Sedimentation bzw.Sedimentierung (vonlat.sedimentum = Bodensatz) ist das Ablagern von Teilchen ausFlüssigkeiten oderGasen unter dem Einfluss derGewichtskraft oder derZentrifugalkraft. Die sich bildende Schicht (ungelösteSchwimmstoffe,Schwebstoffe oder am BodenBodensatz oderNiederschlag) heißtSediment. Im Gegensatz zuSedimentgestein istLockersediment einLockergestein.
Gegenteilig wirkt derParanuss-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.
Bei der Sedimentation schichten sich die abgelagerten Teilchen aufgrund ihrer unterschiedlichenSedimentationsgeschwindigkeiten (Absinkgeschwindigkeiten). Die Sedimentationsgeschwindigkeit hängt ab[1] von derDichte ρp des Partikels und der Dichte ρf desFluids, von derSchwerebeschleunigung g, vomDurchmesser bzw.Äquivalentdurchmesser d des Partikels, vomStrömungswiderstandskoeffizient (Drag Coefficient) CD und derViskosität 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 derGoldseifenbildung insekundären Lagerstätten).
Diese Trennung wird technisch dazu benutzt, verschiedene Stoffe einesGemisches zu trennen (siehe dazu auchDekantieren). Je größer also die Sedimentsgeschwindigkeit ist, desto schneller sinkt der Stoff zu Boden. Bei aufgeschäumtem Material mit geringer Dichte, beispielsweiseeruptivenBimssteinen, kann eine inverseGradierung auftreten, kleinere Teilchen weisen dann eine höhere Sedimentationsgeschwindigkeit auf und lagern unten, während größere oben lagern.
Sedimente werden, im Falle vonStrömungen, hauptsächlich durch die Erosion des Querschnittes eingetragen. Ein weiterer Effekt ist derSedimenteintrag. Hier werden Sedimente (und andere Feststoffe) aus dem Einzugsgebiet eingetragen.
Natürliche Sedimente lassen sich nach ihrer Entstehung in drei Hauptgruppen unterteilen:
Der Ablagerungsort ist eine weitere Einteilungsmöglichkeit. Hier lassen sichfluviatile,limnische,marine,äolische,glaziale undpyroklastische Sedimente voneinander abgrenzen.
Herangeführt werden die Schwebstoffe im Falle einer natürlichen Sedimentation in der Regel durchErosionsprozesse und hierbei vor allem durchfluviatilen Transport, wobei in der Regel eineVerwitterung des Ausgangsgesteins vorausgegangen ist. Je nach Entfernung zum Abtragungsort und der Strömungsgeschwindigkeit weist dieKorngrößenverteilung der im Wasser mitgeführten Partikel deutliche Unterschiede auf. Hierbei gilt, dass dieKorngröße 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 stehendenGewässern bilden diese Schwebstoffe durch gravitative Ablagerung Sedimentschichten aus, die zum Teil zurAltersbestimmung (Stratigraphie) verwendet werden. Dies liegt vor allem daran, dass hier im Gegensatz zuFließgewässern 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 denJahresringen bei Bäumen, gröbere und feinere Schichten pro Jahr, welche alsWarven bezeichnet werden. Diese schließen oft Lebewesen oder deren Spuren mit ein, welche sich im Zuge derFossilisation zuFossilien entwickeln können. Auch die Entstehungsbedingungen (Paläoklima) der einzelnen Schichten sind in diesen oft dokumentiert, weshalb Sedimente wichtigeKlimaarchive darstellen. Besonders marine, flachmarine undseeische Ablagerungen haben dabei eine hohe Aussagekraft, weshalb sie auch das Hauptziel von klimatologischen Forschungsbohrungen darstellen.
Während durch fortschreitende Sedimentation dieMächtigkeit der Sedimente steigt, kann vor allem der steigende Druck in den tiefer liegenden Schichten weitere geologische Vorgänge auslösen. DieDiagenese bildet aus den Lockersedimenten dieSedimentgesteine. Einen Sonderfall stellt hierbei derSchnee dar, welcher ebenfalls geschichtet und unter Druckeinfluss zuEis verdichtet werden kann. Hält dieser Effekt über mehrere Jahre an, so kann dies zur Ausbildung einesGletschers führen.
Das Prinzip der Sedimentation findet in Bereichen der Naturwissenschaft, aber auch im alltäglichen Leben Anwendung:
Bei der Herstellung, Lagerung und Verarbeitung vonSuspensionen wie z. B.Lacken,Gießharzen,Beton oder auch manchen Lebensmitteln stellt die Sedimentation oft aber auch einen störenden Effekt dar.
