Kolke im Ruhrsandstein EarthCache
Hidden : 2/24/2019
Difficulty:
2 out of 5
Terrain:
1.5 out of 5

Size: Size: other (other)

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Geocache Description:

Samstagvormittags findet hier ein Flohmarkt statt. Der EarthCache ist auch dann machbar.


Short Description

Die Listingskoordinaten führen dich zur Universität Essen. Auch wenn das Fach "Geowissenschaften" hier leider nicht studiert werden kann, so befindet sich auf dem Außengelände ein sehr interessanter Stein - der Ruhrsandstein. Beim Betrachten des Ruhrsandsteins fällt schnell die interessante Oberflächenstruktur auf, die nicht wie üblich bei Sandsteinen eben verläuft, sondern in diesem Fall mehrere rundliche Einkerbungen aufweist. Diese rundlichen Einkerbungen werden Kolke bzw. Strudeltöpfe bezeichnet.



Kolke sind natürlichen Ursprungs, doch wie sie entstanden sind und welche Aussage Kolke über die ehemalige Lage des Steins verraten, damit befasst sich dieser EarthCache.

Der Ruhrsandstein


 Zunächst einmal zum Sandstein allgemein. Ruhrsandstein ist eine Gesteinsart, die in Nordrhein-Westfalen entlang der Ruhr vorkommt. Vor über 320 Millionen Jahren im Namurium (Oberkarbon) entstand der Sandstein durch Ablagerungen von Sedimenten. Während der Variskischen Faltung wurden die Schichten gefaltet und verdichtet, sodass die Sedimente zu Sandstein verkitterten. Im Allgemeinen hat der Stein eine feine bis mittlere Körnung. Durch die in der Diagenese (Stein-Entstehung) aufgetretenen hohen Drucken, wurde das Gestein durch Kieselsäure intensiv zementiert. Daher weist der Ruhrsandstein eine außergewöhnlich hohe Druckfestigkeit für Sandsteine im Allgemeinen auf. Die Druckfestigkeitswerte reichen schon an die Werte feinkörniger Granite heran.
Heute wird Ruhrsandstein in erster Linie zur Herstellung von Boden- und Fassadenplatten abgebaut.
Der Sandstein an den Listingskoordinaten stammt übrigens aus dem westlichsten Steinbruch, in dem Ruhrsandstein abgebaut wird, vom Kassenberg in Mülheim-Broich.

Entstehung von Kolken/Strudeltöpfen

Als Kolke werden Strudeltöpfe (Aushöhlungen im Gestein) bezeichnet, die durch Fließgewässer entstanden sind. Sie stellen eine Form der fluvialen (fließenden) Erosion dar. Das bedeutet, dass Kolke nur an Gesteinen auftreten kann, über die lange Zeit Wasser geflossen ist.

Im Wasser mitgeführte Sedimente haben zu den glatt polierten Aushöhlungen geführt, indem sie permanent am Gestein entlanggeschrappt sind.
Generell können Strudeltöpfe in der Dimension, zwischen Golfballgröße und Lastwagengröße, variieren. Auch die Strudeltöpfe im Ruhrsandstein vor Ort weisen diese deutlich sichtbaren Aushöhlungen auf. Der Ursprung, bzw. die ehemalige Lage des Steins lässt sich daher in den oberen Bereich eines Flussbettes verorten.

Verlauf der Kolkbildung durch Klüfte (Schritte 1-4) oder Fließhindernisse (5)


1. Schritt: Klüfte im Gestein als Ursache:


Kolke entstehen in der Regel an Klüften im Grundgestein (festes Gestein).
Dabei können auch schon diese Klüfte auf verschiedene Arten entstehen:
1. Die Zusammensetzung des Grundgesteins besteht aus festen und losen Materialien, die unterschiedlich schnell erodieren. Weichere Bestandteile werden schneller abgetragen, als das umliegende Festgestein.
2. Im Wasser mitgeführte Sedimente schrammen über die Oberfläche des Grundgesteins und hinterlassen dort Risse.
3. Frost und eine damit verbundene Frostsprengung führen zu Rissen im Gestein.
Wenn erst einmal Klüfte im Grundgestein vorhanden sind, hat dies Auswirkungen auf die Strömung des darüber fließenden Wassers.


2. Schritt: Wirbel


Klüfte im Sandstein führen dazu, dass das Wasser nicht geradlienig darüberfießt, sondern dass sich im Wasser kleine Wirbel bilden. In diesen Wirbeln werden kleine Sedimente (wie Kies, Sand und Gerölle) mitgeschwemmt, die am Sandstein entlang schrappen. Dadurch wird der Sandstein an der Kluft angegriffen und mit der Zeit vergrößert sich die Kluft zum runden Kolk bzw. Strudeltopf.


3. Schritt: Natürliche Bohrköpfe


Am Boden der Strudeltöpfe befinden sich kleine, kantige Gesteinsfragmente und Gerölle, mit denen sich das wirbelnde Wasser allmählich in den Sandstein bohrt und den Kolk immer weiter erweitert.

4. Schritt: Polierte mitgeschwemmte Sedimente


Einerseits wird der Kolk permanent durch Abrieb vergrößert, andererseits werden aber auch die kleinen mitgeschwemmten Gerölle in den Kolken allmählich abgerundet und poliert. Gut eignen sich Gerölle mittlerer Härte für die Kolkbildung. Weiche Gerölle werden zu schnell selbst zerrieben, wohingegen härtere Gerölle länger kantig bleiben.



(5) Oder Kolkbildung durch Fließhindernisse


Hindernisse im Flussbett, wie härteres Material als das Umgebungsgestein, aber auch Baumwurzeln können als Hindernisse Einfluss auf den Wasserfluss haben und somit zur Kolkbildung beitragen. Das Wasser umfließt ein Hindernis (Strudelbildung) und trifft in einem bestimmten Winkel auf das Gestein, sodass dieses an der Stelle abgetragen wird. Der Prozess der Kolkbildung wird dann durch mitgeschwemmte Kiesel/Gerölle immer weiter fortgesetzt.



Aufgaben:



1.) Wie alt sind die Strömungskolke im Ruhrsandstein aus dem Oberkarbon? (Plakette)

2.) Stelle dich nun vor den Stein (sodass du die beiden Messing-Plaketten sehen kannst). Welche maximale Länge und welche Tiefe hat die große Rinne (Kolk) links neben der linken Plakette ungefähr?

3.) Was meinst du, sind die Kolke hier einst eher durch Klüfte im Gestein (wie in Schritt 1-4 beschrieben) oder eher durch Fließhindernisse (wie in 5 beschrieben) entstanden? Begründe ganz kurz woran du das ausmachst.

4.) Gehe nun auf die linke Seite des Steins, auf der du weitere Kolke im oberen Bereich sehen kannst. Stelle eine Vermutung an, in welche Richtung das Wasser hier einst über den Sandstein geflossen ist.

5.) Bitte füge deinem Logeintrag noch ein Bild des Ruhrsandsteins bei.

Wenn du mir die Antworten über das Message-Center zugeschickt hast, kannst du sofort loggen. In der Regel melde ich mich innerhalb der nächsten Tage, aber darauf brauchst du mit deinem Logeintrag nicht zu warten.


 

 

Viel Spaß mit diesem EarthCache!

Literatur:
Ahnert, F. (2009): Einführung in die Geomorphologie
Deilmann, O. (1998): Der Ruhrsandstein
GeoDienst (entnommen 2019): Sandsteinvorkommen in Deutschland - RUHRSANDSTEIN
Yarham, R. (2012): Landschaften lesen
Eigene Fotos; Zeichnungen verändert/Foto nach Yarham
besuchte Vorlesungen: System Feste Erde/Regionale Geographie, Universität Osnabrück

Additional Hints (No hints available.)



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