Bericht 07
Hofbauer, G; Kaulich B & Gropp, C. (2005): Sind die Dolomithöhlen der Nördlichen und Mittleren Frankenalb tatsächlich das Ergebnis der Karbonatlösung? - www.gdgh.de/Berichte/b07 (15.November 2005).
Sind die Dolomithöhlen der Nördlichen und Mittleren Frankenalb tatsächlich das Ergebnis der Karbonatlösung?)
Gottfried Hofbauer, Brigitte Kaulich & Christof Gropp
Kurzfassung
Dolomitkarst ist nicht gleich Kalkkarst
Der größte Teil der Höhlen der Mittleren und Nördlichen Frankenalb (Nordbayern, Deutschland) ist in Dolomit-Gesteinen des Oberen Juras (Malm) angelegt. Die Entstehung der Dolomithöhlen wird im Prinzip als analog zur Verkarstung in Kalksteinen gesehen - nicht nur in der Literatur über den Karst der Frankenalb, sondern auch in Lehrbüchern (Bögli 1978, Dreybrodt 1988, James & Choquette 1988, eine Sammlung klassischer Arbeiten zum Karst in Sweeting 1981, u. a.). Man findet darin zumeist auch nur die chemische Gleichung für die Lösung des Calciumkarbonats angegeben.
Dennoch gibt es Unterschiede im Lösungs- und insbesondere auch im Ausfällungsverhalten von Calcium und Magnesium. Kalk ist chemisch leichter löslich, so daß - aus dieser Perspektive - Verkarstung im Kalkstein rascher verlaufen müsste. Andererseits fällt aus einer wässrigen Lösung von Mg2+- und Ca2+-Ionen unter den natürlichen Bedingungen in und in der Umgebung der Höhlen nur wieder CaCO3 , aber kein MgCa(CO3)2 aus. Die Folge davon ist, daß die Versinterungen auch in den Dolomithöhlen aus Calciumkarbonat sind, und diese Höhlen somit aus zwei unterschiedlichen Komponenten aufgebaut sind: die Hohlform ist im Dolomit angelegt, ihre Auskleidung mit dem ganzen, formenreichen Spektrum an Sinterbildungen besteht aus Calciumkarbonat. Die Dolomitlösung ist im Fränkischen Karst also eine Einbahnstraße. Dieser Aspekt ist keineswegs neu, wurde aber bei grafischen Darstellungen der Karstprozesse in den Dolomitgesteinen der Frankenalb bisher weitgehend unterschlagen.
Zusammenfassend lassen sich für den Frankendolomit eine Reihe von Faktoren fassen, die sich hinsichtlich der chemischen Lösung (im Sinne einer klassischen Verkarstung) negativ auswirken und stattdessen die physikalische Verwitterung unterstützen. Die im Vergleich zu Kalk schlechtere Löslichkeit, das grobe Korn und die deutlich höhere Porosität und Permeabilität fördern die Sensibilität des Frankendolomits gegenüber der physikalischen Verwitterung. Auflösung in Einzelkörner (Vergrusung) ist daher in den Dolomitgesteinen der Frankenalb weit verbreitet. Anschnitte in Steinbrüchen zeigen, daß es sich hierbei nicht nur um ein Abgrusen von der Oberfläche her, sondern eine auch im Inneren des Gesteinsverbandes wirkende Gefügeauflockerung handelt.
In jedem Fall läßt sich folgendes festhalten: Der Frankendolomit wird aufgrund seiner mineralogischen wie physikalischen Eigenschaften rascher in Einzelkörner zersetzt als durch Lösung aufgezehrt.
Der größte Teil der Höhlen der Mittleren und Nördlichen Frankenalb (Nordbayern, Deutschland) ist in Dolomit-Gesteinen des Oberen Juras (Malm) angelegt. Die Entstehung der Dolomithöhlen wird im Prinzip als analog zur Verkarstung in Kalksteinen gesehen - nicht nur in der Literatur über den Karst der Frankenalb, sondern auch in Lehrbüchern (Bögli 1978, Dreybrodt 1988, James & Choquette 1988, eine Sammlung klassischer Arbeiten zum Karst in Sweeting 1981, u. a.). Man findet darin zumeist auch nur die chemische Gleichung für die Lösung des Calciumkarbonats angegeben.
Dennoch gibt es Unterschiede im Lösungs- und insbesondere auch im Ausfällungsverhalten von Calcium und Magnesium. Kalk ist chemisch leichter löslich, so daß - aus dieser Perspektive - Verkarstung im Kalkstein rascher verlaufen müsste. Andererseits fällt aus einer wässrigen Lösung von Mg2+- und Ca2+-Ionen unter den natürlichen Bedingungen in und in der Umgebung der Höhlen nur wieder CaCO3 , aber kein MgCa(CO3)2 aus. Die Folge davon ist, daß die Versinterungen auch in den Dolomithöhlen aus Calciumkarbonat sind, und diese Höhlen somit aus zwei unterschiedlichen Komponenten aufgebaut sind: die Hohlform ist im Dolomit angelegt, ihre Auskleidung mit dem ganzen, formenreichen Spektrum an Sinterbildungen besteht aus Calciumkarbonat. Die Dolomitlösung ist im Fränkischen Karst also eine Einbahnstraße. Dieser Aspekt ist keineswegs neu, wurde aber bei grafischen Darstellungen der Karstprozesse in den Dolomitgesteinen der Frankenalb bisher weitgehend unterschlagen.
Zusammenfassend lassen sich für den Frankendolomit eine Reihe von Faktoren fassen, die sich hinsichtlich der chemischen Lösung (im Sinne einer klassischen Verkarstung) negativ auswirken und stattdessen die physikalische Verwitterung unterstützen. Die im Vergleich zu Kalk schlechtere Löslichkeit, das grobe Korn und die deutlich höhere Porosität und Permeabilität fördern die Sensibilität des Frankendolomits gegenüber der physikalischen Verwitterung. Auflösung in Einzelkörner (Vergrusung) ist daher in den Dolomitgesteinen der Frankenalb weit verbreitet. Anschnitte in Steinbrüchen zeigen, daß es sich hierbei nicht nur um ein Abgrusen von der Oberfläche her, sondern eine auch im Inneren des Gesteinsverbandes wirkende Gefügeauflockerung handelt.
In jedem Fall läßt sich folgendes festhalten: Der Frankendolomit wird aufgrund seiner mineralogischen wie physikalischen Eigenschaften rascher in Einzelkörner zersetzt als durch Lösung aufgezehrt.