Ergebnis

Expedition in die Unterwelt
Höhlenforschung in Südwestdeutschland
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Gliederung
•
Höhlenverteilung
•
Zentrale Frage
•
Hypothesen
•
Wichtiges zum Kalk
•
Ergebnis
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Topographische Karte Baden-Württembergs
Atlas von Baden-Württemberg 1999
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Statistisches Landesamt 1999
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Muschelkalkgebiet
Bekannte Höhle
Malmgebiet
Statistisches Landesamt 1999
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Zentrale Frage:
Warum gibt es im Malm viel mehr Höhlen als im
Muschelkalk?
Hypothesen:
1. Erdzeiten: im älteren Gestein mehr Zeit zur
Höhlenbildung?
2. Zusammensetzung: unterschiedlicher
chemischer Aufbau → Malm reinerer Kalk?
3. Niederschlagsmengen: mehr Niederschlag im
Malm → mehr Höhlen?
4. Erdbeben: unterschiedliche tektonische
Prozesse?
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
1. Erdzeiten
Gesteinsschichten
www.diercke.de
Malm: vor 157-145 Mio. Jahren
Muschelkalk: vor 215-205 Mio. Jahren
Aufwölbung und Erosion vor 50 Mio. Jahren
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
1. Erdzeiten
Gesteinsschichten
www.diercke.de
Malm: vor 157-145 Mio. Jahren
Muschelkalk: vor 215-205 Mio. Jahren
Aufwölbung und Erosion vor 50 Mio. Jahren
Ergebnis: im Malm bestand mehr Zeit zur
Höhlenbildung
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
2. Zusammensetzung
Exkursion zum Institut für Angewandte
Geologie (KIT)
Ziel:
- Zusammensetzung der Gesteine klären
Analysieren der Bestandteile des Gesteins durch:
- Röntgenfluoreszenzanalyse
- Röntgendiffraktionsspektrometrie
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
2. Zusammensetzung
Ergebnis aus dem Institut:
Vorkommen
Gestein
Malmgebiet
Riffkalk
CaCO3Gehalt
35 %
Schichtkalk
68%
Muschelkalkgebiet Muschelkalk 91%
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
2. Zusammensetzung
Ergebnis aus dem Institut:
Vorkommen
Gestein
Malmgebiet
Riffkalk
CaCO3Gehalt
35 %
Schichtkalk
68%
Muschelkalkgebiet Muschelkalk 91%
Ergebnis: Muschelkalk leichter “löslich”
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
3. Niederschlagsmengen
www.klimadiagramme.de
Muschelkalkgebiet
3. Juli 2010
www.klimadiagramme.de
Malmgebiet
Modul Höhlenforschung
3. Niederschlagsmengen
• Klimaaufzeichnungen erst seit ca. 100 Jahren
• Höhlenbildung über viel größeren Zeitraum
hinweg
Ergebnis:
Geringe Unterschiede der Niederschlagsmengen
in den letzten Jahrhunderten sind nicht
verantwortlich für die Häufigkeit der Höhlen!
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
4. Erdbeben
• Erdbeben nur an Plattengrenzen
• Leichte Erdbeben trotzdem in Deutschland
messbar
• Oberrheingraben ist Erdbebengebiet
Ergebnis:
Auswirkungen eher gering
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Landesamt für Geologie
Oberrheingraben
Schwäbische Alb
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Kalklösung
Kalk wird durch Kohlensäure gelöst
H2O(l) + CO2(g)
Wasser
Kohlenstoffdioxid
Lösung
CaCO3(s) + H2CO3(aq)
Calciumcarbonat
3. Juli 2010
Kohlensäure
Ausfällung
Ca(HCO3)2(aq)
Calciumhydrogencarbonat
Modul Höhlenforschung
Kalklösung
Gleichgewichtsreaktion
Durch Entfernen eines Stoffes kippt Gleichung
H2O(l) + CO2(g)
Wasser
Kohlenstoffdioxid
Lösung
CaCO3(s) + H2CO3(aq)
Calciumcarbonat
3. Juli 2010
Kohlensäure
Ausfällung
Ca(HCO3)2(aq)
Calciumhydrogencarbonat
Modul Höhlenforschung
Kalklösung
Gleichgewichtsreaktion
Durch Entfernen eines Stoffes kippt Gleichung
H2O(l) + CO2(g)
Wasser
Kohlenstoffdioxid
Lösung
CaCO3(s) + H2CO3(aq)
Calciumcarbonat
3. Juli 2010
Kohlensäure
Ausfällung
Ca(HCO3)2(aq)
Calciumhydrogencarbonat
Modul Höhlenforschung
Kalkausfällung
CO2 -Entfernung:
• Aufprall auf Höhlenboden
→ Stalagmitbildung
• Temperaturunterschied
→ Stalaktitbildung
• Photosynthese
→ Versinterung
(Kalktuffbildung)
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Höhlenbildung
Durch Mischungskorrosion im Kalkgestein und
anschließende Erosion
Lösungskurve der Mischungskorrosion
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Karstphänomene
Einsturzdolinen
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Korallen
Korallen bilden Kalkskelett um sich herum
Neue Korallen lassen Skelett wachsen
 Korallenriffe entstehen
Zwischenräume werden nach Absterben mit
Ablagerungen gefüllt
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Korallen
Im Malm zwischen Schichtkalken immer wieder
Riffkalke
Riffkalk stabiler als Schichtkalk
Schichtkalk erodiert
 Riffe bleiben bestehen
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Korallen
Riffkalke in der Schwäbischen Alb
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Ergebnis
- Höhlen im Muschelkalk wegen Anordnung
des Gesteins in Schichten sehr instabil
 viele Dolinen, fast keine Höhlen
- Ausnahmen im Muschelkalk:
Höhlen können stabil bleiben,
wenn eine Gesteinsschicht
wie eine Schaumkalkbank
sie stützt.
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Ergebnis
- Höhlen im Malm wegen
massivem Korallenkalk
stabil
viele Höhlen,
weniger Dolinen
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!
3. Juli 2010
Modul Höhlenforschung