Verkarstung & Erosion

ACHTUNG!
Steile Kanten am Bachlauf! Absturzgefahr!


Verkarstung – Was ist das und wie äußert es sich?
Der Begriff Verkarstung bezeichnet in der Geologie den Korrosionsprozess / die Korrosionsprozesse, welche den Landschaftstyp „Karst“ herbeiführen. Wichtiges Merkmal der Verkarstung ist ein deutlicher Anteil von unterirdischer Entwässerung an der gesamten Entwässerung.
Dieser Korrosionsprozess findet aufgrund von eindringender Kohlensäure (aus saurem Regen) in den Boden statt. Bei dieser Zersetzung von Carbonatgestein entstehen leichter im Wasser lösliche Hydrogencarbonate. Diese Hydrogencarbonate können durch die Entwässerung sowohl oberirdisch als auch unterirdisch ausgewaschen und fortgespült werden. Dadurch können sich auch im Kleinen teils bizarre Landschaften formen.
Die Verkarstung folgt im Wesentlichen dieser Gleichung:
CaCO₃ + CO₂ + H₂O ⇌ Ca²⁺ + 2 HCO₃^-
Wobei die rechte Seite der Gleichung in gelöster Form vorliegt. Der ganze Prozess ist zwar reversibel jedoch nur wenn die einzelnen Komponenten unter Optimalbedingungen bei einander bleiben. Dies ist in einer fließenden Quelle jedoch nicht der Fall, weshalb die Auswaschung immer weiter fortschreitet.
Auf dem hier vorherrschenden Boden lässt sich sowohl die oberflächliche Verkarstung als auch die unterirdische Verkarstung sehr gut beobachten.

Doch nicht jeder Stein bzw. Felsvorsprung besteht aus Material, welches sich durch Verkarstung zersetzt und ausgewaschen werden kann: Das bergische Land nimmt im rheinischen Schiefergebirge eine Sonderstellung ein. Zur Zeit des Mitteldevon (vor ca. 400 Millionen Jahren) befand sich hier eine ausgeprägte Küstenlandschaft. Diese Küstenlandschaft sorgte dafür dass Teile des bergischen Landes und der damit einhergehenden Gebirgszüge aus Mischgesteinen bestehen. Hauptgestein des bergischen Bodens ist die Grauwacke - ein relativ fester Sandstein mit hohem Feldspatanteil. Jedoch kam durch das Maritime Leben auch Kalk bzw. Kalkstein hinzu. So kann man vielerorts beobachten, dass nur Teile des Bodens komplett abgetragen werden und andere durch die Strömung des Wassers "geschliffen" werden. Bei Gesteinen wie Grauwacke nennt man diesen Vorgang Erosion. Die Erosion ist im Gegensatz zur Verkarstung ein rein mechanischer Prozess, welcher durch das Abreiben von Gesteinsoberflächen durch strömende Medien (wie einen Bach) hervorgerufen wird.

Genug zu allgemeinen Themen der Geologie - was gibt es hier konkret zu sehen?
Unter diesem Erklärungsblock befindet sich ein Bild. Dieses Bild zeigt die vor Ort Geologie. Der obere Teil des Bildes zeigt den größten hier findbaren Wasserfall (von den angegebenen Koordinaten aus links) und im unteren Teil den Austritt der Quelle (von den Koordinaten aus unten im Bachbett).
Der Wasserfall ist durch lineare Flusserosion entstanden - an dieser Stelle reiben sowohl Wasser, als auch mitgetragene Gesteinsklumpen an der Kante und tragen diese ab. Zusätzlich lockern sich Teile der Gesteinskante durch eindringen von Wasser und Abplatzen durch Frost. Erosion stellt einen wichtigen Teil des Geologischen Kreislaufes der Erde dar. So erschafft sie Geländeformen wie berg und Tal, kann diese aber auch wieder zerstören. Produkt der Erosion sind Kiesel und Sand.
Die Quelle selber ist durch Verkarstung entstanden. Dies bestätigt sich dadurch, dass sie den größten Teil ihres Weges unterirdisch fließt. Ähnlich wie ein Höhlensystem zieht sich hier der Weg der Quelle unterirdisch durch den Berg. Durch Schwankungen des Wasserstandes und des daraus resultierenden Druckes im inneren des Berges, bringt die Quelle ab und an noch Gestein aus dem Inneren nach draußen. Am Austritt der Quelle gehen Verkarstung und Erosion einher. Im Inneren des Berges wurden die ersten Entwässerungswege der Quelle durch Verkarstung geschaffen. Die späteren Änderungen am unterirdischen System finden größtenteils durch Erosion statt.
(Quelle: www.spektrum.de, www.gd.nrw.de, www.wikipedia.org & Eigene Experimente und Untersuchungen)

 

Wasserfall (oben) und Karstquelle (unten)


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Nun zu den eigentlichen Aufgaben:
Begebt euch an die im Listing angegebenen Koordinaten. Hier befindet sich die auf dem Foto gezeigte Mündung der Karstquelle kurz nach ihrem Austritt aus dem Berg.
1. Verkarstung kann man im kleinen nachstellen. Nehmt euch hierfür einen der hellen Steine aus dem Tal der Quelle und träufelt etwas Säure auf den Stein. Was ist zu beobachten?
2. Egal was ihr bei dem Experiment beobachten könnt: Worauf weist die Beobachtung hin?
3. Erosion / Abreiben von Gestein kann man im kleinen nachstellen. Nehmt euch zwei Steine und reibt diese übereinander. Nehmt nun etwas Wasser und tropft es auf die Reibefläche eines der Steine. Was fällt euch auf?
4. Wie tief fällt hier die Quelle vom Austritt ihrer unterirdischen Höhle in das "Tal" ihrer Mündung?
5. Wenn Ihr eure Augen nach links richtet, seht Ihr den hohen Wasserfall. Schätzt, wie tief das Wasser hier fällt.

Nun könnt ihr noch (freiwillig) Fotos von euch und / oder eurem GPS an dieser schönen Stelle machen.

WICHTIG:
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Geändert im Oktober 2023
© Team Tequila Luigi