English below.
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Don't forget: You need a tool for measuring something. For example a short folding ruler.
Der Förster ist ein Kletterfelsen im Zittauer Gebirge im Gebiet von Oybin. Er liegt etwas abgeschieden in den Dachslöchern. Die maximale Felshöhe beträgt 25 Meter, die durchschnittliche Breite 20 Meter.
Jeder Felsen ist in der Natur verschiedenen Verwitterungsformen wie physikalische, chemische oder biotische Verwitterung ausgesetzt. Am Förster kannst du eine sehr schön ausgeprägte Wabenverwitterung beobachten. Die Wabenverwitterung wird zu den chemischen Verwitterungen gezählt.
Der Förster ist ein Sandsteinfelsen.
Die Sandsteine des Zittauer Gebirges stammen aus der Oberkreidezeit. Bei der Entstehung von Sandstein (im ehemaligen Meer) sind abgelagerte feine Partikel, Sandkörner und Beimischungen hohem Druck ausgesetzt. Es kommt zur Verfestigung (Diagenese) des Sandes. Die Temperatur erhöht sich dabei.
Neben diesem physikalischen Prozess läuft ein chemischer Vorgang ab, der uns hier besonders interessiert: Die Zementation. Bei der Zementation werden Minerale (meist Quarz oder Calcit) über wässrige Lösungen in die Porenräume des Lockersediments transportiert und dort als Zemente ausgefällt. Die Porosität des Ausgangsmaterials wird dadurch verringert, während gleichzeitig die Körner des Sediments miteinander verkittet werden.
Als Bindemittel fungiert zum Beispiel Kieselsäure (oder auch Kalk, Tonminerale, Eisenoxide).
Verwitterung
Sofort nach dem Heben des Sandsteins aus dem Meer und dem Entstehen unseres Gebirges sind die Felsen der Verwitterung ausgeliefert. Verwitterung ist die natürliche Zersetzung von Gestein infolge dessen exponierter Lage an oder nahe der Erdoberfläche.
Dabei wirken normalerweise physikalische, chemische und biogene Verwitterung gleichzeitig und nebeneinander. Von physikalischer Verwitterung spricht man, wenn das Gestein abgetragen wird, die gesteinsbildenden Minerale aber als solche erhalten bleiben. Wirken Pflanzen oder andere Lebewesen an der Zerstörung des Gesteins, dann wird es biogene Verwitterung genannt.
Uns interessiert natürlich die chemische Verwitterung am meisten. Hierbei werden die gesteinsbildenden Minerale aufgelöst oder chemisch umgewandelt.
Wie entstehen die charakteristischen Löcher, die an Bienenwaben erinnern?
Bei der Wabenverwitterung handelt es sich um einen Lösungsvorgang. Die Zementation wird wieder umgekehrt. Sickerwasser durchdringt den Felsen, und in ihm kann das Bindemittel (Kieselsäure) wieder gelöst werden. Die Lösung durchdringt das Gestein, das Wasser verdunstet.
An der Gesteinsoberfläche werden Salze ausgeschieden, dabei bilden sich Kristalle, die den Sandstein sprengen und somit die Verwitterung beschleunigen. Gleichzeitig kommt es zu einer Verfestigung des Felsens, also zu einer erneuten Zementation. Diese beiden entgegengesetzten, in enger Nachbarschaft ablaufenden Vorgänge führen zu der charakteristischen Wabenstruktur.
Feuchtigkeitsschwankungen begünstigen den Prozess des Lösens und Wiederverfestigens der Kieselsäure.
Die wabenartigen Löcher lehnen sich oft an vorgegebene Gesteinsstrukturen wie Schichtungen oder Klüftungen an.
Kleine Ergänzung zur Wabenverwitterung für alle, die es genauer wissen wollen.
Wenn das Sickerwasser den Felsen durchdringt, dann reagiert es mit dem im Sandstein enthaltenen Pyrit (FeS2). Es werden Rost (das sind Eisen(II)- und Eisen(III)-Oxide und Kristallwasser, also FeO, Fe2O3 sowie H2O) und Schwefelsäure (H2SO4) gebildet. Saurer Regen enthält auch Schwefel und hat den gleichen Effekt.
An den Austrittsstellen des Sickerwassers an der Felsoberfläche kommt es zur Salzbildung. Insbesondere entstehen Gips (Ca[SO4]· 2H2O, ein Kalzium-Sulfat) und Alaun (KAl[SO4]2 · 12H2O, ein Kalium-Aluminium-Sulfat). Die Salze bilden rund um die Austrittsstellen Wülste (kranzartige Übersinterungen). Die Sandsteinporen werden mit Gips ausgefüllt und verkittet. Austretendes Alaun sprengt die Sandsteinkörner auseinander. So entstehen die Löcher.
Aufgaben:
1. Begib dich zu den angegebenen Koordinaten und betrachte den sich vor dir auftürmenden Felsen. Inwiefern hat die Lage des Felsens etwas mit den Waben, die in verschiedenen Höhen zu sehen sind, zu tun? Was hat das Ausprägen der Waben begünstigt?
2. Suche dir im unteren Bereich eine möglichst große Wabe. Wie groß ist ihr Durchmesser, wie tief ist sie (Maximalwerte)?
3. In den gut einsehbaren unteren Bereichen lassen sich Schichtungen und Verformungen des Sandsteins erkennen.
a) Welche Richtung (Winkel) hat die Schichtung in ca. fünf Meter Höhe? Folgen die Waben diesem Verlauf?
b) Welche Richtung (Winkel) liegt ganz unten (zum Anfassen) vor? Lassen sich in der Schichtung unterschiedliche Farben erkennen?
4. Berühre eine der Waben mit den Fingern. Ist der Sandstein eher bröckelig oder fest?
Bitte sendet eure Antworten über das MessageCenter - dort geht nichts verloren. E-Mail geht auch, wenn ihr zeitnah loggt.
Bei Gruppen genügt eine Antwort über das MessageCenter. Schreibt dann aber bitte im Log, wer die Antwort gesendet hat. Bei Gruppenbesuchen ist ein individuelles Foto Pflicht.
Danach könnt ihr sofort loggen. Wir melden uns, wenn etwas nicht stimmen sollte.
Viel Spaß und Erfolg beim Erkunden der chemischen Verwitterung!
Literatur:
1. https://de.wikipedia.org/wiki/Zementation_(Geologie)
2. https://de.wikipedia.org/wiki/Wabenverwitterung
3. https://www.nationalpark-saechsische-schweiz.de/der-nationalpark/naturraum/geologie/verwitterung/verwitterungstypen-teil-2/
4. https://de.wikipedia.org/wiki/Verwitterung
5. Andreas Gerth; Reise in die Erdgeschichte, Teil 1; Oberlausitzer Verlag
English
The Förster is a climbing rock in the Zittau mountains in the area of Oybin. It lies somewhat secluded in the Dachslöcher. The maximal rock height is 25 meters, the average width 20 meters.
In nature, every rock is exposed to various forms of weathering such as physical, chemical or biotic weathering. At the Förster, you can observe a very beautiful pronounced honeycomb weathering. The honeycomb weathering is classified as chemical weathering.
The Förster is a sandstone rock.
The sandstones of the Zittau Mountains originate from the Upper Cretaceous period. During the formation of sandstone (in the former sea) deposited fine particles, grains of sand and admixtures are exposed to high pressure. The sands are solidificating (diagenesis), and the temperature increases.
In addition to this physical process, a chemical process takes place, which is of special interest to us here: The cementation. During cementation, minerals (usually quartz or calcite) are transported via aqueous solutions into the pore spaces of the loose sediment and precipitated there as cements. The porosity of the starting material is reduced consequently, while at the same time the grains of the sediment are cemented together. Silica (or also lime, clay minerals, iron oxides) for example acts as a binding agent.
Weathering
As soon as the sandstone is lifted out of the sea, and our mountains are formed, the rocks are at the mercy of weathering. Weathering is the natural decomposition of rock due to its exposed position at or near the earth's surface.
Physical, chemical and biotic weathering normally act simultaneously and side by side. We speak of physical weathering, if the rock is eroded, but the rock-forming minerals are preserved as such. If plants or other living things are involved in the destruction of the rock, it is called biotic weathering.
Of course, we are mostly interested in chemical weathering here. The rock forming minerals are dissolved or chemically transformed.
How do the characteristic holes that remind of honeycombs arise?
Honeycomb weathering is a solution process. The cementation is reversed again. Leachate penetrates the rock and the binder (silica) can be dissolved in it again. The solution penetrates the rock, the water evaporates. Salts are deposited on the surface of the rock. They are forming crystals blowing up the sandstone and accelerating the process of weathering. At the same time the rock solidifies under the influence of silica. This means that it is cemented again. These two opposite processes take place in close proximity. This leads to the characteristic honeycomb structure.
Fluctuations in humidity favor the process of dissolving and re-solidifying the silica.
The honeycomb-like holes are often based on predetermined rock structures such as layers or fissures.
Tasks:
1. Go to the given coordinates. You see honeycombs in different heights. Why has the location of the rock something to do with these honeycombs? What favored the shape of the honeycomb?
2. Find the largest possible honeycomb in the lower area. What is its diameter and how deep is it (maximum values)?
3. Layers and deformations of the sandstone can be seen in the clearly visible lower areas.
a) Which direction (angle) does the stratification have in a height of approximately five meters? Do the honeycombs follow this course?
b) Which direction does it have at the bottom (touchable). Can you see different colors in the layering?
4. Touch one of the honeycombs with your fingers. Is the sandstone crumbly or solid?
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Have fun exploring chemical weathering!