Der tropische Kegelkarst

Der Tropische Kegelkarst

Der Kegelkarst ist eine Form des tropischen Karstes, dessen Verkarstung sich nach der tektonischen Hebung eines Gebietes vollzieht. Durch Lösungsabtrag und oberflächliche Entwässerung entsteht ein Kuppenrelief. Zwischen den einzelnen Kuppen findet man flache Hohlformen, sogenannte Cockpits. Aus dem Kegelkarst entsteht schließlich der Turmkarst.

1. Verbreitung

Der Kegelkarst ist ein gesteins und klimabedingtes Karstphänomen, daher beschränkt sich seine Verbreitung auf die Kalkgebiete der Tropen, Randtropen und die sommerheißen Gebiete Monsumasiens ( hier speziell auf die warmen Tieflandgebiete ). Gebiete in den Subtropen oder in den gemäßigten Breiten, wie zum Beispiel in Polen, Ungarn oder auf der Schwäbischen Alb sind entweder Vorzeitformen des Tertiärs und der Kreidezeit und sind in den meisten Fällen nicht zweifelsfrei als Kegelkarst zu identifizieren. Vorraussetzungen für die Entstehung des Kegelkarst sind in den genannten warmen Zonen neun humide Monate sowie reine, dickbankige Kalke, da sich ansonsten Dolinenkarst bildet. Die höhenbedingte Grenze der Verbreitung von Kegelkarst ist abhängig von der geographischen Breite der Vorkommen. So liegt die Grenze in Südchina bei ca. 1800 Meter, während sie in Neuguinea bei 2900 Metern liegt. Gebiete wo Kegelkarst besonders ausgeprägt ist sind zum Beispiel das Goenoeg Sewoe auf Java, Cockpit Country auf Jamaika, Süd China sowie Tabasco Mexiko.

2. Ausprägung der Formen

Kegelkarstgebiete zeichnen sich aus durch eine große Anhäufung von Vollformen, die je nach Herkunftsort 30 bis über 100 Kuppen pro Quadratkilometer aufweisen, diese können völlig willkürlich über das Gebiet verteilt sein. Eine perlschnurartige oder halbkreisförmige Anordnung ist aber ebenso möglich. Ein generelles Streichen der Kuppen ist vielfach vorhanden. Die Kuppen sind unterschiedlich ausgebildet und reichen von relativ flach geneigten Formen bis hin zu steilen und sogar asymmetrischen Türmen. Die räumliche Verteilung der einzelnen Formen auf die Kegelkarstgebiete zeigt, daß die Ausprägung der Kuppen zum Teil petrographisch bedingt ist. Nahezu alle Kegelkarstgebiete zeigen andererseits, daß die turmartigen Formen stets in der Nähe und im Niveau der Karststrandebenen dominieren, so daß die Entstehung der Gebiete über die Kuppenformen mitentscheidet. Die Hohlformen, welche man zwischen den Kuppen findet, sind sternförmig mit nach innen gebogenen Begrenzungslinien ausgebildet. Die Höhendifferenz zwischen den Vollformen und Cockpits kann knapp über 10 Meter betragen, es können aber auch Werte von über 100 Metern auftreten. Dies ist abhängig von der Heraushebung des Gebietes gegenüber dem Vorfluter. Die Cockpits ( wannenförmige Dolinen ) können völlig isolierte Einzelformen sein, in diesem Fall ist das Karstgebiet jedoch fast komplett unpassierbar. Im Gegensatz dazu hängen die Cockpits besonders im Niveau von Karststrandebenen sowie im Bereich der Karstwasserfläche netzartig zusammen und die Vollformen zwischen den jetzt flachen Hohlformen sind nur noch vereinzelt vorhanden, so daß eine von flachen Hohlformen durchsetzte Ebenheit mit aufgesetzten Türmen die große Spannweite der Formen aufzeigt. In die Cockpits sind Verwitterungsresiduen eingelagert und während des jahreszeitlich bedingten Anstiegs der Karstwasserfläche fluviale und äolische Sedimente. Bei Analysen stellten Wissenschaftler fest, daß die Füllungen eine große Spanne von allitischen und siallitischen Tonen, von schluffigen Substraten bis zu stark quarzhaltigen Sanden einnehmen. Bei der Cockpitmorphologie trifft man auf unterschiedlichste Phänomene. Man findet Cockpits mit ebenem Aufschüttungsboden, welcher zu den umgebenden Kuppen in flachen Schwemmkegeln ansteigt. Des weiteren findet man in bestimmten Cockpitböden junge Erdfälle und in den meisten Kegelkarstgebieten sind innerhalb der Cockpits ( meist in Kuppennähe ), eingetiefte Stellen vorhanden, wobei dort der anstehende Karst sich mit offenen Spalten zeigt. Zu diesen Schluckstellen führen die Rinnen, welche sich in den Cockpittfüllungen befinden. Es kommt auch vor, daß bei sehr tonreichen Füllungen sich Wasser in den Cockpits staut und sich Vernässungszonen oder mehrere kleine Seen bilden. Bei solchen Fällen sind die Ankerbungen und Fußhöhlen an der Kontaktstelle zwischen Cockpitfüllung und den Kuppen deutlich ausgebildet, und die Vollformen weisen turmartige Formen auf. Forschungen haben ergeben, daß die unter den Einlagerungen verborgene Gesteinsoberfläche zwischen weniger steilen und den weit über dem Vorfluter gelegenen Kuppen kesselartig und trichterförmig ist,1 und daß innerhalb eines Cockpits mehrere dieser Formen auftreten können. Cockpits näher dem Vorfluterniveau sowie Bereiche turmartiger Vollformen nah den Karststrandebenen zeigen einen tieferen Teil auf, von welchem ebene, nur sehr gering aufsteigende Felsflächen zu den Kuppen führen.

3.Die Entstehung des Kegelkarst

Bei gegebenen petrographischen und klimatischen Voraussetzungen, wie bereits erwähnt, bildet sich bei Heraushebung eines Kalkgebietes zuerst in geringer Höhe über der allgemeinen Erosionsbasis ein Gewässernetz aus, das bei stärkerer Hebung verkarstet und abflußlose Hohlformen entstehen. Diese Hohlformen können auch ohne ein vorliegendes rudimentäres Gewässernetz entstehen. Bei Analysen dieses Initialstadiums, welches durchaus als Dolinenkarst bezeichnet werden kann, wurden eine große Anzahl von Hohlformen nachgewiesen. Die Ursache für diese mit fast gleicher Größe und Dichte das Gebiet überziehenden Hohlformen ist jedoch noch nicht komplett bekannt. Versuche, dies durch marin entstandene Vorformen zu deuten, sind bisher nicht völlig weiterverfolgt worden. Entscheidend für die Genese des Kegelkarstes wird nun, daß in diesem Ausgangsrelief ein rasches Tiefenwachstum der Hohlformen erfolgt. Beobachtungen bei diesen Prozessen zeigen, daß Abspülvorgängen einen große Bedeutung zukommt. Durch den Einfluß tropischer Starkregen wird trotz Vegetationsbedeckung Feinmaterial von den nur wenig höheren Bereichen abgeschwemmt und in Hohlformen angesammelt. Die höheren Bereiche zeigen nur eine spärliche Bodenbedeckung, vielfach tritt Fels zutage. Der bedeckte Karst wandelt sich in einen teilweise nackten Karst um. Dies bewirkt in der Folgezeit eine differenzierte Korrosion. Die höheren Reliefteile mit nur spärlicher Bodenbedeckung weisen durch die rasche Diffusionsmöglichkeit nur geringe CO2-Gehalte in der Bodenluft auf. Das nicht sehr aggressive Niederschlagswasser läuft schnell ab, und die höheren Reliefteile werden nicht sehr stark von der Korrosion angegriffen. Im Gegensatz dazu sammelt sich das Wasser in dem mit tonreichen Sedimenten erfüllten flachen Hohlformen. Der CO2- Gehalt der Bodenluft in den Sedimenten erreicht meist mehrere Volumenprozent, und beim langsamen Durchsickern gewinnt das Wasser an Lösungsfähigkeit und es kommt zu starker Korrosion. Die Folge ist ein schnelles Tiefenwachstum der Hohlformen und durch die weitere Differenzierung des Reliefs eine Selbstverstärkung dieses Effekts. Es entstehen steile Vollformen, deren Hänge einerseits einen niedrigen Regenanteil abbekommen als die ebenen Cockpits und durch die Korrosion und Bodenabspülung nur gering angegriffen werden. Die hohen Kalkkuppen sind edaphisch trocken, wie man an der Vegetation erkennen kann, während sich die Cockpits als besonders feuchte Vegetationsstandorte auszeichnen. In den Cockpits auftretende Dolinen und Erdfälle zeigen das schnelle Tiefenwachstum der Cockpits an. Im Bereich der Hohlformen auftretende Schwundstellen und Ponore, durch die die Cockpitfüllung zerschnitten wird, sind nur eine Modifizierung des Vorganges, welche darauf deuten, daß durch Erosionsprozesse Verwitterungsresiduen aus dem Gebiet herausgetragen werden. Das Tiefenwachstum der Cockpits endet entweder im Niveau des Vorfluters oder wenn die Cockpits die Karstwasserfläche erreichen. es ist ebenfalls möglich, daß im Inneren eines Cockpits soviel Verwitterungsmaterial angesammelt ist, daß hierdurch der Cockpitboden abgedichtet wird und eine Seitenkorrosion einsetzt. Die Ausweitungen der Cockpits zur Seite hin bewirkt, daß die Kalkkuppen durch Kerben und Fußhöhlen unterschnitten werden, und daß in Gebieten, wo zwischen verkarster Ausgangsfläche der Cockpits nicht so große Höhenunterschiede oder über lange Zeiträume stabile Vorfluterverhältnisse bestanden, ein sehr rasches Zusammenwachsen der Cockpits erfolgen kann und eine von flachen Hohlformen durchsetzte, mit Alluvionen bedeckte Felsfläche mit vereinzelten Türmen entstehen kann. Fallen in einem Kegelkarstgebiet sehr viele Verwitterungsresiduen an und werden diese nicht aus dem Gebiet entfernt, dann umgeben sich die Kuppen mit Schleppen von Verwitterungsmaterial, und die Formen treten nicht so deutlich zum Vorschein. Es entsteht ein degradierter Kegelkarst. Aufgrund dieser Fakten lassen sich außer den bereits erwähnten eine Reihe von Bedingungen für die Kegelkarstbildung erfassen. Kegelkarst wird bildet sich nicht, wenn das schnelle Tiefenwachstum der Cockpits unterbleibt. Dies kann bedingt sein dadurch, daß das Gebiet eine ungenügende Höhenlage über dem Vorfluter hat, oder wenn dünnbankige Gesteine das Eindringen des Wassers hemmen. Es trifft auch zu, wenn Verwitterungsprodukte unreiner Kalke und Verwitterungsdecken mit quellfähigen Tonmineralien, die Klüfte kolmatieren. Wenn außerdem das Ausgangsrelief mit großem Mengen von Verwitterungsresiduen bedeckt ist und somit auch die Bildung flacher Hohlformen keine Differenzierung in höher gelegene Bereiche mit dünner Gesteins oberfläche und Hohlformen mit mächtigeren Verwitterungsdecken ermöglicht und damit die Korrosion versagt wird und schließlich Vegetation und Niederschläge zwar eine Bodenbedeckung ermöglichen, daß aber unter der Vegetation keine Bodenerosion erfolgt und somit alle Reliefteile tiefer gelegt werden.

Literaturverzeichnis:

Karl-Heinz Pfeffer , Erträge der Forschung : Karstmorphologie ( 1978 ) Herbert Louis , Allgemeine Geomorphologie Diercke : Wörterbuch der allg. Geographie Band 1+2 Harald Bögl , Geologie in Stichworten ( 1986 ) H. Lehmann , Zeitschrift für Geomorphologie N.F. , Karstmorphologie ( 1960 ) R.G. Spöcker , Forschungen zur Deutschen Landeskunde : Zur Landschaftsentwicklung im Karst des oberen und mittleren Pegnitz - Gebietes ( 1952 ) Hartmut Le ser , Das Geographische Seminar : Geomorphologie

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