Kalk-Tuff © Silke Golembski

Obwohl die meisten Kalkvorkommen auf der Erde dem Meer entstammen, haben auch die Kontinente besondere Varianten dieses Gesteins zu bieten. Karstgrundwasser nimmt beim Durchströmen der Klüfte, Poren und Hohlräume im Kalkstein ständig Lösungsfracht auf. Dadurch ist das Wasser, wenn es als Quellwasser wieder austritt, mit Mineralen gesättigt.

An der Quelle
Weil das Wasser beim Verlassen des Gesteins druckentlastet wird und sich an der Luft gleichzeitig erwärmt, entweicht Kohlendioxid. Zusätzlich verstärkt wird der Effekt durch schnell fließendes Wasser, so dass sich die Kohlensäure verflüchtigt, wie bei einer Flasche Mineralwasser, die man schüttelt. Deshalb setzen sich die Minerale oft direkt beim Austreten aus dem Gestein wieder ab und bilden Quell- oder Süßwasserkalke. Wachsen an der Quelle Wasserpflanzen oder Moose, entziehen diese dem Wasser noch zusätzlich CO2. Unter diesen Umständen setzt sich der Kalk wie „steinerner Raureif“ auf den Pflanzen ab, und es entsteht poröser Kalktuff, der die organischen Teile langsam einhüllt. Da die Pflanzen Licht benötigen, versuchen sie über die Kalkkrusten hinauszuwachsen. So wächst der Kalktuff permanent in die Höhe.

Balance-Akt

	Wachsender Fels in Usterling © Geol. Landesamt Bayern

Dabei können sich in einem Bachlauf ganze Terrassentreppen oder spektakuläre „Steinerne Rinnen“ bilden. Am Wachsenden Fels in Usterling haben kalkhaltiges Wasser und Pflanzenbewuchs einen 40 Meter langen und fünf Meter hohen Damm aufgetürmt, auf dessen Kamm das Quellwasser entlangläuft. Das heutige Klima ist allerdings zu kalt, um die steinerne Rinne noch weiter wachsen zu lassen. Sie entstand kurz nach der letzten Eiszeit, als sich eine Warmphase mit höheren Temperaturen als heute anschloss.

Terrassen aus Kalksinter
Die weltberühmten Terrassen von Pamukkale bestehen aus sehr viel härterem Gestein. Die schneeweißen Kalksinter des „Baumwoll-Palastes“, wie das türkische Pamukkale wörtlich übersetzt heißt, erstrecken sich an einem Berghang auf einer Länge von etwa drei Kilometern und sind insgesamt über 50 Meter hoch. In hunderten Kaskaden läuft das Wasser heißer Quellen den Berg hinab, so dass innerhalb von Jahrtausenden eine einzigartige Terrassentreppe wachsen konnte.

Auch in den zahlreichen Wannen und Becken rund um die Thermalquellen kommt es zur Ausfällung von Kalk. Durch das heiße Wasser werden im Untergrund viele Minerale gelöst, die sich aber sofort wieder abscheiden, wenn das nahezu kochende Wasser an die Erdoberfläche tritt und verdampft. Die aus dem heißen Quellwasser ausfallenden Minerale legen sich schalenförmig übereinander, so dass ein kompaktes Gestein entsteht. Die Kalksinter von Pamukkale stehen mittlerweile unter Schutz, seit 1988 gehört das Naturschauspiel zum Weltkulturerbe. Nur ein Drittel der Anlage ist für Touristen und Badegäste noch zugängig. Ranger wachen darüber, dass die Becken nur barfuß betreten werden.

Tropfsteine als Klimaarchiv
Tropfsteinhöhlen sind wohl die bekanntesten und populärsten Karsterscheinungen. Die weltweit größten Höhlen sind im Karst zu finden, so wie die Mammoth Cave in den USA. Sie ist mit über 560 Kilometern das längste erforschte Höhlen-System der Erde und liegt in den Tiefen eines Kalksteinplateaus westlich der Appalachen.

Während hier ein absinkender Grundwasserspiegel Gänge, Grotten und Hallen in fünf Etagen herausgelöst hat, sind an Wänden und Decken Stalagmiten und Stalaktiten herangewachsen. Wieder ist es die Druckdifferenz zwischen Gestein und Luft, die das CO2 entweichen lässt, wenn Wasser durch Klüfte in der Höhlendecke sickert und nach unten tropft.

Querschnitt eines Tropfsteins © Christian Wolf

Höhlensinter haben sich mittlerweile zu einem verbreiteten Instrument zur Datierung von Höhlen und zur Rekonstruktion der umgebenden Landschaften entwickelt. Wie Baumringe können sie als Klimaarchiv gedeutet werden, denn unterschiedlich ausgeprägte „Jahresringe“ geben über warme, feuchte Phasen mit intensiver Kalkablagerung und kalte, trockene Phasen mit eingeschränkter chemischer Verwitterung Auskunft.