Kalktuff am Meret-Oppenheimer-Brunnen EarthCache

Kalktuffe entstehen in Gebieten, in denen Kalk im Wasser gelöst ist. Wenn unter günstigen Konditionen (geologischer, klimatischer, chemischer und physikalischer Natur) dieses Wasser an die Erdoberfläche tritt, fällt sich der im Wasser enthaltene Kalk aus und bildet Rückstände. Bei diesen Voraussetzungen handelt es sich um eine geringe Wasserausschüttung, eine relativ hohe Verdunstungsfläche, günstige Wassertemperaturen, eine Veränderung der Druckverhältnisse, sowie eine geeignete Ionenkonzentration im Wasser. Hinzukommend kann die Kalkausfällung durch biogene Faktoren begünstigt werden. Fließt dass Wasser beispielsweise über einen Moosteppich, wird dem Wasser Kohlenstoffdioxid entzogen und der pH-Wert steigt. Dadurch sinkt die Löslichkeit vom im Wasser enthaltenen Kalk und er fällt aus. Bei anorgonischer Fällung erreicht das Wachstum des Kalktuffs Raten von 0,01mm/a, bei organisch mitinduzierter jedoch bis zu 20mm/a. Der ausgefällte Kalk sammelt sich an ruhenden Objekten als feinkristalline Kruste und durch Übergussschichtung wächst diese Kruste.

Kalkerscheinungen weisen in der Regel eine helle graue bis graugelbe Farbe auf. Durch das Zusetzen verschiedenster Minerale kann es dazu kommen, dass diese normale Form verfärbt wird. Meistens handelt es sich dabei um eine Rotfärbung des Kalks, die beispielsweise durch Eisenverbindungen hervorgerufen werden.

An Steilhängen, wie sie hier vorort modelliert werden, können sogenannte Kalktuffnasen entstehen. Wenn Moose über ihre verkrusteten Bereiche hinauswachsen, bilden sie relativ instabile Strukturen mit nach oben und vorne wachsenden Ausbuchtungen. Dieser Prozess wiederholt sich kontinuierlich und führt zur Bildung dieser Kalktuffnasen, die relativ porös, feucht und aus ungehärteten Kalk bestehen.

Am Meret-Oppenheimer-Brunnen lassen sich diese Phänomene gut beobachten. Das kalkhaltige Wasser, das spiralförmig um die Betonsäule fließt, hat besonders im oberen Bereich der Säule große Mengen Kalk ausgeschieden. Diese Ablagerungen konnten über einen langen Zeitraum ungehindert wachsen, was 2013 zur Stabilisierung der Struktur die Entfernung von 400 kg Kalktuff erforderte.

F R A G E N

Nachdem ihr mir eure Antworten auf die folgenden Fragen geschickt habt, könnt ihr sofort loggen. Für den Fall, dass etwas nicht stimmen sollte, melde ich mich nochmal.

1. Welche Bedingung(en) zur Kalktufffällung könnt ihr vorort mit den Augen beurteilen?
2. Schätzt in welcher jährlichen Rate die Kalktuffe am Meret-Oppenheim-Brunnen wachsen. Begründet eure Antwort.
3. Beschreibt den Tuff. Geht insbesondere auf die verschiedenen Farben ein, die ihr erkennen könnt.
4. Was ist die Anzahl an größeren Kalktuffnasen (⌀ >~10cm), die ihr am Brunnen seht?

Viel Spaß beim beantworten der Fragen

Watrail

englisch

The Meret Oppenheim Fountain in Bern is not only a unique eye-catcher by the surrealist artist of the same name, but also a fascinating example of the use of tuff in modern art. The fountain, which was built in 1983, is not only known for its surrealist design, but also for the unique lime tufa formations that surround it.

L I M E   T U F A

Calcareous tuffs form in areas where lime is dissolved in the water. When this water reaches to the earth's surface under favorable conditions (geological, climatic, chemical and physical), the lime contained in the water precipitates and forms residues. These requirements are a low release of water, a relatively high evaporation surface, favorable water temperatures, a change in pressure conditions, and a suitable ion concentration in the water. In addition, lime precipitation can be promoted by biogenic factors. For example, if water flows over a carpet of moss, carbon dioxide is removed from the water and the pH value increases. This causes the solubility of the lime contained in the water to decrease and it precipitates. With inorganic precipitation, the growth of the tuff reaches rates of 0.01mm/a, but with organically induced precipitation it can reach rates of up to 20mm/a. The precipitated lime collects on stationary objects as a fine crystalline crust and this crust grows through layering.

Limescale deposits are usually light gray to gray-yellow in color. The addition of various minerals can cause this normal shape to become discolored. This is usually a red coloring of the lime, which is caused, for example, by iron compounds.

So-called tufa noses can form on steep slopes such as those modeled here. When mosses grow beyond their encrusted areas, they form relatively unstable structures with bulges growing upward and forward. This process repeats itself continuously and leads to the formation of these limestone tuff noses, which are relatively porous, moist and consist of unhardened limestone.

These phenomena can be easily observed at the Meret Oppenheimer Fountain. The calcareous water, which flows in a spiral around the concrete column, has separated large amounts of lime, especially in the upper area of the column. These deposits were allowed to grow unhindered over an extended period, necessitating the removal of 400 kg of tuff in 2013 to stabilize the structure.

Q U E S T I O N S

After you have sent me your answers to the following questions, you can log immediately. I will get back to you in case something is wrong.

1. Which condition(s) for lime tuff precipitation can you judge with your eyes?
2. Estimate the annual rate at which the lime tuffs grow at the Meret Oppenheim fountain. Explain your answer.
3. Describe the tuff. Pay attention to the different colours you can recognize.
4. What is the number of larger tuff noses (⌀ >~10cm) that you can see at the fountain?

Have fun answering the questions

Watrail