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1. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Höhlen:
- Primärhöhlen: Durch Bildung von Hohlräumen während der Gesteinsbildung
entstanden (z.B. Lavahöhlen)
- Sekundärhöhlen: Nach der Entstehung des Gesteins durch Einwirkung
äußerer Kräfte entstanden (z.B. kohlensäurehaltiges H O)
2. Entstehung
- Tektonische Bewegungen Klüfte, Spalten, Schichtfugen im Gestein
- mit CO angereichertes Regenwasser versickert
- weitet durch Herauslösen von Kalk Klüfte/Spalten (Korrosion)
- Je größer der CO -Gehalt des H O, desto mehr Kalklösung (s. Anh.)
- Röhrenbildung, unterirdische Flüsse, Einsturz von Deckenteilen
- Höhlensystem entsteht
- Irgendwann nimmt Wasser einen anderen Weg oder bleibt ganz aus (Eiszeit)
runtergebrochene Deckenteile bleiben liegen, Höhle altert
3. Formen unterirdischer Röhren etc.
- Echte Röhrenform, runder Querschnitt
Durch unter großem Druck stehendes,
die Röhre voll ausfüllendes Wasser
- Schlüssellochprofil
Wenn Röhre nicht mehr ganz mit Wasser gefüllt ist,
schneidet sich vom
Wasser mitgeführtes Geröll in die Höhlensohle.
- Kastenförmiger Querschnitt
Entsteht aus Schichtfugenhöhlen.
- Strudeltopf
Trichterförmiges Loch im Höhlenboden; entsteht bei starkem Gefälle und
Bildung von Wirbeln im Wasser, in denen sich Steine verfangen
- Kolke
Ähnlich wie Strudeltopf, aber an der Höhlendecke
Wo zwei Klüfte zusammentreffen, findet ein Konzentrationsausgleich statt:
Unterschiedliche Kalkkonzentration des versickerten Wassers; beim
Zusammenfließen findet ein Ausgleich statt, dabei wird CO frei, das dort
direkt neuen Kalk lösen kann (Mischungskorrosion, s. Anh.)
Tropfsteine
1. Drei Arten: - Deckentropfsteine (Stalaktiten)
- Bodentropfsteine (Stalagmiten)
- Tropfsteinsäulen (Stalagnaten)
2. Entstehung:
- nur möglich ab 70 mg Kalk/l Sickerwasser
- Kalkhaltiger Wassertropfen tritt an der Höhlendecke aus
- sein CO -Gehalt unterscheidet sich von dem der Höhlenluft
Konzentrationsausgleich; CO wird frei
- um den Tropfen herum fällt Kalk aus
- Tropfen fällt zu Boden, wieder wird CO frei, Kalk fällt aus
- An der Decke bildet sich eine trichterförmige Hohlform (Sinter-/
Tropfröhrchen)
- Sie wird irgendwann geschlossen, dann setzt sich Kalk außen ab, Röhrchen
wächst in die Breite, Stalaktit entsteht
- Wachstumsgeschwindigkeit:
ca. 1 mm/Jahrhundert (in Eiszeiten)
ca. 10 mm/Jahrhundert (Warmzeiten)
3. Färbung
- gelb, gelbbraun, braun (Sickerwasser mit Eisenoxid angereichert)
- rötlich (Manganoxid)
- bläulich oder grün (kupfererzhaltiges Wasser)
4. Nützlichkeit
Stalagmiten weisen dickere und dünnere, breitere und schmalere Schichten auf.
Ihre Form hängt vom Wasserangebot ihrer Entstehungszeit und damit vom
Klima ab: Warmzeit: viel Sickerwasser, dicke Schichten
Eiszeit: wenig/kein Sickerwasser, dünne Abschnitte
Aus dem Aufbau von Stalagmiten kann man also Rückschlüsse ziehen auf das
Klima früherer Erdzeitalter.
Tropfsteine können auch als Erdbebenmesser dienen. Bei starken Beben
brechen sie ab, die Fallrichtung zeigt die Stoßrichtung des Bebens an.
Zeit der Eiszeiten/Warmzeiten und der Erdbeben kann errechnet werden mit
der...
5. Radiocarbonmethode/ C-14-Methode
Methode zur Altersbestimmung von Holz, Holzkohle, Knochen,
Muschelschalen und Tropfsteinen bis maximal 50.000 Jahren.
Das CO der Luft enthält winzige Mengen radioaktiven Kohlenstoffs, C.
Dieser Radiokohlenstoff gelangt über das Sickerwasser in die Tropfsteine. Seine
Halbwertzeit beträgt 5568 Jahre.
Vorgehen: Man bestimmt den C-Anteil in einem gerade gebildeten Sinter-
stück und vergleicht ihn mit dem Radiokohlenstoff des Tropfsteins.
Enthält der T. genau halb so viel Radiokohlenstoff, dann ist er 5568 Jahre alt.
Enthält er weniger, so ist er älter usw.
Anhang:
- Korrosion: chem. Auflösung und Abtragung (z.B. durch H CO )
- Erosion: mechan. Abtragung (z.B. durch auf der Höhlensohle fließendes, Geröll,
Schutt, Sand mitführendes Wasser)
- CO -Gehalt: Regenwasser enthält bei 0 C ca. 1 mg CO /l.
Im Boden mögliche Erhöhung auf 19 mg CO /l
(durch CO abgebende Bodelebewesen, Wurzeln)
- Mischungskorrosion: Die durch den CO Austritt beim Konzentrationsausgleich
neu entstandene Lösungsfähigkeit wird als M. bezeichnet.
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