Geol. Aufschluss - Devonschiefer mit Kalkknoten EarthCache
Geol. Aufschluss - Devonschiefer mit Kalkknoten
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Difficulty:
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Terrain:
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(other)
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Geol. Aufschluss - Devonschiefer mit Kalkknoten
Die Gesteinsschichten, die wir an diesem Aufschluss am Wegesrand sehen, bestehen hier aus Gesteinen des Oberdevons. Diese sind zumeist Knotenkalke oder Kalkknotenschiefer d.h. Tongesteine, denen mehr oder minder reichlich Knollen / Knoten von Kalk eingelagert sind. Die Kalkknollen sind häufig an der Gesteinsoberfläche herausgewittert und verleihen ihm ein löchriges Aussehen.
Was ist Kalk?
Entstehung
Kalkstein ist ein dichtes bis grobkörniges Sedimentgestein, das zu mindestens 80% aus Calcit (Kalkspat) besteht. Viele Kalksteine entstehen in Flachmeerbereichen, wobei aus übersättigten Lösungen Calcit und Dolomit ausfallen.
Das Gestein kann aus feinkristallinem Kalksschlamm oder aus zusammengeschwemmten Kalkschalen oder anderen karbonatischen Organismenresten entstanden sein. Diese große Gruppe bildet die organogenen oder zoogenen Kalksteine, die aus Schalenresten, Korallenstöcken usw. entstanden. Die bevorzugten Bildungsräume waren die warmen Flachmeere im Paläozoikum und Mesozoikum. Die Einteilung der organogenen Kalksteine erfolgt nach dem geologischem Alter (z.B. Devon-, Karbon-, Jurakalk) oder nach bestimmten Fossilien (jurassische Korallenkalke, Muschelkalke). Kalksteine treten in großer struktureller Vielfalt und Variationsbreite auf (Beispiele: Muschelkalkstein, "Jura Marmor", Solnhofener Plattenkalk, Knollenkalke, Rogenstein, Serpulit, Trochitenkalk).
Doch wie entstehen die Kalkknollen / -knoten?
In der damaligen Zeit (Karbon 333 Mio.J. – Devon 400 Mio.J.) entwickelten sich aufgrund der immer günstiger werdenden Umweltbedingungen die verschiedensten Meeresbewohner. Zumeist bildeten sie harte Schalen zum Schutz aus. Sobald die Tiere starben sanken sie auf den Meeresgrund. Da es sich hier um ein flaches Meer handelte und die Ablagerung von Tonen und Sanden recht schnell von statten ging, konnten die organischen Substanzen nicht vollständig auf dem Meeresboden oxidieren. Sie wurden auch im Sediment eingebettet. Von diesen Substanzen ernähren sich vor allem Mikroorganismen, die bis etliche 10er Meter Tiefe unterhalb der Meeresbodenoberfläche vorkommen. Es handelt sich um Cyanobakterien, die sogenannten Blaualgen. Sie sind die einfachsten Photosynthese treibenden Organismen, die man kennt. Bei der Photosynthese wird dem Wasser Kohlendioxid entzogen, was zur Abscheidung von Kalk und damit zur Bildung der Knollen führt. Im Laufe der Jahrmillionen verfestigten sich dann schlussendlich die Sedimente zu Tonschiefer und der ausgefällte Kalk zu diesen relativ festen Kalkknollen. (Bild: Devonschiefer mit Kalkknoten, gefunden im Abraum vorm Aufschluss)
Gesteinsverwitterung
Gesteine unterliegen unter dem Einfluß der Atmosphäre physikalischen (mechanischen) und chemischen Zerstörungsprozessen, die als Gesteinsverwitterung bezeichnet werden. Die Art der Verwitterung hängt vom Klima (Temperaturen und Temperaturschwankungen, Luftfeuchtigkeit) und den auf das Gestein einwirkenden Agenzien (Sauerstoff, Spurengase, Säuren, Wasser) ab.
I. Physikalische (Mechanische) Verwitterung:
1. Frostsprengung: Das Gefrieren von Wasser ist mit einer Volumenzunahme von etwa 9% verbunden. Bei –22°C übt H2O einen Druck von 2.100 kg/cm² (~ 200 N/mm²) aus. Damit die Frostsprengung wirken kann, muß der Poren- und Kapillarraum eines Gesteins mindestens zu 91% mit Wasser gefüllt sein.
2. Temperaturverwitterung: Durch die unterschiedliche Aufheizung und die unterschiedliche Ausdehnung der Mineralien bei Insolation (Sonneneinstrahlung) werden Spannungen im Gestein erzeugt, die zu einer Zerstörung des Gefüges führen. Auch tägliche Temperaturschwankungen haben die gleiche Wirkung.
3. Salzverwitterung: Die Kristallisation von Salzen in Haarrissen des Gesteins erzeugt einen Kristallisationsdruck (1000 kg/cm² / ~ 100 N/mm²), der wie bei der Frostsprengung das Gefüge des Gesteins zerstört. Hydratisierte Kristalle mancher Salze nehmen gegenüber ihrer wäßrigen Lösung ein bis zu 300% größeres Volumen ein (z.B. CaSO4, Na2SO4, MgSO4, Na2CO3).
4. Physikalisch-biologische Verwitterung: Durch den Turgor-Druck pflanzlicher Zellen (› 10 kg/cm²), z.B. Wurzelgeflecht, wird das Gesteinsgefüge zerstört.
II. Chemische Verwitterung
1. Lösungsverwitterung: Mineralien, besonders Salze, werden von Wasser gelöst, z.B. beträgt die Löslichkeit von Gips 2,5 g/l.
2. Kohlensäureverwitterung: Kohlendioxid bildet in Wasser gelöst Kohlensäure. Atmosphärisches Kohlendioxid löst sich im Regen, so daß normales Regenwasser ein pH-Wert um 5,6 hat. Kohlensäure reagiert chemisch mit Kalziumkarbonat (Calcit) und es entsteht wasserlösliches Kalziumhydrogenkarbonat. 1l Wasser löst bei 20°C 14mg CaCO3, die Menge erhöht sich um das fünffache, wenn Kohlendioxid im Wasser gelöst ist.
3. Rauchgasverwitterung: Die anthropogen durch Verbrennung fossiler Energieträger (Erdöl, Braun- und Steinkohle) erzeugten Rauchgase wie Schwefeldioxid (SO2) und Stickoxide (NOx) bilden in Verbindung mit Wasser starke Säuren, die Mineralien zu lösen vermögen und damit das Gefüge des Gesteins zerstören.
4. Oxidationsverwitterung: beruht auf der oxidierenden Wirkung des Luftsauerstoffs unter Mitwirkung des Wassers; dabei werden Mineralien zersetzt.
5. Hydrolytische Verwitterung: Durch Aufnahme von Wasser in das Kristallgitter eines Minerals (Hydratation) können Ionen aus dem Kristallgitter herausgelöst werden. Diese Form der chemischen Verwitterung tritt bei Silikaten auf und wird deshalb auch Silikatverwitterung genannt.
6. Chemisch-biologische Verwitterung: Saure Ausscheidungen von Bakterien, Pilzen, Algen, Flechten usw. lösen Mineralien und zerstören somit das Gefüge des Gesteins.
Quellen:
www.wikipedia.de
www.mineralienatlas.de
www.geodienst.de
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Logbedingungen
Um diesen Earthcache zu loggen beantwortet bitte folgende Fragen:
1. Im Aufschuss findet man Löcher, aus denen die Kalkknoten herausgewittert sind.
Wie groß sind diese? Was meinst du, Warum sind sie nicht größer?
2. Versucht doch mal im Abraum vor dem Aufschluss Steine mit Kalkknoten bzw. die heraugewitterten Kalkknollen zu finden.
Beschreibe mir die Kalkknoten! Sind sie in der Farbe und in der Form gleich?
3. Welche Verwitterungsspuren kannst du noch erkennen?
Beantwortet mir die Fragen übers Kontaktformular von meinem Account
(ihr dürft mailen und dann loggen, ich melde mich wenn mit den Antworten etwas nicht stimmen sollte!)
OPTIONAL:
Über ein Foto von euch oder eurem GPS würde ich mich freuen.
(nach den neuesten Guidelines keine Logbedingung mehr)
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Additional Hints
(No hints available.)