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Samstag, 17.11.2018
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Wasser ist der Schlüssel

Chemische Verwitterungsprozesse im Gestein

Eine Doline im Oman

Eine Doline im Oman

Das Dorf Didyma auf dem Peloponnes, der Jaua-Sarisarinama National Park in Venezuela, die Gemeinde Vilemovice in Tschechien und die Sierra Gorda im mexikanischen Bundesstaat Queretaro haben eines gemeinsam: Wissenschaftler haben dort, aber auch in vielen anderen Ländern weltweit zahlreiche Einsturztrichter in der Erde entdeckt. Manche davon sind nur wenige Meter groß, andere müssen selbst einen Vergleich mit dem „December Giant“ im Shelby County nicht scheuen.

Löchrig wie ein Käse


Ganz im Gegenteil. Es gibt sogar einige Krater, die den in den USA bei weitem an Größe übertreffen. So besitzt beispielsweise der Sotano del Barro in Mexiko einen Durchmesser von rund 420 Metern und ist darüber hinaus sogar mehr als 450 Meter tief.

Sótano del Barro

Noch gewaltiger ist eines der „Löcher“ des rund 2.300 Meter hohen Tafelberges Sarisarinama-Tepui im venezuelanischen Bundesstaat Bolivar. Es nimmt insgesamt etwa 18 Millionen Kubikmeter Raum ein und übertrifft damit den Sotano del Barro noch um rund drei Millionen Kubikmeter.

Entdeckt wurden die Krater am Sarisarinama-Tepui erstmals im Jahr 1964. Erst zwölf Jahre später gelang es dann jedoch dem venezuelanischen Wissenschaftler Charles Brewer Carias, die größte dieser Strukturen, den „Mayor“ näher zu vermessen und zu untersuchen.

Aus einem anderen Grund einzigartig sind dagegen die beiden nahezu kreisrunden Senken im griechischen Didyma. Sie haben einen Durchmesser von nur circa 150 beziehungsweise 100 Metern. Doch über einen natürlichen Zugang in die „Unterwelt“ kann man unterirdisch zum Rand des kleineren Kraters vordringen und erlebt dann eine Überraschung: Auf einem schmalen Absatz in den steilabfallenden Felswänden haben Mönche eine Kirche und eine Einsiedelei errichtet, die auf Besucher warten.

Entstehung von Dolinen auf der Spur


Einsturzdolinen von Didyma

Einsturzdolinen von Didyma

Doch diese „Pockennarben“ der Erdkruste sind nicht nur spektakuläre Naturwunder und für Touristen interessant, auch Geologen, Biologen und Höhlenforscher beschäftigen sich seit langem eingehend mit ihnen. Wie entstehen solche überdimensionalen Löcher in der Erde? Weshalb tun sie sich häufig so urplötzlich und unerwartet auf? Welche außergewöhnlichen Phänomene gibt es dort zu beobachten? Zumindest auf einige dieser Fragen haben die Wissenschaftler mittlerweile eine Antwort gefunden.

So sind Wasser und wasserlösliche Gesteine im Untergrund wie Kalkstein, Marmor oder Dolomit eine der Grundvoraussetzungen für die Entstehung der Einsturzkrater. Denn geraten diese beiden Protagonisten miteinander in Kontakt sorgt die Kohlensäure im Wasser dafür, dass das Gestein zernagt wird – es korrodiert. Die chemische Reaktion ähnelt der, die bei der Reinigung einer verkalkten Kaffeemaschine mithilfe von Essig(säure) zu beobachten ist. Der Kalk (CaCO3) nimmt dabei Wasserstoffionen aus der Säure auf und es bildet sich leicht lösliches Calciumhydrogencarbonat Ca(HCO3)2. Dies aber ist nur der erste Schritt.

Kollaps in der Unterwelt


Je weiter der chemische Verwitterungsprozess im Gestein fortschreitet, desto größere Klüfte, Schlote und Höhlensysteme tun sich im Erdboden auf. Folge: die Decken und Seitenwände dieser geologischen Strukturen werden instabil. Erdbeben und andere tektonische Bewegungen oder einfach das Gewicht des auflagernden Gesteins sorgen dann für heftige unterirdische Einstürze. Fällt schließlich auch die oberste Schicht des Höhlendoms in sich zusammen, kommt es zu Phänomenen wie December Giant in den USA oder Sotano del Barro in Mexiko.

Längst nicht immer ist ausschließlich Regen- oder Schmelzwasser, das in winzige Risse oder Spalten einsickert, für den fatalen Auflöseprozess im Gestein und die Bildung der so genannten Einsturzdolinen und Erdfälle verantwortlich. Oft setzt auch Grundwasser die chemische Verwitterung und die Entstehung solcher Karstlandschaften in Gang. Markenzeichen sind neben den Einsturzkratern auch zerklüftete Felsen und Tropfsteinhöhlen mit ihren bizarren Formen. Die bekannteste Karstlandschaft liegt in Dalmatien und erstreckt sich über 500 Kilometer entlang der Adriaküste.

Rätsel über Rätsel


Soweit die Erkenntnisse der Geowissenschaftler. Während also das grundlegende Entstehungsprinzip dieser Phänomene weitgehend bekannt ist, geben viele der bisher entdeckten Krater weltweit noch immer viele Rätsel auf. Denn oft mangelt es einfach am nötigen Geld, um die notwendigen Expeditionen und Forschungsreisen zu finanzieren. So ist bis heute die genaue geologische Ursache für Ausbildung der Sarisarinama-Tepui ungeklärt.

Und auch im Karst- und Dolinen-El Dorado Kroatien sind Geologen und Höhlenforscher erst vor rund zehn Jahren den Geheimnissen eines der spektakulärsten und schönsten Karstphänomene auf die Spur gekommen – dem Roten See oder Crveno Jezero.

Stand: 08.02.2008
 
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