Artesische Quelle "Spring" EarthCache

Artesische Quelle "Spring"

Der "Spring" liegt ca. 500 m südwestlich von Mascherode. Sie ist eine von 9 bekannten Quellbereichen in Braunschweig und seit 1977 per Verordnung der Stadt Braunschweig als Naturdenkmal geschützt. Das am Quellgrund austretende Grundwasser ist gut zu beobachten und so in dieser Form einzigartig in Braunschweig. Ein Besuch lohnt sich!

Abb.1: Quellteich des "Spring" im Frühjahr (Foto: Schlag13)

Beim Spring handelt es sich um eine artesische Quelle. Dies bedeutet, dass hier gespanntes Grundwasser (Druck ist größer als der atmosphärische Druck) aufsteigt und austritt. Man spricht deswegen auch von einer sogenannten Steigquelle. Ursächlich hierfür ist die geologische Ausprägung der Schichten im Untergrund des ostsüdöstlich anstehenden Geländes.
Dieser Earthcache und der damit verbundene Besuch der Quellteiche soll das Prinzip einer artesischen Quelle veranschaulichen.

Die gelisteten Koordinaten führen dich zu den Parkkoordinaten bzw. zu dem Punkt ab dem Du zwingend unmotorisiert weiter musst. Besuche nun von dort aus das ca. 250 m südwestlich gelegene Naturdenkmal "Spring" und beantworte die unten aufgeführten Fragen. Alles kann an der Informationstafel bzw. im näheren Umfeld ermittelt werden. Vor Ort hast Du auch Gelegenheit die Aktivitäten am Quellgrund und das südöstlich ansteigende Gelände zu beobachten. Niederschläge in diesem Bereich tragen zur Grundwasserneubildung bei und speisen somit den Grundwasserleiter. Dieser folgt in etwa dem abfallenden Gelände zur Quelle.

Abb. 2: ungefähres Einzugsgebiet der Quelle

A.) Wie breit ist die Überlaufschwelle? (Schätzung reicht!)

B.) Wie hoch steigt das südliche und südöstliche Gelände an, das die Quelle speist?

C.) Welche Temperatur hat das Quellwasser im Sommer wie im Winter?

D.) Wie heißt das an der Quelle entspringende Gewässer? (siehe Hint)

Quellen sind Orte an den Grundwasser über wasserstauende Schichten durch Ritzen, Spalten und Höhlungen auf natürliche Weise an die Erdoberfläche gelangt. Sie bilden somit den Übergangsbereich zwischen Grundwasser und Fließgewässer.

Die Quelle "Spring" liegt am Fuß des westlichen Hang eines Höhenzuges, der das Okertal zur Ostseite begrenzt. Die Geologie im Umfeld der Quelle ist von anstehenden Ablagerungen der Kreide-Formation geprägt. Dabei ist eine zumeist stark geklüftete Schicht aus Kalk- und Kalkmergelstein grundwasserführend. Unter diesem sogenannten Kluftgrundwasserleiter befindet sich eine schwächer wasserdurchlässige Mergeltonschicht. Darüber hinaus wird die grundwasserführende Schicht von einer weiteren Mergeltonschicht und einer eiszeitlichen Deckschicht (Schwemmlöß, Sand, Lokalmoräne) überlagert. Beide von tendenziell geringerer Mächtigkeit (Abb. 3).

Abb. 3: Schema einer artesischen Quelle am Beispiel des "Spring"

Niederschläge speisen den Grundwasserleiter und sorgen für Grundwasserneubildung. Das Gefälle des Grundwasserspiegels folgt in etwa dem morphologischen Gefälle, d.h. die Grundwasserfließrichtung ist im Falle der hier beschriebenen Quelle ungefähr von Ostsüdosten nach Westnordwesten gerichtet (Abb. 2).
Diese hydrogeologischen Gegebenheiten sind verantwortlich dafür, dass das Grundwasser im Bereich der Quelle gespannt ist, d.h. der Druckspiegel liegt über der Geländeoberfläche.
Da unmittelbar unter der Quellte die Deckschichten von geringerer Stärke stellenweise Feinklüfte enthalten, kann hier das Grundwasser aufsteigen (Steigquelle) und so die Quelltümpel speisen. Dies ist ganzjährig am Grund des "Spring" als markantes Sprudeln gut zu erkennen.
In Abhängigkeit von jahreszeitlich und klimatisch bedingten Druckspiegelhöhen, schwankt dabei die Schüttung der Quelle zwischen rd. 2 und rd. 32 m3/h.

Je nach geologischen und naturräumlichen Rahmenbedingungen lassen sich Quellen nach verschiedenen Einteilungsarten klassifizieren. Auch diese lassen sich anhand des "Spring" gut erläutern.

Wie bereits oben beschrieben, tritt beim "Spring" gespanntes Grundwasser aus. Somit handelt es sich hier eindeutig um eine Steigquelle. Tritt freies Grundwasser aus (Druck entspricht dem der Atmosphäre), spricht man von einer absteigenden Quelle.

Die Schüttung (Quellwasseraustritt) von Quellen kann aus verschiedensten Gründen schwanken. Kommt es zeitweise sogar zu einem vollständigen Ausbleiben der Schüttung spricht man von einer intermittierende Quelle. Da der "Spring" trotz der beschriebenen Druckspiegelschwankungen durchgängig schüttet, handelt es sich um eine perennierende Quelle.

Liegt die Quellwassertemperatur über der mittleren Temperatur der umgebenden Luft, spricht man von einer Akratotherme (Thermalquelle).
Üblicherweise entspricht aber die Temperatur des Quellwassers der örtlichen Jahresdurchschnittstemperatur der Luft und ist im Jahresverlauf gleichbleibend. Dies ist auch beim "Spring" so. Diese Quellen nennt man Akratopogen. Dieser ganzjährig konstanten Temperatur ist es zu verdanken, dass der Quellteich auch im Winter nicht zufriert.

Quellteich des "Spring" im Winter (Foto: Schlag13)

Der Lebensraum den die Quelle und der Quellabfluss bilden bezeichnet man als Krenal. Abhängig von der Quellstruktur wird das Krenal nach folgenden 3 Typen unterschieden.
3.4.1. Sturz-oder Sprudelquelle (Rheokren): Dieser Quelltyp kommt häufig in bergigem Land vor und zeigt einen deutlich erkennbaren, lokal begrenzten Austritt, der unmittelbar einen sichtbaren Abfluss bildet. Das Wasser tritt oft mit großer Kraft aus dem Boden und strömt sofort mit dem geneigten Gelände abwärts.
3.4.2. Sicker- oder Sumpfquelle (Helokren): Über eine Vielzahl kleinster Adern durchdringt hier das austretende Wasser die Erdschichten. Das gesamte Quellgebiet bildet auf diese Art und Weise einen Quellsumpf, der sich bei entsprechenden klimatischen und geologischen Voraussetzungen über mehrere Quadratkilometer erstrecken kann.
3.4.3. Tümpelquelle (Limnokren): Bei diesem Quelltyp liegt der eigentliche Quellmund am Grunde einer mehr oder weniger großen Mulde. Das so austretende Grundwasser bildet einen Quelltümpel, der durch das Überlaufen einen Quellbach bildet. Der "Spring" weist alle typischen Merkmale einer Tümpelquelle auf. Auch hier wird ein Quelltopf durch am Grunde austretendes Grundwasser gespeist. Der Überlauf des Quellwassers findet hier am nördlichen Rand des Quelltümpels statt und es bildet sich der eigentliche Quellbach. Dieses kleine Fleißgewässer mündet nach knapp 3,5 km bei Melverode in die Oker.

(short version)

Artesian Well "Spring"

This EarthCache takes you to the Artesian Well called "Spring". At this interesting place you can see emerging groundwater at the bottom of the well. This activity is a result of processes in the subsurface, which are closely connected with the geological characteristic of the area near the "Spring".
An Artesian Well allows underground water to rise to the surface under pressure. A layer of permeable rock is an important prerequisite for the water flow. In case of the "Spring" lies between two strata of clay a strata of limestone. This aquifer, which is fed by precipitation, is connected in a natural way to the source ponds.

Scheme of an artesian Well

A.) How high rises the southern and southeastern area, which feeds the source?

B.) What is the temperature of the spring water in summer and winter?

C.) What is the name of the little creek, which is fed by the artesian well? (watch the hint)