Steilküste von Ahrenshoop: Ausfällung von Eisen EarthCache

Beschreibung

Steilküste von Ahrenshoop: Ausfällung von Eisen

Hinweis: Am Fischlandkliff gibt es häufig Abbrüche, Rutschungen und Steinschläge. Dadurch ist jeder gefährdet, der sich am Geröllstrand vor den Steilufern aufhält. Bitte seid vorsichtig. Die Betretung der Strände und Hochuferwege erfolgt stets auf eigene Gefahr!

Zwischen Wustrow und Ahrenshoop erstreckt sich das bis zu 20 Meter hohe Fischland-Hochufer. Das Kliff ist ständig und dauerhaft von Abtragungen betroffen und in Mecklenburg-Vorpommern damit das am meisten gefährdete Kliff an der Ostseeküste. Durch die Abtragung weicht das Kliff Jahr für Jahr um einige Zentimeter zurück und die abgetragenen Lockermassen werden durch das Wasser mit jeder Welle weiter weggespült.

Das Hohe Fischland charakterisiert sich als ein Inselkern aus eiszeitlichen Ablagerungen und entstand durch die letzte Eiszeit, indem das skandinavische Eis das Hohe Ufer zu einer Stauchendmoräne geformt hat. Da es sich hier um ein aktives Kliff handelt, unterliegt das Hochufer einer stetigen Veränderung. Der Boden des Hochufers besteht dabei aus unterschiedlichen Sedimentschichten und einem natürlichen eisenhaltigen Grundwassergehalt. An der hohen Abbruchkante kann es deshalb vorkommen, dass dort eisenhaltiges Grundwasser an der Oberfläche austritt. Man spricht hier auch von Eisenocker, was das Thema für diesen Earthcache darstellt.

In Böden beträgt der Eisengehalt (Gesamteisen) in der Regel zwischen 0,5 und 5%. Dabei zählen Goethit (FeOOH), Haematit (Fe2O3) und Eisenhydroxid (Fe [OH]3) zu den drei wichtigsten Formen, die in Form von Eisen im Boden vorkommen. Eisen wurde vermutlich vor ca. 30 Mio. Jahren im Tertiär auf dem Grund des Meeres abgelagert. Durch eine physikalische Ausfällung des Eisens aus diesen Gesteinsschichten konnte mithilfe von Grundwasser, was hier aus tiefen Schichten kommt, ausgewaschene Partikel bis nahe an die Erdoberfläche transportiert werden.

Die Eisenkonzentration beträgt im Grundwasser zwischen 0,01 und 100 mg Fe/l. Mit ph-Werten unter 7,5 sind die meisten Grundwässer fast sauerstofffrei und arm an organischen Stoffen und das Eisen liegt gelöst als Eisen(II) vor. Beispiele für höhere ph-Werte sind oftmals Moorgebiete, da hier der Anteil an organischen Substanzen deutlich höher ist.

Anders als beim Grundwasser unterscheidet man in Oberflächengewässern zwischen der Wasserphase und dem Sediment. So liegt die Eisenkonzentration im Wasser zwischen 0,1 und 10 mg/l und die Hintergrundbelastung bei 0,5 bis 1,0 mg Fe/l. Schaut man sich die oberirdischen Gewässer an, so findet man organische Eisenkomplexe und feindisperse (fein zerstreute) Eisenoxide vor, denn Eisen ist in oberirdischen Gewässern kaum gelöst. Ähnlich wie im Boden findet man auch in den Sedimenten höhere Eisengehalte.

Eisen(II)-haltiges Grundwasser liegt meistens in sehr tiefen Lagen im Boden vor, sodass es selten auf natürlichem Wege an die Oberfläche tritt. Außnahmen sind Quellen, die durch das ausfallende Eisenoxid eine rostbraune Färbung aufzeigen. So ist es in den meisten Fällen der Mensch, der in die Natur eingreift und dadurch das eisenhaltige Grundwasser an die Oberfläche gelangt. Das können Grabenvertiefungen sein oder andere Baumaßnahmen, in denen grundwasserführende Schichten angeschnitten werden. Hier an der Steilküste sorgt der Wind und das Wasser dafür, dass eine Abbruchkante entsteht und so grundwasserführende Schichten freigelegt werden.

Tritt eisenhaltiges Grundwasser an die Oberfläche, führt dies zu einer sofortigen Oxidation. Das gelöste Fe(II) wandelt sich zu Fe(III), einem hydratisierten Eisenhydroxid, was wir deutlich sichtbar als Eisenocker wahrnehmen. Anders gesagt, die mikroskopisch kleinen Partikel oxidieren an der Oberfläche mit dem Sauerstoff und aus (Fe2O3) wird (Fe3O4). Wir kennen dies als Rost, wenn z.B. Nägel im Laufe der Zeit an der feuchten Luft anfangen zu rosten (oxidieren).

Eisenocker

Wenn sich beim Übergang vom eisenhaltigen Grundwasser in ein Oberflächenwasser das zweiwertige Eisen in ein dreiwertiges Eisen verwandelt, bildet sich sehr schnell ein leuchtender rostrotbrauner, gelartiger Eisenschlamm. Dieser Niederschlag wird auch Eisenocker genannt.

Alle Oberflächen im Gewässer, wie Boden, Pflanzen und Tiere werden mit diesem Eisenocker überzogen. Dabei hat der Eisenocker eine große spezifische Oberfläche, sodass diese Oxidationsreaktion sehr schnell abläuft. Zusätzlich wird der Vorgang der Oxidation durch Bakterien (Gallionella ferruginea) unterstützt.

Um diesen Earthcache nun loggen zu dürfen, müssen die nachfolgenden Aufgaben erfüllt werden. Außerdem beachte bitte, dass du dich in ein einem ökologisch besonders wertvollen und schützenswerten Gebiet befindest! Verhalte dich dementsprechend. Vielen Dank!

Betrachte die Wand des Kliffs genau und prüfe, ob du eine Ausfällung von Eisenocker vorfindest. Auf welcher Höhe befinden sich die Ausfällungen bzw. kannst du diese auf unterschiedlichen Höhen feststellen oder alles auf einer nahezu gleichen Höhe? Was könnte der Grund dafür sein?

Schau dir eine Eisenausfällung direkt am Austrittspunkt in der Wand genauer an und beschreibe die Farbe und Konsistenz des Eisenockers.

Bewege dich von den Originalkoordinaten wieder zurück zum Strandaufgang. Dort kommst du an einer Sammlung von großen Steinen vorbei. Mache bitte ein Foto von dir oder deinem GPS mit den Steinen im Hintergrund. Hinweis: Nach den neuen Regeln darf ein Foto wieder gefordert werden und ich finde es gehört beim Earthcache einfach dazu.

Schicke mir bitte eine Mail mit deinen Antworten aus Aufgabe 1 bis 2 unter Angabe des EC's Steilküste von Ahrenshoop: Ausfällung von Eisen an die in meinem Profil angegebene Adresse. Die Fotos einfach an deinen Onlinelog hängen. Nach dem Absenden der Antworten darfst du auch sofort online loggen. Falls etwas nicht in Ordnung sein sollte, melde ich mich dann bei dir.

Happy hunting,

dedi1510