Markasit in der Sülz

ACHTUNG:
Ihr benötigt ein Thermometer, einen starken Magneten, ein Messer, ein Stück Kupferdraht, eine Kupfermünze, ein kleines Einmachglas mit Deckel (20 - 50 mL), sowie ein spezielles Salz namens Kaliumhexacyanidoferrat II (Gelbes Blutlaugensalz) um diesen EarthCache zu lösen!
Kaliumhexacyanidoferrat (II) ist in handelsüblichen Chemiebaukästen, welche für Kinder ab 10 Jahren freigegeben sind! Dennoch bitten wir um Vorsicht beim Umgang mit dem Stoff. Dieser Stoff kann in Kleinmengen bei den gängigen Online-Marktplätzen erworben werden. Ein Erwerb in der Apotheke ist sicher auch möglich, jedoch wesentlich teurer. Bei Fragen zur Beschaffung, kontaktiert uns gerne.


Bei der Sülz handelt es sich um einen 24,7KM langen Fluss, welcher durch den Zusammenfluss der Lindlarer Sülz und der Kürtener Sülz, im oberbergischen Ort Hommerich entsteht. Das nach diesem Fluss benannte "Sülztal" hat eine lange industrielle Geschichte und wurde zwischen 1800 und 1978 besonders vom Bergbau geprägt.
Die wichtigste Bergbaugrube in der Region war die Grube Lüderich. Hier wurden hauptsächlich Blei-, Zink- und Eisenerze gefördert. Wichtigste Nebenerze waren Kupfererze, Manganerze, Silbererze sowie Cadmiumverbindungen.

Heute finden sich noch einige eisenhaltige Steine in der Sülz. Bei diesen eisenhaltigen Steinen handelt es sich hauptsächlich um Grauwacke, welche Markasit enthält.
Markasit wird aufgrund der Zusammensetzung (FeS₂) zu den Sulfiden gezählt. Die Farbe des Minerals reicht normalerweise von gelblich glänzend über rötlich matt bis bronzefarben. Bei der Verwitterung des Minerals an der Luft entsteht vorwiegend unter Abspaltung von Schwefeldioxid (SO₂) das nicht wasserlösliche Mineral Limonit. Dieses Markasit / Limonit Gemisch findet sich heute noch in der Sülz. Markasit bildet sich im Niedrigtemperaturbereich, wenn saure Lösungen durch Kalk- oder Tonstein dringen.
Doch Markasit verwittert auch unter Bedingungen, die in alten Stollen herrschen: Vorhandensein von Nässe und wenig Sauerstoff. Bei dieser Verwitterung entsteht vorwiegend unter Abspaltung von Schwefelsäure (H₂SO₄) das Wasserlösliche Mineral Melanterit (FeSO₄). Dieses löst sich im Wasser, welches durch den alten Stollen fließt und wird von diesem an den ehemaligen Stollenausgängen in die Umwelt gespült. Diese Löslichkeit ist temperaturabhängig: je wärmer das Wasser ist, desto mehr des Mineralis löst sich darin.

Mohshärte & Magnetismus von Markasit:
Die Mohshärte (nach Friedrich Mohs), bezeichnet die Härte eines Minerals auf Basis dessen Ritzbarkeit. Mohs ordnet die Härte von Mineralien wie folgt ein: 

Je nach Verwitterungsgrad kann man ein magnetisches Verhalten beobachten. Je näher die verwitterte Stufe am Limonit dran ist, desto magnetischer ist das Mineraliengemisch und umso stärker ist die Anziehung des Magneten auf das Fundstück.

Welche Auswirkungen haben Mineralien auf den Zustand eines Gewässers?:
Ende des Jahres 2018 wurden weitgreifende Studien zur Gewässerqualität der Sülz durchgeführt, welche erschreckende Ergebnisse zu Tage gebracht haben. Auf Basis der Ergebnisse wurde sogar diskutiert, ob man den gesamten Fluss auf seinem Weg irgendwo komplett klären sollte. Folgende Ergebnisse wurden thematisiert:
In einem Jahr fließen ca. 150 Millionen Kubikmeter Wasser die Sülz hinunter. Auf einem ca. 1,5 Kilometer langen Abschnitt der Sülz, zwischen Overath-Untereschbach und Rösrath-Hellenthal, münden zwei Bäche der ehemaligen Entwässerungsstollen der Grube Grünewald und der Grube Lüderich in die Sülz. Genau auf diesem Flussabschnitt wurden Wasserproben genommen und auf ihre Schwermetallkonzentration untersucht. Die Ergebnisse wurden mit der Wassermenge verrechnet und auf ein Jahr hochgerechnet: Demnach fließen pro Jahr 100 Tonnen Zink, 30 Tonnen Eisen, 12 Tonnen Mangan, 800 Kilogramm Nickel, 200 Kilogramm Kobalt und 100 Kilogramm Cadmium innerhalb eines Jahres die Sülz runter. Erschreckende Zahlen, nicht wahr?





Hier gefundener Markasit und die Färbung des positiven Nachweises auf Eisen.


Um diesen EarthCache als Fund zu loggen, sind die nachfolgenden Aufgaben zu erledigen.
Bitte sendet uns hierfür die Antworten per E-Mail oder über eine GC-Nachricht zu und loggt sofort!
Unser Team wird sich bei euch melden, wenn etwas nicht stimmt. Bitte habt auch Verständnis dafür, dass Logeinträge, die mehr als 3 Wochen nach der Übermittlung der Antworten erfolgen, aufgrund des Speicheraufwandes, nicht mehr berücksichtigt werden können ohne erneute Übermittlung der Antworten!

Nun zu den eigentlichen Aufgaben:
Begebt euch an die im Listing angegebenen Koordinaten. Hier findet Ihr die Flussbettkante in einer scharfen Kurve der Sülz. Sucht hier am Sülzufer und im Wasser nach Grauwackestücken mit (verwittertem) Markasit (Auf dem Foto oben dargestellt) sowie nach einem Stück Grauwacke ohne Markasit (grauer Stein ohne rötliche Spuren) als Vergleich.
2. Prüft die Härte der Fundstücke und vergleicht den verwitterten Markasit mit dem Grauwackestück. Lassen sich die Fundstücke vielleicht mit den Fingern oder einem Gegenstand, wie beispielsweise einem Kupferdraht oder einem Messer einritzen? Was fällt euch auf und wie würdet ihr die Beobachtung erklären?
3. Nehmt das Fundstück mit dem verwitterten Markasit zur Hand und testet sein magnetisches Verhalten. Vergleicht das magnetische Verhalten des Fundstücks mit dem eurer Kupfermünze. (1 Cent, 2 Cent oder 5 Cent Münzen bestehen aus Stahl mit einem Kupferüberzug!) Was fällt euch auf unf wie würdet ihr diese Beobachtung erklären?
4. Vergleicht das Gewicht eurer Markasithaltigen Fundstücke bei ähnlicher Größe mit einem Grauwackestein ohne Markasit, was fällt euch auf?

Nun kann man die gelösten Stoffe noch experimentell nachweisen:
Es gibt einen Stoff, welcher drei verschiedene Metallionen qualitativ nachweisen kann. Qualitativ bedeutet nur "ist es im Wasser oder nicht?" Mit diesem Experiment kann nur bedingt ein Rückschluss auf die vorhandene Menge gezogen werden (Dies hat mit der Intensität der Färbung zutun). Die Probe verfärbt sich, je nachdem welches Metall-Ion am meisten darin gelöst ist (ähnlich wie ein Indikator)! Bei diesem Stoff handelt es sich um "Kaliumhexacyanidoferrat (II)". Mögliche Nachweisreaktionen:
Eisen 3+ Ionen (Markasit): blau
Zink 2+ Ionen (Sphalerit): milchig weiß
Kupfer 2+ Ionen (Cuprit): gelb bis rotbraun
Um dies besser von anderen Färbungen (etwa durch das zugegebene Reagenz) unterscheiden zu können, sollte Man die Probe einige Minuten zur Seite stellen und schauen ob sich ein Bodensatz in der entsprechenden Farbe bildet!

Nun zurück zu den Aufgaben und dem Experiment:
5. Welche Temperatur hat das Wasser der Sülz zur Zeit und welche Aussage lässt sich dadurch treffen?
6. Nehmt nun eine Wasserprobe in einem Einmachglas und portioniert 2 Prisen des Salzes "Kaliumhexacyanidoferrat II" in diese Probe (nehmt bitte nicht mehr, sonst kann es zu einer Verfärbung durch das gelöste Salz kommen, welche zu einer Fehlinterprätation des Ergebnisses führt!). Nun durchmischt die Probe und wartet ca. 10 Minuten. Schaut euch die Probe dann erneut an (Möglicherweise ist es hilfreich ein weißes Blatt Papier hinter das Glas zu halten um die Farbe zu erkennen).
Ordnet die Verfärbung eurer Probe bitte anhand der folgenden Grafik ein. (Als Antwort schreibt uns welche Skala und welche Nummer eurer Probe entspricht.)

Nehmt die Probe bitte anschließend mit nach Hause und entsorgt sie im Ausguss!
Zusätzlich sendet uns noch ein Foto des Experimentes zu Beginn und ein Foto des Experimentes am Ende (insbesondere des verwendeten Kaliumhexacyanidferrats). (Dies dient bei späteren Unklarheiten der Nachvollziehbarkeit, ob das Experiment ordnungsgemäß durchgeführt wurde und ob das richtige Material verwendet wurde) Die Bilder des Experimentes gehören NICHT ins Log!
Um mehrere Ergebnisse zur besseren Vergleichbarkeit zu bekommen, ist es sinnvoll, dass jeder Besucher des EarthCaches das Experiment durchführt.
7. Was denkt ihr, anhand der Intensität der Färbung eurer Probe - ist eher viel oder eher wenig des nachgewiesenen Minerals im Wasser gelöst und könnte sich dies durch eine Änderung der Temperatur verändern? Beschreibt dies bitte mit eigenen Worten.
8. Macht nun noch mindestens ein Vor-Ort Foto von euch fürs Log. Wer kein Foto von sich machen möchte, der kann gerne auch ein Foto von einem Zettel mit seinem Geocachernamen und dem aktuellen Datum, mit etwas vor Ort markantem im Hintergrund machen und seinem Logeintrag beifügen. Bitte beachtet, dass Logeinträge ohne Fotos oder mit nicht den Regeln entsprechenden Bildern, kommentarlos gelöscht werden!


Geändert im Januar 2026
© Team Tequila Luigi & Kurfürst


Quellen:
Bergische Landeszeitung
https://de.wikipedia.org/wiki/Markasit
https://www.mineralienwissen.de/mohssche-haerteskala.html
Eigene Beobachtungen / Experimente