Roter Bach und Blaue Lagune EarthCache

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Martinsbande: Die Arbeiten am Berzdorfer See sind so weit fortgeschritten, dass klar ist: Es wird keinen roten Bach mehr geben. Damit können auch die Aufgaben des Earthcaches nicht mehr erledigt werden. So bleibt leider nur noch die Archivierung.
Wir bedanken uns ganz herzlich bei allen Besuchern fürs Experimentieren, für die netten Logs und die Favoritenpunkte!
Martinsbande

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Hidden : 9/25/2020
Difficulty:
3.5 out of 5
Terrain:
2 out of 5

Size: Size: other (other)

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Geocache Description:


Dieser Earthcache erfordert sowohl eine gewisse Vorbereitung als auch eine Nachbereitung!
Du benötigst:

* zwei möglichst gleich große, saubere, gut schließende Schraubgläser
* PH-Papier (PH-Kit)
* eine Uhr
* etwas Küchenpapier und eine wasserdichte Tüte für alle Fälle

Und du solltest nicht deine Sonntagskleidung tragen - die "Farbe" ist sehr haltbar!

Der Earthcache ist bei Eis und Schnee nicht machbar. Während und kurz nach starken Regenfällen dürften die Ergebnisse ebenfalls unbrauchbar sein.

Die Situation vor Ort
Roter Bach
Der Badebereich der Blauen Lagune im Süden des Berzdorfer Sees ist durch weißen Sand und blaues Wasser gekennzeichnet. Im östlichen Bereich der Lagune kann jedoch seit 2018 ein rotes Bächlein bewundert werden. Bei der LMBV und dem einen oder anderen Badegast mag das Bächlein nicht so beliebt sein.

Zwischenzeitlich (Februar 2018 und davor 2011) gab es ein paar Probleme mit dem Austritt von "rotem Wasser" aus dem Boden. Heute wird es in einem Graben parallel zum Ufer und einem Bächlein kanalisiert. Das Bächlein wird in einem Rohr unter dem Radweg hindurch geführt und in den Berzdorfer See geleitet.

Gefährlich oder gesundheitsschädlich soll das Wasser nicht sein. Und um es gleich klarzustellen: Das Wasser selbst ist nicht rot sondern klar. Es gibt lediglich rote Ablagerungen.

Was uns als Earthcache-Freunde besonders interessiert, ist natürlich die Frage, woher die roten Ablagerungen kommen. Und wieso erst versuchsweise 2011 und dann intensiv und nicht zu bremsen 2018, Jahre nach der Fertigstellung von See und Badebereich? So ziemlich klar und zum Beispiel in [1] zu lesen ist, dass es sich um eisenhaltiges Grundwasser handelt.
Schauen wir uns die Sache etwas genauer an.


Gibt es Eisen am Berzdorfer See?

Eisen ist kein seltenes Element. In der kontinentalen Erdkruste ist es mit etwa fünf (Masse-)Prozent vertreten. Kein Wunder, dass es auch hier anzutreffen ist.

Gemäß [2] konnten im Südfeld des Tagebaues im Berzdorfer Becken oxidische Eisenverbindungen nachgewiesen werden. Diese als Laterite bezeichneten Bildungen sind durch die Eisenverbindungen kräftig rotbraun oder violettrot gefärbt, unabhängig davon, ob die Ausgangsgesteine bei der Gesteinsmetamorphose Granodiorite, Basalte oder ein- bzw. mehrfach umgelagerte Verwitterungsbildungen waren. Dort, wo die tonig zersetzten Gesteine über den Grundwasserspiegel gelangten, wurde durch Regenwasser die Kieselsäure ausgespült, so dass es zur Anreicherung der metallischen Oxidverbindungen kam.

Halten wir fest: Oxidische Eisenverbindungen sind vorhanden.


Zeitlicher Ablauf - wieso erst 2018?

Während des Abbaus der Braunkohle wurde ein großer Teil des Abraumes auf die sogenannte Kippe, die Neuberzdorfer Höhe, verbracht. Nach entsprechenden Sanierungsarbeiten wurde das Restloch geflutet, der Berzdorfer See entstand.

Danach begann der Grundwasserspiegel zu steigen. Regenwasser und aus dem Boden aufsteigendes Wasser wird über Gräben oder Rohre in See-Richtung abgeleitet. Die Kippe wirkt jedoch wie ein Schwamm, der das Wasser nach oben zieht.

Es kommt zur Durchfeuchtung des Bodens - egal ob Anstehendes oder Kippe. Durch die Erhöhung des Grundwasserspiegels und einen kleinen "Unfall" beim Verlegen eines Rohres tritt das Wasser nun aus dem Boden.

Halten wir fest: Der Grundwasserspiegel ist trotz der vergangenen Jahre mit sehr wenig Niederschlag endgültig hoch genug angestiegen, so dass Wasser aus dem Berg treten kann.


Woher kommt der rote Niederschlag?

Im Grundwasser werden die Eisenoxide gelöst. Sie liegen dann in Form von Eisen(II)-Ionen vor. Die im Wasser gelösten Fe(II)-Ionen sind farblos und damit für uns "unsichtbar". Außerdem befinden sie sich ja im Grundwasser und unter der Erde. Der Eisengehalt des Wassers ist gemäß [1] im Süden des Sees hoch: Das Wasser weist pro Liter einen Gehalt von bis zu 35 Milligramm gelösten Eisens auf.
Detail Beim Austritt des Wassers aus dem Boden kommen die gelösten Eisen(II)-Ionen mit Sauerstoff in Berührung. Es findet eine chemische Reaktion statt. Das zweiwertige Eisen oxidiert, es entsteht Eisen(III)-Oxid Fe2O3. Dieses ist unter den gegebenen Bedingungen sehr stabil und kaum wasserlöslich. Es fällt im Bach als Niederschlag aus. Man könnte es auch Schlamm nennen.Und es sieht rot bzw. rotbraun oder ockerbraun aus.
Die Farbe ist sehr intensiv und haltbar. Das darüber fließende Wasser ist - solange der Niederschlag nicht aufgewühlt wird - glasklar.

Halten wir fest: Der am Boden von Bach und Graben befindliche rote Niederschlag ist Eisen(III)-Oxid.


Nebenbei bemerkt

Eisen(III)-Oxid gibt es in verschiedenen Formen. Am bekanntesten ist es im Alltag als Rost. Als Mineral hat es verschiedene Namen, zum Beispiel Hämatit, Roteisenstein, Blutstein usw. - was auf die intensive rote Färbung insbesondere bei Verwitterung hindeutet. Eisenoxide und Eisenhydroxide wurden schon in der Altsteinzeit für Höhlenmalereien und zur Körperbemalung eingesetzt.


Aufgaben - Experimente

Um den Earthcache loggen zu können, mache die folgenden Experimente und sende uns deine Ergebnisse per Email oder über das Message-Center zu. Nach dem Absenden der Mail kannst du sofort loggen. Vergiss das Foto nicht! Wir melden uns, wenn etwas nicht stimmen sollte.

Und pass auf, dass du bei den folgenden Aufgaben nicht in den Bach rutschst! Die rote Farbe ist extrem gut haltbar!

An den angegebenen Koordinaten kommt Wasser aus dem erwähnten kleinen Graben, und es sickert aus dem höher liegenden Erdbereich. Eine rostrote Schicht bedeckt den Boden von Bach und Graben, aber das darüber fließende Wasser ist vollkommen klar.

Aufgabe 1:
Du hast zwei gut verschließbare Schraubgläser mitgebracht. Befülle beide Gläser mit ca. einem viertel Liter des glasklaren fließenden Wassers aus dem Bach. Achte darauf, dass nichts von dem am Boden lagerndem roten Eisenmaterial hineingerät.

Befülle das erste Glas mit Wasser in etwa "an der Quelle", also am gegebenen Koordinatenpunkt. Beschrifte es und notiere dir die Zeit.

Folge dem Bach zum See und befülle das zweite Glas noch im Bach aber "nahe der Mündung" in den See. Beschrifte es und notiere dir die Zeit.

Achte darauf, dass in beiden Gläsern in etwa gleich viel klares Wasser ist.

Stelle die Gläser ab und erledige die anderen Aufgaben.

Betrachte anschließend deine Proben (nach vielleicht 10 Minuten?). Gibt es eine Veränderung?

Packe die Gläser ein, nimm sie mit nach Hause. Wie weit dein Weg auch ist, schaue deine Proben nach circa einer dreiviertel Stunde an. Gibt es eine Veränderung? Wenn ja, welche? Und verhalten sich beide Proben gleich?

Stelle die Gläser zu Hause ab. Schaue nach ein paar Stunden und am nächsten Tag nach. Beschreibe die Veränderungen und eventuelle Unterschiede in den beiden Proben. Du musst nichts messen, Augenmaß sollte genügen.

Trage alle Beobachtungen in eine Liste mit zeitlichen Angaben (ca. 10 Minuten, ca. 45 Minuten, einige Stunden, ein Tag) jeweils für Quellwasser und Mündungswasser ein. Erkläre, was du festgestellt hast - sowohl zeitlich als auch quantitativ.

Das Ziel dieses Experimentes ist es, dass du die Oxidation des Eisens direkt und mit eigenen Augen beobachtest. Was macht den Unterschied zwischen "Quellwasser" und "Mündungswasser" unter diesem Aspekt aus? Schreibe nicht nur deine Beobachtungen auf, sondern ziehe auch Schlussfolgerungen daraus!

Aufgabe 2:
Miss den PH-Wert des Wassers im Bach und im See. Gehe am See dazu solange am Ufer entlang, bis du den Bereich der roten Verfärbungen verlassen hast. Vergleiche die beiden Werte und ordne sie ein gemäß sauer, neutral, basisch, eventuell mit Attributen wie schwach oder stark. Was meinst du, könnte einer dieser Werte bedenklich für Badegäste sein?

Sende uns alle Messwerte und Einschätzungen!

Aufgabe 3:
Denk dir etwas aus, wie du die gute Haltbarkeit der "Farbe" dokumentieren kannst. Deiner Fantasie sind hier keine Grenzen gesetzt. Willst du vielleicht einen der roten Steine im Bach sauber schrubben? Oder Farbe aus dem eisenhaltigen Niederschlag mixen und ein Bild malen? Du kannst es uns in der Mail mitteilen oder - noch viel besser - im Log beschreiben. Gern auch mit Foto.

Wir haben natürlich auch "Erfahrungen" mit der Farbe gesammelt. Das erste Mal, als wir an einem heißen Badetag dem Gewimmel an der Blauen Lagune ausgewichen sind. Die Kinder fanden das rote Wasser toll - die Badesachen nicht.
Und auch ein Experiment mit dem getrockneten roten Niederschlag zu Hause lief nicht optimal. Wir verschütteten ein wenig Pulver, und trotz des sofortigen Wegwischens ist der rote Fleck immer noch zu sehen.

Aufgabe 4:
Mache ein Foto mit dir oder deinem Maskottchen und dem roten Bach und poste es in deinem Log.


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. Und postet bitte individuelle Fotos!
Danach könnt ihr sofort loggen. Wir melden uns, wenn etwas nicht stimmen sollte.

Wir wünschen euch viel Freude und Erfolg mit diesem Earthcache!


Literatur:
 [1] https://www.saechsische.de/die-rote-lagune-3886055.html

[2] https://naturforschende-gesellschaft-der-oberlausitz.de/sites/default/files/pdf/bd11-06_tietz-czaja_braunkohlenlagerstaette-berzdorf.pdf

Fotos: Eigenes Archiv

Additional Hints (Decrypt)

Qvr "Mrvgra" fvaq fgnex grzcrenghenouäatvt!

Decryption Key

A|B|C|D|E|F|G|H|I|J|K|L|M
-------------------------
N|O|P|Q|R|S|T|U|V|W|X|Y|Z

(letter above equals below, and vice versa)


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