2

Inhalt

1  Einleitung  4

2  Entstehungsbedingungen  5

2.1  Karstgesteine  5

2.1.1  Chemische Prozesse bei der Lösung von Carbonaten  6

3  Das Erscheinungsbild von Karstlandschaften.  8

3.1  Oberirdische Formen.  8

3.1.1  Nackter Karst  9

3.1.1.1  Karren  9

3.1.2  Bedeckter Karst.  12

3.1.2.1  Poljen  13

3.1.2.2  Dolinen.  14

3.1.3  Extremformen der Karstentwicklung  16

3.1.3.1  Cockpitkarst und Kegelkarst  16

3.2  Unterirdischer Karst.  18

3.2.1  Hydrologische Voraussetzungen  18

3.2.2  Karsthöhlen.  19

4  Literatur  20

4.1  Internet - Quellen  21

3

Abbildungsverzeichnis   

Abb.  1 Kluft- und Spitzkarren  

Abb.  2 Die Einteilung der Carbonate.  

Abb.  3 Agua Azul - Sinterkalkterrassen in Chiapas, Mexico.  

Abb.  4 Karren  

Abb.  5 Bedeckter Karst.  

Abb.  6 Polje de Líbar (Malaga)  

Abb.  7 Einsturzdolinen in Didyma (Griechenland)  

Abb.  8 Karstlandschaft schematisch.  

Abb.  9 Die Entstehung von Cockpits und Kegelkarst  

Abb  10 Kegelkarst in Chiapas  

4

1 EINLEITUNG

Karstlandschaften enthalten eine Vielzahl unterschiedlicher und außergewöhnlicher Landformen. Sie entwickeln sich dort, wo die Lösungsverwitterung von Gestein, insbesondere Kalkstein, besonders aktiv ist. Das trifft vor allem auch auf die dalmatinische Küstenregion (Nord-Jugoslawien) zu, die (namensgebend) Karst genannt wird (STRAHLER, 419). Karst ist ausserdem die deutsche Bezeichnung für das slowenische Wort „kras“ (AHNERT, 311), was so viel wie „kahler steiniger Boden“ bedeutet. Es beschreibt Kalksteingebiete mit unterbrochener oder dünner Bodenbedeckung, zahlreichen Senken ( SUMMERFIELD, 1 48), unterschiedlich großen trichterförmigen Vertiefungen, Wannen, Schloten, unregelmäßig verteilten Hügeln ( BRINKMANN, 180) und einem gut entwickelten unterirdischem Entwässerungssystem mit Höhlen, sowie allen Erscheinungsformen, die der Lösungsfähigkeit von Kalkstein zuzuschreiben sind (SUMMERFIELD, 148). Karstlandschaften fehlt eine normale Oberflächenentwässerung. Sofern Flussläufe überhaupt vorhanden sind, so sind diese zumeist sehr kurz (PRESS & SIEVER, 267). Die Entstehung und die Eigenschaften dieser Formen wurden erstmals in den Karstgebieten Sloweniens durch CVIJIC (1893) untersucht, auf den nicht nur die Sammelbezeichnung Karstformen, sondern auch die Namen einiger Formtypen zurückgehen (AHNERT, 311).

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den vielfältigen Karsterscheinungen, deren Entstehung und Entstehungsbedingungen. Darüber hinaus werden Beispiele ausgewählter Regionen der Erde vorgestellt.

5

2 ENTSTEHUNGSBEDINGUNGEN

Karstformen sind gesteinsabhängige Formen. Entscheidend für die Formbildung des Gesteins ist dessen Löslichkeit (? 2.1.1). Der wichtigste exogene Faktor ist somit flüssiges Wasser, das ausreichend vorhanden sein muss. Die Entwicklung von Karst wird sowohl durch lange Trockenzeiten als auch Frostperioden behindert. Daher sind Karstformen am besten in ganzjährig feuchten Klimaten entwickelt. Eine weitere Voraussetzung für die Ausbildung von Karst ist die Durchlässigkeit des Gesteins. Auf dem Weg zum Grundwasser fließt das Niederschlagswasser durch die Klüfte und Poren in das Gestein und löst dieses. Außerdem ist eine hohe mineralogische Reinheit des Gesteins (? 2.1) notwendig, also ein möglichst geringer Anteil an unlöslichen Bestandteilen (AHNERT, 311).

2.1 KARSTGESTEINE

Es gibt drei Gesteinsgruppen, die leicht löslich gegenüber Wasser und wässrigen Lösungen sind: Salzgesteine (Evaporite), Carbonatgesteine und lösliche Silikatgesteine ( PFEFFER, 7). Salzgesteine sind am löslichsten. Deshalb kommen sie an der Landoberfläche in humiden Regionen nicht vor. Selbst in ariden Gebieten bilden sie nur äußerst selten größere Gesteinskörper. Am häufigsten sind Karstformen auf Kalken, da Carbonatgesteine am weitesten verbreitet sind (AHNERT, 311). Die gesteinsbildenden Minerale sind vor allem Calcit (CaCO 3 ) und Dolomit (CaMg(CO 3 ) 2 ) (PFEFFER, 8). Kalkstein wird definiert als ein Gestein, das mindestens 50% CaCO 3 enthält, und kommt fast immer als Calcit vor. Gesteine, in denen mehr als 50% des Carbonats als Dolomit vorkommen, werden als Dolomit bezeichnet (SUMMERFIELD, 148) (?Abb. 2). Das Gestein wird zunächst durch chemische Verwitterung (Carbonatisierung ? 2.1.1) angegriffen und dadurch leicht löslich. Ein weiteres karstbildendes Gestein ist Gips, ein Hydrat des Calciumsulfats (CaSO 4 x 2H 2 O). Die Löslichkeit des Gipses erhöht sich mit einer Temperatur-Zunahme bis 37°C. Eine deutliche Verstärkung der Lösungsvorgänge wird auch die Anwesenheit von im Wasser gelöstem Salz hervorgerufen ( PFEFFER, 7). Sandsteine sind in begrenztem Umfang, je nach chemischer Zusammensetzung, lösbar. Hier spricht man auch von Pseudokarst. Die Karst-ähnlichen Formen werden durch die langsame Quarz-Auflösung gebildet (SUMMERFIELD, 148). Granit ist ein Sonderfall, da Granit nur unter extremen Temperaturbedingungen lösbar ist und Granitkarst deshalb nur aus einzelnen Regionen in den Tropen bekannt ist (DUDECK).

(nach PFEFFER, 9)

2.1.1 CHEMISCHE PROZESSE BEI DER LÖSUNG VON CARBONATEN

Carbonatgesteine wie Calcit oder Dolomit gehören zu den in humiden Regionen am schnellsten verwitternden Gesteinen. So können sich in Kalksteinformationen Höhlen bilden, denn das Wasser im Untergrund löst große Mengen an Carbonatmineralien (PRESS & SIEVER, 126). Die Lösung von Kalk durch Wasser wird als Korrosion bezeichnet (ZEPP, 237 f.). Grundvoraussetzung dafür ist jedoch das Vorhandensein von gelösten Ionen und CO 2 , das aus der Luft in das Wasser diffundiert (PFEFFER, 9) und sich dort mit dem Wasser zu Kohlensäure verbindet (? Abb. 5): CO 2 (gelöst) + H 2 O ? H 2 CO 3

Die im Wasser gelöste Kohlensäure löst Kalkstein nach folgender vereinfachten Gleichung auf:

Calcit + Kohlensäure ? Calciumion + Hydrogencarbonation ^{2+ -} CaCO 3 +H 2 CO 3 ? Ca + 2HCO 3 (PRESS & SIEVER, 126)