Earthcache – Die weissen Adern der Alpen

Calcit – Wenn Wasser Klüfte wieder verschliesst

INFORMATIONEN

Die grauen Felsen an diesem Standort erzählen eine geologische Geschichte, die vor vielen Millionen Jahren begann. Besonders auffällig sind die zahlreichen weissen Adern, welche das Gestein durchziehen. Manche sind nur wenige Millimeter breit, andere füllen mehrere Zentimeter breite Klüfte aus und enthalten gut erkennbare Calcitkristalle.

Diese weissen Adern gehörten ursprünglich jedoch nicht zum Gestein. Sie entstanden erst deutlich später, nachdem der bereits verfestigte Kalkstein durch tektonische Kräfte aufgebrochen worden war.

An den drei Stationen dieses EarthCaches kannst du untersuchen, wie Klüfte entstanden, wie Wasser durch das Gestein zirkulierte und wie sich Calcit innerhalb der ehemaligen Risse ablagerte.

VOM MEER ZUM KALKSTEIN

Vor ungefähr 150 bis 170 Millionen Jahren befand sich das Gebiet am Rand eines Meeres. Auf dem Meeresboden sammelten sich Kalkschlämme sowie kalkhaltige Schalen und Skelette von Meeresorganismen an.

Im Laufe der Zeit wurden diese Ablagerungen von weiteren Sedimentschichten überdeckt. Der zunehmende Druck presste das Wasser aus den Sedimenten und verdichtete die einzelnen Bestandteile.

Durch die Verfestigung und Verkittung der Sedimente entstand schliesslich Kalkstein. Dieser bildet heute das graue bis bräunliche Nebengestein, das du an den Stationen erkennen kannst.

DIE ALPENBILDUNG

Viele Millionen Jahre nach der Entstehung des Kalksteins kollidierten die afrikanische und die europäische Kontinentalplatte. Dabei wurden mächtige Gesteinspakete zusammengeschoben, gefaltet und angehoben.

Der Kalkstein reagierte auf diese Kräfte nicht überall gleich. An einigen Stellen wurde er gebogen, an anderen brach er auf. Dadurch entstanden Klüfte, Risse und kleinere Hohlräume im Gestein.

Die heute sichtbaren Calcitadern zeichnen den Verlauf dieser ehemaligen Risse nach. Gerade, gekreuzte oder verzweigte Adern zeigen, dass das Gestein während verschiedener Spannungsphasen in mehrere Richtungen aufgebrochen sein kann.

WIE ENTSTEHEN CALCITADERN?

Regen- und Grundwasser enthält häufig geringe Mengen gelösten Kohlendioxids. Dadurch entsteht eine schwache Kohlensäure, welche kleine Mengen Calciumcarbonat aus dem Kalkstein lösen kann.

Das calciumreiche Wasser bewegte sich entlang der vorhandenen Klüfte und Risse durch das Gestein. Die Klüfte dienten damit als natürliche Wasserwege im Inneren des Berges.

Veränderten sich Druck, Temperatur oder die chemische Zusammensetzung des Wassers, konnte das gelöste Calciumcarbonat nicht mehr vollständig im Wasser bleiben. Auch das Entweichen von Kohlendioxid förderte die erneute Ausscheidung.

Das Calciumcarbonat kristallisierte an den Wänden der Klüfte als Calcit aus. Dieser Vorgang konnte sich über lange Zeiträume immer wiederholen. Dadurch wurden die Risse nach und nach mit Calcit ausgekleidet oder vollständig verschlossen.

Die heute sichtbaren weissen Adern sind deshalb ehemalige Risse und Wasserwege, die später durch mineralische Ablagerungen verfüllt wurden.

WAS IST CALCIT?

Calcit, auch Kalkspat genannt, gehört zur Mineralklasse der Carbonate. Es ist eines der häufigsten gesteinsbildenden Minerale der Erdkruste.

Calcit kann sehr unterschiedliche Formen annehmen. Es kann feinkörnig und kaum erkennbar im Kalkstein verteilt sein oder als gut sichtbare Kristalle in Klüften und Hohlräumen auftreten.

Typisch für Calcit sind helle, häufig weisse bis milchige Farben, glatte bis glänzende Kristallflächen sowie eine vergleichsweise geringe Härte. Mit verdünnter Salzsäure reagiert Calcit unter deutlicher Bildung von Kohlendioxidbläschen.

WARUM SIND DIE ADERN WEISS?

Der umgebende Kalkstein besteht zwar ebenfalls überwiegend aus Calciumcarbonat, enthält jedoch häufig zusätzliche Bestandteile. Dazu gehören Tonminerale, organische Stoffe, Eisenverbindungen und andere feine Verunreinigungen.

Diese Bestandteile sowie die Verwitterung verleihen dem Kalkstein seine graue, bräunliche oder teilweise gelbliche Farbe.

Die später entstandenen Kluftfüllungen bestehen dagegen überwiegend aus vergleichsweise reinem Calcit. Dadurch erscheinen sie weiss bis milchig und heben sich deutlich vom dunkleren Nebengestein ab.

ADERN, KLÜFTE UND KRISTALLE

Nicht jede Calcitader sieht gleich aus. Manche Adern sind sehr schmal und bilden fast gerade Linien. Andere sind unregelmässig, verzweigt oder kreuzen sich.

Die Form der Adern wird durch die ursprüngliche Form der Klüfte bestimmt. Gerade Adern können auf einzelne, relativ gleichmässig verlaufende Risse hinweisen. Verzweigte oder gekreuzte Adern zeigen dagegen ein komplexeres Kluftsystem.

Wurde eine Kluft vollständig mit Calcit ausgefüllt, entstand eine massive weisse Ader. Blieb innerhalb der Kluft noch ein kleiner offener Hohlraum bestehen, konnten die Kristalle frei in diesen Raum hineinwachsen.

Aus diesem Grund sind gut erkennbare Kristallflächen besonders häufig in kleinen Hohlräumen, Spalten oder nicht vollständig gefüllten Klüften zu finden.

VERWITTERUNG DER CALCITADERN

Calcit und Kalkstein reagieren empfindlich auf leicht saures Wasser. Regenwasser kann deshalb sowohl das Nebengestein als auch die Calcitadern langsam anlösen.

Da die Calcitadern und das umgebende Gestein unterschiedlich aufgebaut sein können, verwittern sie nicht immer gleich schnell. Einige Adern ragen leicht aus dem Gestein heraus, während andere zurückgewittert oder teilweise ausgewaschen sind.

Auch kleine Hohlräume, raue Oberflächen und herausgelöste Kristalle können Folgen dieser chemischen und mechanischen Verwitterung sein.

GEOLOGISCHE ZEUGEN

Die Calcitadern dokumentieren mehrere zeitlich aufeinanderfolgende geologische Vorgänge.

Zuerst entstanden die kalkreichen Sedimente im Meer und verfestigten sich zu Kalkstein. Später wurde das Gestein während der Alpenbildung gefaltet und aufgebrochen.

Anschliessend drang Wasser in die entstandenen Klüfte ein. Es löste Calciumcarbonat, transportierte es durch das Gestein und lagerte es später wieder als Calcit ab.

Die weissen Adern zeigen daher nicht nur die Mineralbildung, sondern auch frühere Spannungen im Gestein und ehemalige Wasserwege im Inneren des Berges.

Vereinfacht lässt sich die Entstehung folgendermassen zusammenfassen: Kalkstein entsteht im Meer, die Alpenbildung erzeugt Klüfte, Wasser löst Calciumcarbonat und Calcit verschliesst die Risse erneut.

AUFGABEN

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