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(not chosen)
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Kurzer Eathcache im stillgelegten Bergbau am Galgenberg.
Der Galgenberg in Donawitz ist ein stillgelegter Bergbau für Kalkstein.
Der schon länger stillgelegte Bergaubetrieb ist heute von weitem sichtbar und ein Wahrzeichen von Leoben. Da es nicht sicher ist, ob das Gelände begehbar ist, kann man auch von den gegebenen Headerkoordinaten genug sehen, um Wissen zu Kalkstein am Galgenberg zu stärken.
Allgemeine Infos zu Kalkstein:
Kalkstein, Kalk schlechthin, nennt man ein körniges, dichtes, oolithisches oder erdiges Gestein, das wesentlich aus kristallinem Kalkspat von verschiedener Korngröße besteht. In vollständig reinem Zustand ist das Gestein selten; in der Regel sind Karbonate der Magnesia, des Eisen- und Manganoxyduls, ferner Kieselsäure als Quarz und Hornstein, Ton, Eisenoxyd, Eisenoxyhydrat (Rost), Chlorit, Serpentin, Glaukonit, auch kohlige und bituminöse Substanzen beigemengt.
[Quelle: http://www.zeno.org/Lueger-1904/A/Kalkstein ]
Allgemeine Infos zur Verwitterung:
Unter Verwitterung versteht man die Zersetzung von Gestein. Dabei spielen mehrere Prozesse zusammen, die den physikalischen Zerfall und die chemische sowie biogene Zersetzung des Gesteins wegen dessen exponierter Lage an oder nahe der Erdoberfläche herbeiführen.
Beispiele solcher physikalischer Kräfte sind die Einwirkungen von Wasser, Eis, Wind und Temperaturänderungen. Das Ergebnis von Verwitterung ist Gesteinszerstörung, bei der je nach Art der Verwitterung die gesteinsbildenden Minerale erhalten bleiben (physikalische Verwitterung), oder um- bzw. neu gebildet werden (chemische Verwitterung). Die klimabedingte Verwitterung gehört – im Gegensatz zu den endogenen vulkanischen und tektonischen Faktoren – zusammen mit Erosion, Transport und Sedimentation, zu den die Erde formenden, klimabedingten exogenen Faktoren.
Physikalische Verwitterung
Die physikalische Verwitterung verursacht eine mechanische Zertrümmerung der Gesteine entlang von Klüften, Spalten, Mikrorissen und Korngrenzen, wodurch das Gestein in immer kleinere Bruchstücke und Fragmente zerlegt wird. An der physikalischen Verwitterung, die ohne wesentliche chemische Veränderungen des Gesteins erfolgt, sind verschiedene Teilprozesse beteiligt.
1. Temperaturverwitterung:, wird durch große tägliche Temperaturschwankungen ausgelöst. Bei starker Erwärmung am Tage dehnen sich die verschiedenen Minerale eines Gesteins in Abhängigkeit von ihren spezifischen Ausdehnungskoeffizienten und –richtungen sowie von der Strahlungsabsorption unterschiedlich stark aus. Während der nächtlichen Abkühlung ziehen sie sich wieder unterschiedlich stark zusammen. Die resultierenden Spannungen zwischen hellen und dunklen Mineralen, zwischen besonnten und beschatteten Gesteinsteilen, zwischen Gesteinsoberfläche und -innerem lockern das Gefüge und zermürben über die Zeit selbst harte Gesteine wie beispielsweise Granit. Die mechanische Verwitterung ist dann besonders wirksam, wenn zusätzlich Wasser beteiligt ist.
2. Frostsprengung: erfolgt durch Gefrieren von Wasser in Spalten und Klüften des Gesteins. Durch die beim Gefrieren erfolgende Volumenzunahme um 9 % entsteht in wassergefüllten Spalten und Rissen ein Druck von bis zu 2200 kp/cm². Dies übersteigt die Belastbarkeit der meisten Gesteine (ca. 250 kp/cm²) und zersprengt sie. Frostverwitterung tritt besonders in kalten Klimaten auf, und zwar um so intensiver, je häufiger sich Frost und frostfreie Phasen abwechseln (d.h. ein Null-Grad-Durchgang stattfindet).
3. Salzsprengung: beruht ebenfalls auf dem Prinzip der Volumenzunahme. Wenn salzhaltiges Wasser in Ritzen und Hohlräumen verdunstet und dabei die enthaltenen Salze auskristallisieren, führt der dadurch hervorgerufene Kristallisationsdruck (300 kp/cm²) zur Lockerung des Gesteinsgefüges. Ein häufiger Wechsel von Durchfeuchtung und Austrocknung erhöht die Wirksamkeit der Salzsprengung.
4. Druckentlastung: viele Gesteine sind unter der Auflast überlagernder Schichten entstanden. Wenn diese Gesteine durch Hebung und/oder Erosion der aufliegenden Deckschichten an die Oberfläche gelangen, erfahren sie mechanisch eine Entlastung, wodurch Spannungen entstehen, und Klüfte aufreißen.
Chemische Verwitterung
Die chemische Verwitterung beruht im Wesentlichen auf der lösenden Kraft des Wassers. Art und Intensität sind abhängig von den Gesteins- und Mineraleigenschaften, von der Wasserwegsamkeit der Gesteine sowie von der Menge, der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung des durchströmenden Wassers. Besonders bedeutsam sind vor allem der Säuregrad und der Sauerstoffgehalt. Morphologisch wirksam sind insbesondere die Lösungsverwitterung und die Hydrolyse, weniger ausschlaggebend die Oxidation und die Hydratation.
1. Lösungsverwitterung:Hierunter versteht man die Korrosion von Gesteinen die leicht lösliche Alkali- und Erdalkalisalze (z.B. Kochsalz (NaCl), Kalisalz (KCl), Chloride, Carbonate, Sulfate oder Gips (CaSO4)) enthalten. Durch die Einwirkung des Wassers werden diese Salze gelöst und ausgewaschen, was zum Zerfall des Gesteins führt. Die Intensität der Lösungsverwitterung ist einmal abhängig von der Menge, und Temperatur des verfügbaren Wassers. Darüber hinaus spielt die Qualität des einwirkenden Wassers eine Rolle, da reines Wasser in der Natur nur selten vorkommt, sondern im allgemeinen anorganische und organische Säuren enthält.
Obwohl Kalk-(CaCO3)-haltige Gesteine in Wasser kaum löslich sind, werden sie im allgemeinen – sprachlich unscharf – zu den lösungsfähigen Gesteinen gezählt. Denn sobald Wasser mit Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft oder aus dem Boden (Atmungsprozesse der Bodenlebewesen) angereichert wird, bildet sich Kohlensäure (CO2 + H2O = HCO3). Durch diese schwache Säure kann das Kalkgestein in leichter lösliches Kalziumhydrogencarbonat umgewandelt werden und dann in Lösung gehen.
Die „Kohlensäureverwitterung“ ist ebenso wie die reine Lösungsverwitterung ein umkehrbarer (reversibler) Prozess. Wenn sich beispielsweise die Temperatur oder der Druck der Lösung verändern, können die darin gelösten Bestandteile wieder ausgefällt werden. So verursacht die „Kohlensäureverwitterung“ z.B.die mannigfaltigen Erscheinungsformen des Karstes.
2. Hydratation: Sie findet statt, wenn Wasser in die Mineralstruktur eines Gesteins eingebaut wird. Dies geschieht wie folgt: Kationen der Minerale ziehen in verdünnten wässrigen Lösungen H2O-Dipole an und umgeben sich so mit einer Wasserhülle. Auch die randständigen Kationen eines Kristallgitters hydratisieren, wodurch die Bindungskräfte im Kristallgitter gemindert und Kationen herausgelöst werden. Letztlich führt die Aufnahme von Kristallwasser zur Aufquellung des betreffenden Gesteins und/oder zur Sprengung des Nachbargesteins.
3. Hydrolyse: Sie ist die bedeutsamste chemische Verwitterungsart. Die Intensität dieser hydrolytischen Verwitterung, früher auch Silikatverwitterung genannt, erfordert die Anwesenheit von Wasser und nimmt mit steigender Temperatur zu. Dabei werden die als Dipole wirkenden Wassermoleküle von den Grenzflächenkationen der Silikate angezogen.
4. Oxidationsverwitterung: Hierunter versteht man die Einwirkung des im Wasser enthaltenen Luftsauerstoffs auf oberflächennahe Bodenschichten, wodurch beispielsweise Verbindungen des zweiwertigen Eisens (Fe2+) in solche des dreiwertigen (Fe3+) umgewandelt werden. Dieser Vorgang ist verantwortlich für die Farbänderung der Gesteine in rote, gelblich-braune Farbtöne, bei weiterer Verwitterung sind auch schwarze bzw. graue Farbtöne möglich.
[Quelle: http://hypersoil.uni-muenster.de/0/04/02.htm#biologischeVerwitterung]
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Als Besonderheit am Galgenberg ist der Galgenbergit-(Ce) zu erwähnen. Er wurde während des Baus des Galgenbergtunnels gefunden und hat seit 1997 IMA-Status.
Chemisch gesehen ist Galgenbergit ein Calciumcarbonat mit weiteren Anionen, in diesem Fall Seltene Erden und Kristallwasser.
Weitere Details:
Chemische Formel: Ca(Ce,La,Nd)2(CO3)4 . H2O
Kristallstruktur: Triklin
Farbe: weiß/farblos
Fundort: Galgenbergtunnel, Galgenberg
[Quelle und Foto unter: http://www.mindat.org/min-11209.html]
Literatur: Hollerer, C. E. (1998): Ca(REE)2(CO3)4.H2O, ein neues Mineral aus der Steiermark, Österreich. Mitt. Österr. Mineral. Ges. 143, 200-201. (in German)
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Zum Cache:
Begib dich zu den Headerkoordinaten und verschaffe dir einen Blick auf den Galgenberg. Parkplätze findest du in der Nähe genug.
Du kannst die von mir gefragten Phänomene mit freiem Auge sehen. Ein Fernglas kann dir aber helfen!
Logbedingung 1 - Was glaubst du färbt den Kalkstein rötlich-braun? - Diese Färbung ist nicht verwitterungsbedingt.
Logbedingung 2 - Auf den durch die Sprengungen entstandenen Terassen siehst du schwarzes, verwittertes Gestein - Welche Form von Verwitterung ist das?
Logbedingung 3 - Auf den Terassen siehst du teilweise abgerutschte Hänge, die weit nach der Sprengung aufgetreten sind. - Welche Art von Verwitterung ist das?
Für Logbedingung 2 und 3 reicht nicht nur chemische oder physikalische Verwitterung! Es sind auch mehrere Verwitterungsarten möglich. Nenne die deiner Meinung nach wahrscheinlichsten.
Zur Beantwortung der Fragen schicke mir bitte eine Email. Meine Logerlaubnis brauchst du nicht abzuwarten! Weiters wäre es nett im auf geocaching.com eingetragenen Log ein Foto von dir und dem Galgenberg im Hintergrund uploadest- Wenn etwas falsch ist melde ich mich bei dir.
Happy Hunting und viel Spaß bei der Erarbeitung der Fragen!
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The Galgenberg in Donawitz is a disused mining for limestone.
The longly disused mining is visible from far away and a landmark of Leoben. Since it is not certain whether the site is accessible, one can see my questions about the Galgnberg at the given header coordinates to strengthen knowledge on limestone at Gallows Hill.
General information about limestone:
Limestone [Source: http://www.zeno.org/Lueger-1904/A/Kalkstein ]
General information on weathering:
Weathering refers to the decomposition of rock. Several processes play together, which cause the physical,chemical and biogenic; breakdown of rocks due to its prominent location on or near the earth's surface.
Examples of such physical forces are the effects of water, ice, wind and temperature changes. The result of weathering of rock destruction with get the rock-forming minerals, depending on the type of weathering remain (physical weathering), or to-be or newly formed (chemical weathering). The climate-induced weathering is - in contrast to the endogenous volcanic and tectonic factors - together with erosion, transport and sedimentation, to the earth-shaping climate-related exogenous factors.
Physical Weathering
The physical weathering caused a mechanical destruction of rocks along fissures, crevices, microcracks and grain boundaries, which the rock is broken down into smaller fragments and fragments. To the physical weathering that occurs without significant chemical changes of the rock, various sub-processes are involved.
1. Temperature Weathering:, is triggered by large daily temperature fluctuations. When getting hot in the day, the various minerals of a rock stretch depending on their specific expansion coefficient and institutions as well as by the absorption of radiation varies. During the nocturnal cooling they shrink a bit different degrees. The resulting tension between light and dark minerals, between sunlit and shaded parts of rock, between rock surface and loosen the inner microstructure and wear down over time, even hard rocks such as granite. The mechanical weathering is particularly effective when additional water is involved.
2. Frost shattering: made by freezing water in cracks and crevices of the rock. Aid, in the freezing volume increase of 9% is produced in water-filled cracks and crevices, a pressure of up to 2200 kgf / cm ². This exceeds the capacity of most rocks (about 250 kgf / cm ²) and dispersed them. Frost weathering occurs especially in cold climates, to be precise the more intense, the more frequently that frost and frost-free periods alternate (ie, a zero-degree crossing takes place).
3. Salt shattering/Exsudation: ; is also based on the principle of volume increase. When salt water evaporates into cracks and voids and thereby crystallize the salts present, leads to the crystallization pressure caused thereby (300 kgf / cm ²) for loosening of the rock structure. A frequent change of moisture and dehydration increases the effectiveness of the salt blowing..
4. Pressure Relief: many minerals formed under the load of overlapping layers. If these rocks pass through uplift and / or erosion of the overlying layers to the surface, they experience a mechanical relief, which stresses arise and tear chasms.
Chemical Weathering
The chemical weathering is mainly due to the dissolving power of water. Type and intensity depend on the rock and mineral properties of the Wasserwegsamkeit the rocks and on the amount, the temperature and the chemical composition of the water flowing through. Particularly important are mainly the degree of acidity and the oxygen content. Morphologically are particularly effective solution weathering and hydrolysis, less important, the oxidation and hydration.
1. Solution weathering:This refers to the corrosion of the rocks slightly soluble alkali and alkaline earth metal salts (eg sodium chloride (NaCl), potash (KCl), chlorides, carbonates, sulfates or gypsum (CaSO4)) included. By the action of the water, these salts are dissolved and washed out, resulting in the disintegration of the rock. The intensity of the weathering solution is again dependent on the amount and temperature of the water available. Moreover, the quality of the acting water plays a role, since pure water in nature is rare, but generally contains inorganic and organic acids.
Although lime (CaCO3)-containing rocks are sparingly soluble in water, they are in general - language focus - counted among the rocks efficient solution. Because once water with carbon dioxide (CO2) from the air or from the ground (soil respiration processes of living beings) is enriched to form carbonic acid (CO2 + H2O = HCO3). Due to this weak acid, the limestone can be easily converted into soluble calcium hydrogen carbonate and then go into solution.
The carbonic acid weathering"; as well as the pure solution weathering a reversible (reversible) process. For example, when changing the temperature or the pressure of the solution, the dissolved constituents can be re-precipitated. Thus causing the "carbonic acid weathering".
2. Hydratation: takes place when water is incorporated into the mineral structure of the rock. This is done as follows: cations of minerals drag in dilute aqueous solutions of H2O dipoles and so surrounded with a water jacket. Also, the marginal cations of a hydrate crystal lattice, which reduced the binding forces in the crystal lattice and cations are released. Ultimately leads to the inclusion of crystal water swelling of that rock and / or demolition of the neighbouring rock.
3. Hydrolysis: is the most significant chemical Verwitterungsart. The intensity of these hydrolytic weathering, formerly called silicate weathering requires the presence of water and decreases with increasing temperature. Here the dipoles acting as water molecules are attracted to the interface of the cation silicates.
4. Oxidation: This refers to the action of atmospheric oxygen in the water close to the surface layers of soil, which, for example, compounds of divalent iron (Fe2 +) will be converted into the trivalent (Fe3 +). This process is responsible for the change in color of the rocks in red, yellowish-brown hues, with further weathering also black and gray colors are available.
[Source: http://hypersoil.uni-muenster.de/0/04/02.htm#biologischeVerwitterung]
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A special feature of the Galgenberg the Galgenbergit-(Ce). It was found during the construction of the Galgenbergtunnels Chemically, Galgenbergit a calcium carbonate with other anions, in this case, rare earth and water of crystallization
More Details:
Chemical Formulae: Ca(Ce,La,Nd)2(CO3)4 . H2O
Crystallic structrue: Triklinic
Colour: white/colourless
Found at: Galgenbergtunnel, Galgenberg
[Source and picture available on: http://www.mindat.org/min-11209.html]
Literature: Hollerer, C. E. (1998): Ca(REE)2(CO3)4.H2O, ein neues Mineral aus der Steiermark, Österreich. Mitt. Österr. Mineral. Ges. 143, 200-201. (in German)
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The Cache:
Embark to the header coordinates and take look at the Galgenberg. You can find parking spaces in a very close distance from the header coordinates.
You can see the phenomena I will ask with the naked eye, but a pair of binoculars can help!
Log condition 1 - What do you think the limestone colored reddish-brown? - This color is not due to weathering.
Log condition 2 - On the terraces created by the spreader busbars you see black, weathered rock - What kind of weathering is this?
Log condition 3 - On the terraces you see partially slid down slopes that are far occurred after the blast. - What kind of weathering is this?
For Log condition 2 und 3 just chemical or physcial weathering isn’t enough. Also it is possible that there are more answers for 1 question. Just name me the most probable.
To answer the questions please send me an email. Don't await my logpermission! It would be nice to add a photo to your log. If something is wrong I'll send you an email.
Happy Hunting and have fun in working out the issues!
Additional Hints
(No hints available.)