Bei auffällig geformten Gesteinsformen handelt es sich in den meisten Fällen um Karst und die dazugehörige Karstlandschaft. Karst kommt in unterschiedlichen Geländeformen sowohl oberirdisch als auch unterirdisch innerhalb von Höhlen vor. Was genau ist eine Karstlandschaft und wie entsteht sie? Gibt es verschiedene Arten einer Karstlandschaft?
Karstlandschaft – Definition
Karstlandschaften sind Reliefformen verschiedener Größen, die durch Lösungsverwitterung in Kalk-, Sand- und Gipsgestein entstehen.
Der herkömmliche Karst kann außerdem vom Pseudokarst unterschieden werden, der durch das Schmelzen von Eisresten von etwa Gletschern karstähnliche Hohlformen unter der Erdoberfläche erzeugt.
Karstlandschaft – Einfach erklärt
Bei einer Lösungsverwitterung löst sich Gestein in Wasser, wodurch das aufliegende Gestein in den neuen Hohlraum einbricht. Vor allem Salz wird bei der Lösungsverwitterung durch das Wasser ausgewaschen und transportiert. Reliefformen stellen die Erdoberfläche mit ihren verschiedenen Formen, Höhen und Tiefen dar.
Verschiedene Gesteine, die unterschiedlich löslich sind, bringen jeweils andere Formen einer Karstlandschaft hervor.
Wie eine Karstlandschaft letztendlich aussieht, kann man nicht verallgemeinert sagen, jedoch haben alle gemeinsam, dass sie durch das Einbrechen von Gestein entstehen. Deswegen sind Hohlräume im Gestein ein markantes Merkmal.
Karstlandschaft – Entstehung
Eine Karstlandschaft entsteht überall dort, wo sich Gestein ab- und auflöst. Das Gestein löst sich durch Wasser, das natürliche Säuren enthält. Kalkstein ist dabei besonders löslich.
Übermäßige Niederschläge sind eine natürliche Ursache für die große Menge an Wasser.
Das Wasser fließt sowohl durch Fugen oder Poren, als auch an glatten Oberflächen entlang, wodurch durch teilweise langwierige Lösungsprozesse verschiedene ober- und unterirdische Formen einer Karstlandschaft entstehen.
Je höher der CO2- und Säuregehalt, desto höher ist auch die Intensität des Lösungsprozesses.
Chemische Verwitterung
Die Verwitterung, bei der Karst entsteht, ist in diesem Fall eine chemische, was bedeutet, dass es zu einer Veränderung der chemischen Zusammensetzung kommt. Aus dieser Veränderung der Zusammensetzung folgt, dass bestimmte Minerale mit Wasser und darin gelösten Stoffen reagieren.
Die Verwitterung beschreibt die Zersetzung von Gestein, die aufgrund von natürlichen Faktoren, wie der Witterung geschieht.
Die Kohlensäureverwitterung ist eine Form der chemischen Verwitterung, die ausschließlich bei Kalkstein vorkommt. Durch die Lösung von Carbonaten entstehen Gesteinsformen – die Karstlandschaft.
Bei Carbonaten handelt es sich um anorganische Salze.
Anorganische Verbindungen enthalten keinen Kohlenstoff.
Bei der Kohlensäureverwitterung entsteht durch Hydrolyse aus Kalzit und Kohlensäure Calciumhydrogencarbonat. Calciumhydrogencarbonat ist ein wasserlösliches Salz, das durch das bewegte Wasser weiter abgebaut wird.
Hydrolyse beschreibt den Prozess, bei dem eine chemische Verbindung aufgrund von Wasser in zwei Bestandteile geteilt wird.
Grund dafür, dass Kalkstein so schnell durch Wasser verwittert wird, ist, dass sich Carbonat rasch in Wasser löst. Diese Verwitterung wird auch Verkarstung genannt.
Der Prozess der Verkarstung sorgt dafür, dass sich bereits vorhandene Risse erweitern und neue Risse entstehen. Auf längere Sicht gesehen sorgt das dafür, dass sich unterirdische Bäche bilden, da das Wasser sofort versickert.
Der Prozess der Verkarstung dauert beim Sandstein wesentlich länger als beim Kalkstein, da auch die Sandkörner selbst aufgrund der hohen Porosität angegriffen und aufgelöst werden.
Karstlandschaft – Karsterscheinungen
Da die unterschiedlichen Gesteine jeweils unterschiedlich löslich sind, können die Karsterscheinungen einer Karstlandschaft sehr verschieden geprägt sein.
Die folgenden Typen des Karst sind wesentlich zu unterscheiden:
| Karsterscheinung | Eigenschaften |
| Oberirdischer Karst | Karstform, die an der Oberfläche ausgebildet wurde |
| Unterirdischer Karst | in Höhlen vorzufinden, wo es teilweise zur Bildung kilometerlanger Höhlensysteme kommt |
| Nackter Karst | Gestein, auf dem die Bodendecke fehlt → keine Vegetation vorhanden ist |
| Bedeckter Karst | befindet sich im Untergrund und wird in Gänze bedeckt, sodass keine Karsterscheinungen sichtbar sind |
| Vorzeitlicher Karst | Karsterscheinung, die in der Vergangenheit entstanden ist |
| Aktiver Karst | es bilden sich auch heute noch Karsterscheinungen |
Um ein besseres Bild von den unterschiedlichen Ausprägungen des Karsts zu gewinnen, erfährst Du im Folgenden mehr über die Karsterscheinungen Turmkarst und Glaziokarst.
Karstlandschaft – Turmkarst
Der Turmkarst entsteht durch starke Erosionen und ist eine Form des subtropischen und tropischen Karstes. Die Erosionen entstehen durch Flüsse oder Seen, die besonders viel Wasser beinhalten.
Turmkarst kommt besonders häufig in China vor, wobei die Landschaftsform dort Turmwald genannt wird. In Vietnam, Malaysia, Indonesien und Thailand kommt diese Karstform ebenfalls vor.
Auf Abbildung 1 siehst Du eine Turmkarstlandschaft in China. Die turmförmige Ausprägung des Gesteins lässt auf den Namen schließen.
Abbildung 1: Karstlandschaft in China
Karstlandschaft – Glaziokarst
Glaziokarst wird auch Alpiner Karst genannt und beschreibt eine aktuell aktive Karstlandschaft im Hochgebirge.
Die betroffenen Hochgebirge waren während der Eiszeit vergletschert, weshalb sie alpine Glazialformen aufweisen, jedoch ist keine fluviale Dynamik mehr vorhanden. Die fluviale Dynamik umfasst den Transport von Material im Wasser.
Ein fluvialer Prozess ist die wasserbedingte Formung von Landschaften.
Auf Glaziokarst kommt es aufgrund der ehemaligen Vergletscherung nur sehr langsam zur Bodenbildung. Typische Formen des Glaziokarst sind beispielsweise Karsttreppen, die ein treppenähnliches Landschaftsbild aufweisen.
Karstlandschaft – China
Karstlandschaften machen in China etwa 500.000 km² der Fläche aus. Der Großteil dieser Fläche befindet sich in Südchina. Hier erstreckt sich der Karst über circa 1010 km in Nord-Süd-Richtung und circa 1380 in West-Ost-Richtung.
Ursache für das hohe Vorkommen einer Karstlandschaft in China ist das, im heutigen Südchina lokalisierte, ehemalige Urmeer in dem sich Carbonate ablagerten.
Ein Urmeer ist ein Meer der frühesten Erdzeitalter.
Durch Austrocknung des Urmeers, die durch plattentektonische Prozesse bedingt wurden, entstanden kalkhaltige Landmassen. Diese Landmassen formten dann durch äußere Einflüsse (unter anderem Witterung, Erdbeben, Vulkanismus) die heutigen Karstlandschaften, die in China überwiegend in Form von Turmkarst vorkommen.
Karstlandschaft – Mittelmeer
In vielen Gebirgen Südeuropas sind trotz genügendem Niederschlag kaum Flüsse oder Quellen vorhanden. Grund dafür ist, dass die Gebirge überwiegend aus Kalkstein bestehen und wie Du bislang schon gelernt hast, löst sich Kalkstein in Verbindung mit säurehaltigem Wasser. Es entstehen also Spalten und Rinnen, durch die das Wasser läuft und sich in Höhlen im Gestein sammelt.
Karstlandschaft – Deutschland
Das größte Karstgebiet in Deutschland erstreckt sich von Osterode im Westen bis in die Mansfelder Mulde im Osten. Das verkarstete Gipsgestein tritt hier unter anderem in Form von Höhlen, Dolinen und Steilhängen auf, die jeweils nur den Oberflächenkarst betreffen.
Als Dolinen bezeichnet man schüsselförmige Senken in Karstgebieten.
Abbildung 3 veranschaulicht die erwähnten Dolinen. Zu sehen sind Senken in der Erdoberfläche, die im Untergrund von Rissen im Gestein geprägt sind. Die Risse im Gestein füllen sich wiederum mit Wasser.
Abbildung 3: Doline in Deutschland
Karstlandschaften – Probleme
Auch liegen mögliche Probleme einer Karstlandschaft vor. Etwa können Erdstöße in Karstregionen dazu führen, dass der Boden erschüttert wird oder sogar unter den Füßen wegbricht, weshalb sie häufig als geologisches Risiko-Gebiet eingestuft werden.
Bei den Erschütterungen der Erdstöße handelt es sich nicht um herkömmliche Erdbeben, sondern die Lösungsverwitterung verursacht die Unregelmäßigkeiten.
Karstlandschaften – Gefahren
Ein Beispiel für eine solch gefährdete Karstlandschaft ist der Südrand des Harzes. Das Thüringer Becken, das dort angrenzt, besteht aus ozeanischen Sedimenten, die vor mehreren Millionen Jahren in einem tropischen Flachmeer abgelagert wurden. Das Gestein, wie es heute vorhanden ist, entstand durch kalkbildende Organismen.
Am Südharz zieht sich ein mehrere Kilometer breites Band aus Gips entlang, wovon täglich aufs neue die Gefahr plötzlicher Erdfälle ausgeht.
Gips ist im Vergleich zu Kalk 100 Mal leichter löslich, das heißt circa 2 Gramm kann 1 Liter Wasser aufnehmen. Eine Quelle kann dabei knapp 40.000 Tonnen Gips pro Jahr abtragen und davon schwemmen.
Bei einer Tiefe von bis zu 200 Metern entstehen Höhlen, sobald sich der Gips löst. Irgendwann kann die Höhle dem Druck der aufliegenden Erde jedoch nicht mehr standhalten und bricht ein.
Gefährlich wird es, sobald Häuser oder Straßen über einer Höhle liegen, die von einem Einsturz bedroht ist.
Im Südharz gibt es rund 1000 solcher Erdfälle, wobei es jährlich immer mehr werden.
Karstlandschaft – Das Wichtigste
- Eine Karstlandschaft entsteht durch Lösungsverwitterung in Kalk-, Sand- und Gipsgestein.
- Eine Karstlandschaft entsteht überall dort, wo sich Gestein ab- und auflöst.
- Das Gestein löst sich durch Wasser, das natürliche Säuren enthält.
- Verschiedene Gesteine bringen jeweils andere Formen einer Karstlandschaft hervor.
- Die Kohlensäureverwitterung kommt ausschließlich bei Kalkstein vor.
- Eine Karstlandschaft kann sehr unterschiedlich geprägt sein, da die Gesteine jeweils anders löslich sind.
Nachweise
- Abbildung 3: Doline Häften (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c4/Doline_H%C3%A4ften_03.jpg/1280px-Doline_H%C3%A4ften_03.jpg) von Schorle (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Schorle) unter der Lizenz CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en)
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