxidation führt zu einem Rosteffekt, ähnlich wie bei freiliegendem Eisen.

Auch die Verwitterung von Denkmälern ist auf biologische Prozesse zurückzuführen. Tiere, die sich in Risse im Sockel eines Denkmals eingraben, können den Boden stören und den Riss vergrößern. Pflanzenwurzeln verursachen ähnliche Probleme und können, wenn sie unbeaufsichtigt bleiben, das Denkmal schließlich stürzen. Auch Flechten können zur Verwitterung beitragen, wenn sie auf der Oberfläche des Gesteins wachsen. Flechten sind reich an Chelatbildnern, die sich an Eisen und andere Metalle im Gestein binden. Durch das Entfernen dieser Metallionen schwächen die Flechten das Gestein und machen es anfällig für Risse und Verschleiß.

Am Berg Rushmore, das massive Monument weist aufgrund der Witterungseinflüsse Hunderte von winzigen Rissen auf. Ohne ordnungsgemäße Restaurierung würden sich diese Risse im Laufe der Zeit erweitern und die berühmten Präsidentengesichter zerbröckeln, aus denen die Struktur besteht. Glücklicherweise beobachtet der National Park Service diese Risse mit einem großen Netzwerk winziger Glasfaserkabel. Bei größeren Rissen oder Öffnungen werden diese mit Kevlar gefüllt. Kleinere Risse werden routinemäßig mit Silikondichtmasse gefüllt, um die Auswirkungen der Verwitterung zu verlangsamen und weitere Schäden zu verhindern.

Ein weiteres Beispiel ist das Marmorfriedensdenkmal in der Nähe des US-Kapitols. Es wurde 1878 errichtet und entwickelte durch sauren Regen und andere Elemente eine abgenutzte, kristalline Oberfläche. Während einer Restaurierung im Jahr 1991 wurde das Denkmal mit einem Steinfestiger behandelt, der den Marmor härtete und ihm ermöglichte, Feuchtigkeit abzustoßen, um zukünftige Verwitterung zu verhindern.

Während die Verwitterung von Denkmälern oft als negatives Phänomen gesehen wird, kann die Verwitterung auch positive Effekte in Form schöner Naturdenkmäler mit sich bringen. Der Grand Canyon und die Bögen des Arches-Nationalparks sind beispielsweise alle durch Verwitterung entstanden. Diese Verwitterung, die solch berühmte Wahrzeichen mit sich bringt, kann sie natürlich auch wegnehmen. Das berühmte "Old Man in the Mountain"-Denkmal in New Hampshire wurde durch Hunderte von Jahren der Verwitterung geschaffen, dann durch dieselbe Verwitterung zerstört und 2003 zu Boden bröckelt. Im Jahr 2008 das gleiche Verwitterungseffekte Der Mauerbogen im Arches-Nationalpark hat dazu geführt, dass der Bogen in Teilen zu Boden stürzte.