Das Jura im Kanton Solothurn grenzt an das Süd Elsass und zählt zu den schönsten Jura Kalk-Landschaften. Mariastein und der Nachbarort Metzerlen gehören zum Bezirk Dorneck des Kantons Solothurn. Beide Gemeinden liegen in einer Mulde von einem Rauracien-Kalk-Plateau. Rauracien bedeutet Korallenkalk. Die Mulde ist mit einem Löss- und Lehmboden bedeckt. Wegen der vielen Klüfte ist das Plateau sehr wasserdurchlässig.
Im Jura und auch in den Voralpen lockert sich das Gestein auf dem Kalk Mutterboden, intensiv an den Steilhängen, wie wir sie bei Mariastein bis zum Flühtal vorfinden. "Flüh" bedeutet in der Region Felsen, Felswand oder Felsgipfel, auf Hochdeutsch auch "Fluh" genannt. Das Gesteinsmatarial häuft sich am Fuss von Steilhängen. Es kommt zu einer Anhäufung von nicht gefestigten Muttersteinen. Es entstehen Schutthalden. Schutt entsteht durch physikalische Verwitterung und Erosion. Durch den steilen Hang geschieht der Transport durch Schwerkraft und nur über kurze Distanzen.
Lockeres Kleinmaterial nennt man Geröll. Es besteht aus gerundetem Material und wird auch Schotter bezeichnet. Im Bauwesen wird Schotter künstlich hergestellt, indem Steine kantig gebrochen werden.
Neben dem kleineren Gesteinsmaterial lösen sich grosse, kantige Gesteinsbrocken. Sie werden nach Grössen wie folgt definiert.
Die klastischen Sedimente/Gesteine werden eingeteilt in Schuttfragmente, unterteilt in verschiedenen Gruppen:
Steinschutt: Grösse 200-63 mm.
Psephiten: grösser als 63 mm.
Kies: 63-2 mm
Blockschutt: von Dezimeter bis Meter Durchmesser. Sie können über zwei Meter Durchmesser haben.
Der sehr steile Hang unterhalb des Felsens, des Benektiner Klosters ist locker und sehr instabil. So lockern sich Felsbrocken schnell, die mit hoher Geschwindigkeit durch den steilen Winkel des Hangs hinunterfallen. Die kleineren Felsbrocken findet man am Fuss von den Steilhängen unterhalb des Klosters und der Gnadenkappelle. Grosse Blockschutt Gesteine werden durch Bäume mit ihren masssiven Wurzeln abgefangen. Sie bleiben vor den Baumstämmen liegen und können nicht ins Tal hinabfallen. Wenn Bäume dem Druck nicht standhalten und umstürzen, sind sie auch ein Hindernis, so dass auch kleinere Brocken am Hang leigen bleiben. So bildet sich eine Blockschutthalde, Blockhalden oder auch Blockmeere genannt, die man lateinisch als
Talus bezeichnet.
Ständig sind die Pflanzen in Gefahr, von nachrückendem Schutt erdrückt zu werden. Die Bäume, die sich an diesen Kalkfelsen halten können, erfüllen eine Schutzfunktion. Die Segmente sind beim Einwachsen der Wurzeln tief verankert. Somit handelt es sich um einen
Steinschlagschutzwald, der als Sicherung vor Rutschungen dient.
Durch Erosion und Verwitterung, durch den Entzug von Kohlenstoffdioxid (durch Pflanzen) steigt der pH-Wert des Wassers und damit sinkt die Löslichkeit von Kalk, der Kalk fällt aus.
Sehr zu empfehlen mit weiteren Informationen über die Karstlandschaft:
Karstlehrpfad "Kaltbrunnental-Brislachallmet"
Verwitterung und Erosion:
Es gibt verschiedene physikalische Verwitterungs Prozesse. Durch Wasser, Frost, Salz entsteht Druck oder Spannung, der sich irgendwann entlastet. Ebenfalls spielt Wind eine Rolle mit seiner Schleifwirkung.
Die Erosion der Steine wird durch feuchtes Gebiet mit Ansammlungen von Hydrometeoren (kondensiertes Wasser), durch Nebel, Nieselregen und Regen gefördert. Fliessendes Wasser kann die Erosionswirkung deutlich erhöhen bei den mitgeführten Materialien.
Unter einer Temperatur von 4°C dehnt sich das Wasser aus. Wenn es gefriert, bekommt es eine grosse Sprengkraft in Spalten und Klüften. Daher gibt es Blöcke mit scharfen, kantigen Ecken, die zum Boden fallen.
Neben dem Gesteinszerfall wirken auch chemische Prozesse auf das Gestein. Die
Quelle Mar, die unterhalb von der Felswand austritt, (Koord.47° 28.645; 7° 29.624) enthält versickertes Wasser. Im durchlässigen Kalkstein versickert der Niederschlag und tritt bis auf eine tonige Schicht. Das Wasser fliesst unterirdisch weiter und tritt als Quelle aus dem Felsen.
Die physikalische Verwitterung begünstigt den Prozess der chemischen Verwitterung. Das Kalkgestein wäre in reinem Wasser nicht löslich. Erst wenn im Wasser Kohlensäure vorhanden ist, können die Karbonate in leichter lösliche Bikarbonate umgewandelt und weggeführt werden: Das CO2 in der Luft diffundiert in das Wasser und bildet teilweise Kohlensäure H2CO3.
Die Kohlensäure dissoziiert (selbsttätig ablaufender Vorgang der Teilung einer chemischen Verbindung)nun in HCO3-und H+ und ist so in der Lage, Calzit (CaCO3) zu lösen.
Bei diesem Prozess spielt auch die Wassertemperatur eine Rolle. Kaltes Wasser ist für CO2 sehr aufnahmefähig. Daher findet auch unter kalten Bedingungen
"Kohlensäureverwitterung" statt. Die daraus entstehenden Gesteine heißen Sedimentgesteine.
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“ viele Erscheinungsformen des Karstes.
Gesteine können auch durch
chemisch-biologische Vorgänge zersetzt werden. Pflanzen, wie Algen, Flechten und Moose, die direkt auf den Steinbrocken sitzen, scheiden Säuren ab, welche die Minerale der Gesteine angreifen und somit die Gesteinsoberfläche anrauen. Damit finden wiederum andere Verwitterungsprozesse günstige Angriffspunkte.
EARTHCACHE:
Bei den Einstiegs Koordinaten N47° 28.411 E007° 29.393 führt ein schmaler Pfad hinunter. Es ist ein schöner Wanderweg durch den Wald, der bis nach Flüh führt. Es gibt im Tal noch einen ungefestigten, kleinen Parkplatz, wo man zum Wanderweg kommt. Wer die Umgebung betrachtet, wird die unterschiedliche Formen und Grössen des Bauschutt feststellen. Neue Felsbrocken, die heruntergefallen sind, erkennt man klar durch ihre scharfen Kanten. Der alte Blockschutt ist durch Erosion abgerundet und mit Moss bewachsen.
Den Wanderweg, den wir begehen, führt uns bis zum Quellbach Mar. Die Besonderheit dieses Baches liegt darin, dass er kein Bachbett hat. Je nach Niederschlag kann er bis zu 10 m breit werden. Er fliesst hinunter über Oxford-Mergeln und ist eine Kalksinter-Rheokrene.
Kalksinter entsteht über schnell abfliessend, felsiges und steiniges Material, wenn im Wasser gelöstes Calciumcarbonat ausgefällt wird. Nach und nach entstehen durch Übergussschichtung Stufen oder Bachterrassen, die Kalksinter Terassen. Man bezeichnet auch die festen Sedimente Kalktuff oder Bachtuff.
Bitte beantworte folgende Fragen:
1. Die unterschiedlich grossen Gesteinsbrocken am steilen Hang nennt man Blockschutt. Aus welchem Material bestehen diese durch Erosion abgebrochenen Steine aus der Felswand und welche Grösse (von-bis) haben sie auf dieser Blockschutthalde?
2. Wie würde sich das Schuttfeld weiterentwickeln ohne Steinschlagschutzwald?
3. Auf dem Weg zum Quellbach siehst du einiges Gestein, das erst kürzlich auf den Boden gefallen sind. Woran erkennst du, dass die Felsbrocken noch gar nicht so lange am Boden liegen?
4. Im Wasser vom Quellbach erkennst du viele Ablagerungen von Kalktuff. Dieser hat eine besondere Farbe. Wie würdest du diese Farbe benennen? Unterscheidet sich die Farbe vom anderen Gestein, ausserhalb des Wassers, aus dem der Kalk gelöst wurde?
Bitte beantworte die Fragen per Mail über Geocaching. Auf die Logfreigabe musst du nicht warten.
Ich würde mich über Fotos von dir und deinem GPS freuen, hänge Diese bitte dem Log an. Dies ist keine Bedingung, den Cache zu loggen.
Ich wünsche Euch viel Spass mit diesem Earthcache.
Quelle Kanton Solothurn, Amt für Wald, Jagd und Fischerei
Wikepedia
http://www.wissen.de/chemische-verwitterung
https://biogeography.unibas.ch/quellenlehrpfad/rheokrene.html
Peter Bitterli-Brunner, geologischer Führer und Dozent an der Uni Basel bis 2001
Prof. em. Dr.Dr. hc Hartmut Leser, Dozent Uni Basel
Prof. Dr. H.Leser, Dozent Uni Basel