Das Gradierwerk
Bild: eigene Aufnahme
Dabei finden chemische Prozesse statt, die eine geologische Besonderheit – quasi im Zeitraffer – hervorbringen.
Wie es dazu kommt sei hier - zuerst in der Natur, dann beim Gradieren - kurz zusammengefasst dargelegt:
Die natürliche Entstehung des Zechstein-Salinars
In der Natur konnten sich Ablagerungen bilden, weil in der Region des Zechsteinbeckens sehr trockenes und warmes Klima herrschte. Durch hohe Verdunstungsraten des Meerwassers und aufgrund der nur schmalen Verbindung des Meeres zum Ozean im Norden erhöhte sich allmählich die Konzentration der im Meerwasser gelösten Salze. Diese Salze fielen entsprechend ihrer Löslichkeit aus, zunächst die schwer löslichen Karbonate (Kalkstein, vermutlich nachfolgend in Dolomit umgewandelt) und Gips (in Anhydrit umgewandelt), dann das mengenmäßig dominierende Natriumchlorid (als Halit) und zuletzt die Kalium- und Magnesiumchloride und -sulfate (allgemein als Kalisalze oder Edelsalze bezeichnet).
Durch fortwährende, allmähliche Absenkung des Beckengrundes und den Wechsel zwischen trockeneren und feuchteren Perioden entstand so über die Jahrmillionen eine stellenweise mehr als 1500 Meter mächtige Abfolge, in der mehrere Eindampfungszyklen dokumentiert sind. Da sie die extremsten Bildungsbedingungen haben, sind die heute als Rohstoff besonders begehrten Schichten aus Kalisalz (Kali-Flöze) nicht mächtiger als drei bis acht Meter.
Was ist Sole?
Sole ist eine wässrige Lösung von Salzen, die mindestens 14 g gelöster Stoffe pro 1 kg Wasser enthält. Der Begriff Sole wird auch heute noch hauptsächlich für entsprechend konzentrierte Natriumchlorid-Lösungen verwendet.
Die aus dem Zechstein bei Bad Sooden-Allendorf aufsteigende Solequelle wird mittels eines Bohrturms gefördert und gradiert.
Das Gradieren bewirkt folgendes:
Das Gradieren (Steigerung der Salzkonzentration) erfolgte dadurch, dass der Wassergehalt der auf die Gradierwerke hochgepumpten Sole bei deren Heruntertröpfeln an den Schwarzdornreisern durch Verdunstung abnahm. Dies verkürzte den Siedevorgang enorm.
Geologischer Zusammenhang von beidem:
Die Sole (also das mit Wasser vermischte Salz) entspricht in etwa dem Wassergemisch im Zechsteinmeer und der Prozess des Gradierens entspricht in etwa der Austrocknung des Zechsteinbeckens.
Wie entsteht Dornstein?
Dornstein entsteht aus den Verunreinigungen der herabrieselnden Sole, welche sich als Ablagerung Schicht um Schicht um die Reisig Äste aufbauen.
Es ergibt sich hier eine Wechselwirkung. Die Sole wird bei jedem Durchlauf durch das Dornreisig konzentrierter im Salzgehalt und verliert im Nebeneffekt gleichzeitig durch eine quasi Filterwirkung immer mehr von den enthaltenen Verunreinigungen. Diese sogenannten Ausfällungen lassen um die Reisig Äste ein mehr oder weniger kompaktes Steingebilde, den Dornstein, entstehen.
Die Verdunstungswirkung geht dabei langsam gegen Null.
Bild und Text Quelle: bsa.old-schulte.de/dornstein
(Schwarzweiß-Aufnahme eines gewaschenen, gebürsteten und getrockneten Dornsteins auf Karton)
Die Abbildung zeigt ein typisches Stück Dornstein, wie er bei der Neueinrichtung eines Gradierwerkes mit Schwarzdorn-Reisig anfällt. Je nach Renovierungsumfang und der handwerklichen Entsorgung dieses „Abfalls“, ergeben sich unterschiedliche Formen bzw. Bruchstücke dieser am alten Dornreisig haftenden Ablagerungen.
Woraus bestehen diese Ablagerungen?
Je nach den geologischen Gegebenheiten vor Ort, können die Ausfällungen der Sole, also der sich langsam aber stetig aufbauende Dornstein, Spurenelemente enthalten:
Bromide
Calcium
Cloride
Eisen
Gips
Kalium
Kalk
Magnesium
Sulfate
Um diesen Earthcache zu loggen beantworte folgende Fragen:
Aufgabe/Frage 1
Unternimm einen Ausflug zum Gradierwerk in Bad Sooden-Allendorf Stadtteil Sooden und ermittle, wie stark sich zum Zeitpunkt deines Besuches Dornstein an den Reisig Ästen erkennen lässt und wie sich dieser optisch darstellt (ungefähre Größe, Farbe, Formen).
Aufgabe/Frage 2
Berühre die Dornsteinausfällungen und beschreibe, wie sich die Oberfläche anfühlt.
Aufgabe/Frage 3
Ist es möglich, ein Stück davon abzubrechen? Wenn ja, wie stellt sich die Bruchkante dar?
Aufgabe/Frage 4 Kalkstein reagiert, wenn Essigsäure auf ein Stück Kalkstein trifft. Beweise, dass tatsächlich Kalk Im Dornstein enthalten ist! Sammle dafür vor Ort einen Krümel Dornstein ein, nimm ihn mit nach Hause und lege ihn in Essigessenz. Was siehst/hörst Du (Ohr direkt daran halten – sehr leise) in den ersten Minuten, nachdem Du das Gestein in die Essigessenz gegeben hast?
Aufgabe 5: Bitte ladet ein Foto vom Gradierwerk im Log hoch, das euren Besuch vor Ort nachweist.
Verzichtet dabei aber auf eine detaillierte Darstellung der Reisig Äste vor Ort.
Freiwilliges Experiment - keine Logbedingung - für zu Hause um die Entstehung von Salzkristallen hautnah zu erleben:
"Kristalle züchten" Dafür braucht man: •zwei große Gläser •kochendes Wasser •Salz •Wolle oder Pfeifenreiniger •Bleistift
Zuerst füllt ihr kochend heißes Wasser in eins der beiden Gläser. Dann gibt man das Salz hinein: Löffel für Löffel, und immer schön umrühren, damit sich das Salz im Wasser auflöst! Irgendwann kann das Wasser kein Salz mehr aufnehmen. Es fängt an, sich unten im Glas abzusetzen. Man sagt, das Wasser ist gesättigt. Zeit, es um zu gießen! Dafür nehmt ihr das andere Glas und gießt das Salzwasser hinein. Aber vorsichtig! Nicht den Salz-Bodensatz mit umfüllen. Der soll beim umgießen zurückbleiben.
In das Glas mit dem Salzwasser hängt man jetzt einen Wollfaden oder Pfeifenreiniger. Den kann man jeweils an einem Bleistift befestigen und diesen über das Glas legen, so dass der Faden oder der Pfeifenreiniger ins Wasser hängt. Dann stellt man das Ganze an ein ruhiges, sonniges Plätzchen, am besten eine Fensterbank. Und jetzt heißt es warten. Richtig lange warten. Bis schöne große Kristalle gewachsen sind, dauert es schon mal ein paar Tage. Während dieser Zeit darf das Glas und seinen Inhalt nicht bewegt werden. Kristalle brauchen viel Ruhe und Zeit zum Wachsen.
Viel Spaß beim Erkunden wünscht
Herbalwitch1965
Quellen: bsa.old-schulte.de und Wikipedia