Thermal Fountain
Dieser Earthcache führt zu einem geologisch interessanten Thermalwasserbrunnen, der die Bildung von Kalktuff (Quelltuff, Travertin) besonders anschaulich darstellt. Das hier durch Ausfällung entstehende Gestein wird folgend näher vorgestellt.
Kalktuff
Unter Kalktuff (Quellkalk, Quelltuff) versteht man ein relativ junges, poröses, sekundäres Sedimentgestein, das aus kalten, warmen oder heißen Süßwasserquellen chemisch ausgefällt wird. Sekundäres Gestein bedeutet, dass bei der Entstehung von Kalktuff primäre Kalksedimente nach chemischer Kohlensäure-Lösungsverwitterung und nachträglicher Ausfällung erneut sedimentiert werden. Weniger poröser, fester und deutlich geschichteter Kalktuff wird als Travertin bezeichnet. Kalktuff kann in bruchfeuchtem Zustand mit Messern und Handsägen geformt werden, was beim festeren Travertin nicht möglich ist.
Junger Kalktuff zeigt üblicherweise keine deutliche Schichtung, ist stark porös bis kavernös, weist also partiell größere Hohlräume auf und enthält teilweise versteinerte Pflanzenteile und Kleintiere. Im Unterschied zu Travertin können Kalktuffe nicht poliert werden. Kalktuff gehört zu den Weichgesteinen, es handelt sich um einen sogenannten Süßwasserkalk.
Die Bildung von Kalktuff und Travertin erfolgt durch Ausfällung von Calcium- und Carbonat-Ionen in Form von Calziumcarbonat (Kalk) aus wässrigen Lösungen, die aus Karstgebieten austreten. Voraussetzung ist, dass das austretende Wasser auf Grund der Kohlensäure-Verwitterung beim Durchsickern des Grundgesteins die entsprechenden Ionen aufnehmen konnte. Dafür ist auch eine entsprechende Konzentration von Kohlenstoffdioxid im Wasser nötig. Bei der Durchsickerung von Kalkgesteinen wird Wasser zu einem potentiellen Travertinbildner. Wenn das Wasser an die Erdoberfläche tritt und womöglich erwärmt wird, entweicht Kohlenstoffdioxid aus dem Wasser und das Calziumcarbonat fällt in Form von Kalktuff oder Travertin aus. Die Photosyntheseaktivität von Algen oder Moosen kann diesen Prozess auf Grund des Verbrauchs an Kohlenstoffdioxid beschleunigen, ebenso die erhöhte Temperatur von Thermalwasser, welches auch eine höhere Konzentration gelöster Ionen aufweist. Das häufigste Mineral in Tuffablagerungen ist Calcit, es kann aber teils auch Aragonit gefunden werden.
This earthcache leads you to an interesting thermal fountain, which shows the genesis of tufa in an exemplary way. A description of tufa will follow.
Tufa
Tufa is a variety of porous, cavernous and soft limestone formed when carbonate minerals precipitate out of ambient tempered, warm or hot water. Geothermally heated hot water springs sometimes produce similar (but less porous) carbonate deposits known as travertine. Tufa cannot be polished, travertine can.
Modern and fossil tufa deposits abound with wetland plants, therefore many tufa deposits are characterized by their large macrobiological componnt and are highly porous. So tufa deposits form an important habitat for a diverse flora. Mostly bryophytes (non-vascular land plants) and diatoms are well represented. The porosity of the deposits creates an ideal wet habitat for these plants.
Modern tufa is formed from alkaline waters, supersaturated with calcite. On emergence, waters degas carbon dioxide due to the lower atmospheric carbon dioxide, resulting in an increase of pH value. Since carbonate solubility decreases with increased pH value, precipitation is induced. Supersaturation may be enhanced by factors to a reduction in carbone dioxide, as may photosynthesis of plants. The dominant mineral found in tufa is calcite, followed by aragonite.
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1.) Kannst du im Kalktuff des Brunnenfelsens Formen beteiligter Pflanzen erkennen? Wenn ja, um welche Pflanzen handelt es sich? Haben diese Pflanzen deiner Meinung nach Einfluss auf das Wachstum des Kalktuffs?
Can you recognize any forms of involved plants in the tufa? If so, which plants does it concern? What's your opinion, do these plants have any influence on the growth of the tufa?
2.) Was meinst du - wird sich die Form des Brunnenfelsens im Lauf der Zeit verändern?
What do you mean - will the form of the well change in the course of time?
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Quellen / Sources:
Reinsch, Dieter: Natursteinkunde. Eine Einführung für Bauingenieure, Architekten, Denkmalpfleger und Steinmetze. Stuttgart 1991
wikipedia.org
www.chemikus.de
Das Foto stammt vom Verfasser / The picture was taken by the author.