Mineralbildung durch brennende Halden
In diesem Earthcache beschreibe ich, wie in brennenden Halden neue Mineralien entstehen. Er führt euch zu den Zwillingshalden (Name lautet „Die Zwillinge“), auf dem ehemaligen Gelände der Grube Reden.
Das Besondere an dieser Halde ist ihr Innenleben. Sie hat einmal gebrannt, was noch heute an der warmen Haldenoberfläche erkennbar ist.
Die Brandentstehung durch spontane Selbstentzündung
Dieser Brand ist durch eine spontane Selbstentzündung entstanden, eine recht häufige Erscheinung bei Steinkohlehalden. Für Geologen haben diese Halden eine besondere Bedeutung, denn sie können hier Prozesse studieren, die sie sonst nur an Vulkanen beobachten können.
Für die Selbstentzündung ist ein Komplex von Ursachen verantwortlich:
- bei reinen Kohlenhalden spielt Sauerstoff und der damit verbundenen Oxidation
der Kohle eine wichtige Rolle.
- bei den Abraumhalden des Steinkohlenbergbaus und in kohlenstoffreichen
Schiefern entsteht ein weiterer Wärme liefernder Prozess: die Oxidation von
Sulfiden (Salze die zur Stoffgruppe der Metall-Schwefel-Verbindungen gehören).
Die Entstehung neuer Mineralen
Dabei lassen sich verschiedene Prozesse unterscheiden. Dabei führt nicht immer ein Prozess zu einem Mineral, es können auch mehrere sein
1. Die Entstehung neuer Mineralen durch chemische Reaktionen von
Gasen bzw. Zersetzung von Gasen
Dieser Prozess der Mineralbildung ist auf brennenden Halden sehr häufig zu beobachten.
Bei dem Haldenbrand reagieren die gebildete Gase untereinander oder auch mit dem Sauerstoff der Luft.
3 typische Beispiele seien hier genannt:
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1. Die Bildung von Salmiak.
Er entsteht nicht, wie oft angenommen, durch Sublimation (Phasenübergang), sondern durch Reaktion von Ammoniak mit
Chlorwasserstoff.
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Größe 35 mm, Foto Thomas Witzke
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2. Schwefel kann durch Reaktion von Schwefelwasserstoff mit Schwefeldioxid oder mit dem Sauerstoff der Luft gebildet werden. Auf vielen brennenden Halden ist der bekannte Geruch nach "faulen Eiern" durch Schwefelwasserstoff festzustellen.
3. Analog funktioniert die Bildung von Selen aus gasförmigen Selenwasserstoff durch Reaktion mit Sauerstoff. Ein Beleg für diese Reaktion ist der Geruch nach Selenwasserstoff, der noch intensiver und unangenehmer als der von Schwefelwasserstoff ist.
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Schwefel. Größe 4 mm. Foto Thomas Witzke.
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2. Die Entstehung neuer Mineralen durch Pyrometamorphose
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Hierbei entstehen neue Mineralen durch hohe Temperatureinwirkung (über 1000 °C.) auf die Gesteine.
Typische Merkmale sind ein Verschwinden der grauen bis schwarzen Farbe der kohlenstoffreichen Gesteine durch Oxidation der organischen Substanz und eine Rotfärbung durch neu gebildeten Hämatit.
Diese Veränderung ist an vielen Stellen der Halde zu beobachten.
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Bild von der Halde
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3. Die Entstehung neuer Mineralien durch Kristallisation aus Lösungen
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Hier erfolgt die Neubildung durch die Kristallisation aus wässrigen Lösungen.
Die Lösungen weisen oft eine komplexe Zusammensetzung und eine Geschichte mit mehrfachen Auflösungs- und Kristallisationsprozessen auf. Die Mineralbildungen finden meist in den Fumarolen oder in einem konzentrischen Bereich um diese herum statt.
Auch diesen Prozess kann man auf dem Haldenplateau beobachten.
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Bild von der Halde an einer Fumarole (Dampfaustrittsstelle)
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Quelle: Homepage von Thomas Witzke, die kursiv gestellten Absätze sind Zitate. Vielen Dank an Herrn Witzke für die Genehmigung seine Bilder zu veröffentlichen.
Logbedingungen:
Begib dich an oben genannte Koordinaten und beantworte die folgenden Fragen:
Frage 1: Finden hier auch chemische Reaktionen von Gasen zur Mineralentstehung
statt?(Wie im Listing beschrieben) Begründe deine Antwort!
Frage 2: Um den aktuellen Prozess zu verdeutlichen, sollst du die
Bodentemperatur an diesem Punkt (N 49° 20.997 E 007° 07.180) messen
und auf dem Haldenplateau im Bereich der Stange die 5m in die Luft steht.
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