Diese Exkursion führt euch unter Berücksichtigung beider Wegpunkte zu einem einmaligen Aufschluss in dieser Region. Dolinen gibt es ansonsten in diesem Gebiet lediglich bei den Rohrwiesen, am Ziegelwasen und im Altschlosswald. Die Aufgabe wird schließlich sein, mit dem Wissen des Listings und den Beobachtungen vor Ort konkrete Rückschlüsse auf das "Unsichtbare" zu ziehen. Seit gespannt !
Hier geht es nach unten entlang des Wassers (Referenzpunkt 1)
Unter Karst versteht man in der Geologie und Geomorphologie unterirdische Geländeformen (Karsthöhlen) und oberirdische Geländeformen (Oberflächenkarst) in Karbonatgesteinen (auch in Sulfat-, Salzgesteinen und Sandsteinen/Quarziten), die vorwiegend durch Lösungs- und Kohlensäureverwitterung sowie von biogenen Kalksteinen und ähnlichen Sedimenten mit hohen Gehalten an Kalziumkarbonat entstanden sind.
Im Fichtental bei Kuppenheim befindet sich ein für den Schwarzwald nahezu einmaliges Vorkommen des Oberen Muschelkalkes (siehe auch GC756FJ "Oberer Muschelkalk im Fichtental"). In diesem Bereich führt unsere Exkursion an zwei Orte, bei denen unterschiedliche Karsterscheinungen anzutreffen sind. Aufgrund der Beobachtungen vor Ort wird es die Aufgabe für den Besucher sein mit Begründungen herauszufinden, wie sich das vorliegende unterirdische Karstsystem in wenigen Eckpunkten darstellen mag.
Karstlandschaft mit Schlotten, Dolinen und Karsthöhlen
Was sind Karsterscheinungen ? Hier treffen wir besipielsweise auf Begriffe wie Doline, Schlotte, Karsthöhle, Erdfall oder Karstquelle. Hierzu zunächst in Kürze:
Doline: Dies sind kleine Täler oder Senken, welche durch die Auflösung des Karstgesteins an der Erdoberfläche entstanden sind.
Schlotte: So werden durch Auswaschungen im Karstgestein entstandene große Hohlräume bezeichnet.
Karsthöhle: Durch das unaufhörliche Auswaschen des leicht löslichen Karstgesteins durch das Wasser werden weitverzweigte Höhlensysteme gebildet.
Erdfall: Das wasserunlösliche Deckgestein bricht ein und bildet meist einen trichterförmigen Krater.
Karstquelle: Das in einem Karstgebiet unterirdisch vorhandene Wasser gelangt in einer Karstquelle wieder an die Erdoberfläche.
Im weiteren wollen wir die Erscheinungen "Karstquelle" und "Doline" näher betrachten.
In der Regel verhalten sich die Karstquellen bezüglich Temperatur, Schüttung und Chemismus umso konstanter, je größer der Tiefenwasseranteil aus dem überdeckten Karst ist. Dies erscheint auch leicht verständlich, wobei hier zwei Faktoren zu beobachten sind:
1. Die Schwankungsbreite der Wasserausschüttung: Diese ist umso größer, je mehr ein oberfächennaher Einfluß direkt durch Niederschläge und Schneeschmelze gegeben ist. Die Menge des in der Quelle austretenden Wassers wird als Quellschüttung (Q) bezeichnet. Diese wird zumeist in Literen pro Sekunde gemessen. Die Messung erfolgt einfach mittels eines Messbehälters (z.B. 1 Liter Füllmenge). Die in einer bestimmten Zeit in den Messbehälter eingelaufene Wassermenge (V) wird durch die dazu benötigte Zeit dividiert (t). Also Q = V/t.
2. Die Höhe der Wassertemperatur: Hier verliert sich im überdeckten Karst der Einfluss der Höhenlage des Einzugsgebietes und weicht wie bei allen (artesischen) Tiefengrudwässern der Auswirkung der geothermischen Tiefenstufe.
Die geothermische Tiefenstufe ist der Tiefenabschnitt in Metern in Richtung Erdmittelpunkt, innerhalb dessen die Temperatur um 1 Grad Celsius zunimmt. Die geothermische Tiefenstufe liegt (auf den Festländern außerhalb der jungen Orogene) durchschnittlich bei 33 Metern. Abweichungen von diesem Wert erklären sich durch den geologischen Aufbau, der thermischen Leitfähigkeit des Gesteins und dem Vorhandensein von Wärmequellen (wie Magmakammern) im Untergrund.
Größere Temperaturschwankungen können andeuten, dass die Quelle ihr Wasser nicht aus dem Karstwasserreservoir bezieht, sondern mit benachbarten Oberflächenwässern in direktem Zusammenhang steht. Eine jahreszeitliche Beeinflussung besteht bei jenen Quellen, die mit oberirdischen Wässern in Verbindung stehen.
Bei den Karstquellen mit Zugang zu oberirdischen Gewässern erfolgt anders als bei Grundwasser keine Reinigung und es kommt zu einer sehr unterschiedlichen Schüttung: Unwetter, Schneeschmelze und jahreszeitliche Schwankungen der Niederschlagsmenge sind an der Quelle deutlich bemerkbar. Verbunden mit der schnellen Passage des Wassers durch den Untergrund ist ein hoher Gehalt des Quellwassers an Trüb- und (bei landwirtschaftlichen Flächen im Einzugsgebiet) auch Nährstoffen, da das Niederschlagswasser kaum gefiltert wird.
Viele Karstquellen fallen in niederschlagsarmen Zeiten trocken, man spricht dann von intermittierenden Quellen. Wieder andere sind die meiste Zeit des Jahres trocken und schütten nur nach starken Niederschlägen.
Bei der Doline handelt es sich um eine trichter-, kessel- oder schlotförmige Hohlform im Karst mit unterirdischem Wasserabfluss. Dolinen entstehen durch Lösungsprozesse im verkarstungsfähigen Untergrund. Entlang von Schwächezonen im Gestein versickert das Wasser, dabei werden die Gesteinsfugen durch Korrosion aufgeweitet. Neben den von der Oberfläche her wirkenden Lösungsvorgängen können auch unterirdische einen bedeutenden Anteil an der Entstehung von Dolinen haben, wenn es über Höhlen im Gestein zu Nachsackungen oder Einstürzen kommt. Anhand der Entstehung werden verschiedene Dolinentypen unterschieden:
Lösungsdolinen entstehen durch oberflächliche Korrosion und besitzen oft Trichterform. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Boden mit Sedimenten oder Lösungsrückständen bedeckt ist, die den Abfluss des Wassers verhindern. Es kommt zur Korrosion am Rand, so dass die Dolinen eine Schüsselartige Form erhalten.
Bei Sackungsdolinen sacken nicht verkarstungsfähige Deckschichten allmählich in die durch Lösung entstandenen Hohlräume im Liegenden nach.
Einsturzdolinen entstehen durch den (plötzlichen) Einsturz des Gesteins über einer Höhle.
Bei Schwemmlanddolinen wird Feinmaterial der Deckschichten in den verkarsteten Untergrund ausgeschwemmt, so dass sich infolge des Materialverlustes die Hohlformen bilden.
Um den Cache zu loggen, setze dich bitte mit folgenden Fragen auseinander:
1. Bei WP 1 sind zur Beantwortung der Frage zunächst Beobachtungen / Untersuchungen vorzunehmen.
a. Wie ist das Wasser der Karstquelle in optischer Hinsicht? (klar, trüb, lehmig, Inhaltsstoffe ?)
b. Miss zunächst die Temperatur des Wassers an der Quelle. Danach die Temperatur des Wassers im naheliegenden Bach oberhalb des Quellzuflusses. Ist die Temperatur gleich oder wie weicht diese ab ?
c. Wie hoch ist in etwa die Quellschüttung ?
2. Unterstelle nun, deine Beobachtungen sind auch jahreszeitlich repräsentativ für diese Quelle. Überlege nun aufgrund des Listings, wie das Karstsystem, dem die Quelle entstammt, in einigen Eckpunkten aussehen muß ! Stelle dies dar und begründe es.
3. Bei WP 2 findet man zwei Dolinen vor. Die rechte davon (vom Weg aus) ist erst vor kurzem entstanden. Überlege aufgrund der Gegebenheiten vor Ort, um welchen der vier im Listing angeführten Dolinentyp es sich hier handeln kann.
4. Und die Masterfrage: Überlege, ob aufgrund der nunmehr gemachten Erkenntnisse ein Zusammenhang zwischen diesen Dolinen und der Karstquelle bestehen kann. Was spricht dafür oder dagegen ?
Quellen:
Internet Wikipedia
Internet Lexikon der Geowissenschaften
Kohler Wolfgang: Exkursionsführer "Geologische Wanderung durch das Fichtental am 8. April 2017
Porleifur Einarsson: Geologie von Island, Reykjavik 1991