Die Sedimentation - Entstehung von Sedimentgestein EarthCache

Hier am Fischbach kann man einen Teil des Gesteinskreislaufes, die geologische Besonderheit der Sedimentation, am Beispiel der Travertinbildung sehr schön sehen.

Der Kreislauf der Gesteine

Unter dem Kreislauf der Gesteine versteht man in der Geologie den Zyklus, in dem Gesteine von der Erdoberfläche  überschoben werden und in tiefere Niveaus geraten um anschließend wieder an die Erdoberfläche zurückzugelangen. Dieser Zyklus dauert häufig ca. 200 Millionen Jahre, kann aber auch stark abweichen.

Sedimente und Sedimentgesteine

Sedimente und Sedimentgesteine, Ablagerungsgesteine oder Schichtgesteine entstehen durch Sedimentation, also durch Ablagerung von Material an Land und im Meer. Die Sedimentation findet an Land, in Fließgewässern, seen und Meeren statt. Unverfestigte Sedimente werden Lockersediment, verfestigte Sedimente Sedimentgesteine genannt 

Sedimente und Sedimentgesteine, Ablagerungsgesteine oder Schichtgesteine entstehen durch Sedimentation, also die Ablagerung von Material an Land und im Meer. 

Die Sedimentation findet auf dem Land, in Fließgewässern, Seen und Meeren statt. Unverfestigte Sedimente werden als Lockersediment, verfestigte als Sedimentgesteine bezeichnet. Sedimente und Sedimentgesteine unterteilen sich in klastisch, biogene und chemische Sedimente und Rückstandsgesteine. 

Sedimentation

Sedimentation bzw. Sedimentierung ist das Ablagern von Teilchen aus Flüssigkeiten oder Gasen unter dem Einfluss der Gewichtskraft oder der Zentrifugalkraft. Bildet sich zuunterst eine Schicht von Schwebstoffen, so nennt man dies Bodensatz, Sediment oder Lockersediment. Bei der Sedimentation schichten sich die abgelagerten Teilchen aufgrund ihrer unterschiedlichen Ablagerungsgeschwindigkeiten nach ihrer Dichte und Größe. Die Teilchen mit der größten sedimentationsgeschwindigkeit lagern sich zuerst ab, liegen also zuunterst. Da die Ablagerungsgeschwindigkeit wesentlich von der Dichte bestimmt wird, können sich verschiedene Stoffe schichtweise getrennt ablagern. Wird nur ein Material abgelagert oder Materialien ähnlicher Dichte, lagern große Partikel schneller ab und liegen zuerst unten, während kleine Partikel oben liegen. Im Regelfall gilt je größer die Dichte desto schneller sinkt das Material zu Boden. Abweichend gibt es noch Sonderfälle die hier aber nicht relevant sind.  

Natürliche Sedimente

Natürliche Sedimente unterteilen sich, nach ihrer Entstehung, in folgende drei Hauptgruppen:

- klastische Sedimente (durch Wasser, Wind, Gletscher, usw. transportierte, mechanisch geformte Partikel, z.B. Sand, Schotter)

- chemische Sedimente (durch chemische Prozesse aus wässrigen Lösungen durch Fällung ausgeschieden, z.B. Carbonate)

- biogene Sedimente (Ablagerungen von Organismen oder Organismenresten, z.B. Korallenriffe)

Vor der Entstehung von Kalktuff  und Travertin wie er vor Ort zu sehen ist, steht aber erstmal die ...

Verkarstung

Bei der Verkarstung laufen neben Prozessen physikalischer Verwitterung vor allem aber auch chemische Prozesse der Kohlensäureverwitterung ab. Kohlensäurehaltiges Wasser nimmt im spröden Kalkgestein eines mehr oder weniger entwickelten Karstsystems die Karbonate bis zur Sättigung der Lösung auf. Gerät der gelöst transportierte Kalk unter andere Umgebungsbedingungen kann er durch chemische Ausfällung erneut abgelagert werden. Die beiden Vorgänge können als zwei verschiedene Gleichgewichtszustände eines umkehrbaren chemischen Prozesses angesehen werden. 

... und die ...

Ausfällung des gelösten Kalks

Wechselwirkungen von Karstwasser und Kohlenstoffdioxid - unterirdisch oder beim Wiederaustritt an die Oberfläche - können den Prozess des Ausfällens von Kalk auslösen. Vor allem in Karst-Höhlen und nach Karstquellen können beachtliche Kalkmengen sedimentieren, indem der gelöste Kalk unter verschiedenen chemischen und physikalischen Bedingungskonstellationen wieder ausfällt.

Kalktuff

Der Kalktuff entsteht durch Ausfällung von Kalk vor allem an Karstquellen. Besonders wenn Karstwasser über Moos- oder Algenteppiche fließt, können größere Mengen Kalk ausgefällt werden. Der ausgefällte Kalk legt sich als feinkristalline Kruste um alles relativ ruhende Kleinmaterial (Sand, Steinchen, Zweige, Blätter, Farne, Moose, Algenschlein ...). Es entstehen durch Überschichtung nach oben und vorne wachsende Gebilde oder Polster an kleinen Wasserfällen oder Stufen in Bachterrassen. Moose wachsen über ihren sich verkrustenden Teil frisch hinaus: sie wirken wie kleine Reusen und bilden ein tragendes Gerüst. So können auch größere, fragile Gehänge ("Nasen" oder "Höhlen") entstehen. Biotische Verunreinigungen aus Algen und Bakterien bilden relativ feine Strukturen. Die Strukturen sind poröser und leichter, wenn Moose der Fließenergie wiederstehen konnten. Dieser Kalktuff ist oft noch feucht und von bröseliger Konsistenz. In den günstigsten Zeiten war er schon nach wenigen Jahrhunderten zu mächtigen Gebilden, so genannten "Kalktuffbarren", herangewachsen.     

Auf eurer Wanderung entlang des Fischbaches bis hinauf an seine Quelle könnt ihr die geologische Besonderheit der Sedimentation, das Ausfällen von Kalk, und die Entstehung von Sedimentgestein, dem Travertin, näher betrachten und mehr zu diesem Thema lernen. Kalkausfällungen treten in der Region an der ein oder anderen Stelle auf, da dies durch die hier vorherrschende Geologie, den Aufbau des Untergrundes bedingt ist. Im vorliegenden Fall sind für die Ausfällungen die Schichten des Muschelkalk ursächlich, durch Niederschlagswässer welche die Muschelkalkplateaus durchdringen und an der Grenze zum Oberen Buntsandstein wieder an die Oberfläche austreten werden die Voraussetzungen für diese geologische Besonderheit geschaffen. Einige weitere Faktoren für die Ablagerungen an dieser Stelle, welche ihr auch vor Ort sehen könnt, sind eine relativ geringe Schüttung, eine relativ große Verdunstungsoberfläche, günstige Wassertemperaturen und bestimmte Ionenkonzentrationen. 

Vor Ort kann man also die Sedimentation bzw. die Entstehung eines "neuen" Gesteines durch Kalkablagerungen und Verdichtung sehr gut sehen. Durch die nahen Aufschlüsse wird es für jeden leicht möglich gemacht, den Weg der Niederschlagswässer durch das aufgeschlossene Gestein, die Anreicherung von Kalk und das Ausfällen im Gewässer nachzuvollziehen  und einen kleinen Einblick in diese geologischen Abläufe zu bekommen.Hier findet die Sedimentation praktisch zum anfassen statt, doch trotz der Möglichkeit die Ablagerungen anfassen zu können solltet ihr darauf verzichten damit die fragilen Gebilde nicht beeinträchtigt werden und wie vorgefunden erhalten bleiben bzw. weiterwachsen können. Auch sollte man beachten, dass die Entnahme von Kalktuff aus Quellen nicht erlaubt ist, da Quellbereiche zu den gesetzlich geschützten Biotopen gehören. Ebenso sollte es selbstverständlich sein die offiziellen Wege und Pfade nicht zu verlassen, was zum Erkunden der geologischen Besonderheit und zum Beantworten der Fragen des Earth Caches auch zu keiner Zeit erforderlich ist.  

All dies macht diesen Ort zu einer Besonderheit, welche es, nicht nur zum Thema aktive Kalksedimentation, zu Besuchen und zu Bewahren lohnt. 

So nun aber genug der Theorie, jetzt wird es Zeit diese geologische Bsonderheit zu erkunden und etwas über die Entstehung zu erfahren.

Mit den Informationen des Listings, den Tafeln und euren eigenen Beobachtungen und Überlegungen könnt ihr vor Ort alle Fragen beantworten.

Bilder eurer Tour sind gerne gesehen und eine Logbedingung.

Wichtig ist, dass die Antworten VOR dem Loggen an mich gesendet waerden, dass im Log keine Antworten enthalten sind, dass der Name des Earth Caches für den ihr die Antworten an mich sendet irgendwo in der Mail steht und dass, wenn ihr als Gruppe den Cache besucht habt, jedes Teammitglied in der Mail mit den Antworten (nick.-) namentlich genannt wird. Wenn ihr das beachtet könnt ihr nach dem Absenden der Antworten sofort euren online Log, nur mit Foto, tätigen.