Karsthöhlen – Entstehung, Tropfsteine

Karsthöhlen zählen aufgrund ihrer bizarren Tropfsteinbildungen zu den spektakulärsten Höhlenformen. Die Höhlenentwicklung steht mit den übrigen Karstformen in Wechselbeziehungen. Manche Formen, wie Einsturzdolinen oder Erdfälle, setzen Höhlenbildung voraus. Man kann grundsätzlich zwischen Lösungs– und Einsturzhöhlen unterscheiden.

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Bei den Höhlen im Carlsbad-Caverns-Nationalpark in New Mexico (USA) handelt es sich um einige der tiefsten Kalksteinhöhlen der USA
Bildquelle: https://pxhere.com/de/photo/780089

Entstehung von Karsthöhlen

In der ersten Phase bilden Klüfte die Leitlinien der Lösungsverwitterung. Sie stehen oft in Verbindung mit unterirdischen Hohlräumen, welche zum Teil wasserführend sein können. In der zweiten Phase weitet fortschreitende Lösung die Hohlräume aus, wozu auch der Abbruch des Höhlendaches beiträgt.

Schließlich kann im dritten Schritt ein Höhlensee entstehen, an dessen Grund das abgestürzte Material des Höhlendaches liegt. Am Höhlendach können Tropfsteine entstehen. Sie werden vom kalkhaltigen Sickerwasser, das über Klüfte, Spalten, Fugen und Schichtflächen eindringt, ernährt (Leser 2003).

Große Karsthöhlen bestehen häufig aus mehreren Stockwerken von Höhlengängen, zwischen denen meist nur enge, an Kluftkreuzungen gebundene Röhren und Schächte eine Verbindung herstellen, da der Karstwasserspiegel nicht lange in diesen Zwischenhöhlen lag.

Tropfsteine

An der Decke von Höhlen können sich Tropfsteine bilden. Sie sind Ausfällungen von Calcit (CaCO3). Der Kalk bleibt gelöst, solange im Wasser ein Gleichgewicht zwischen COund CaCO3 gegeben ist. Wenn das im Gestein nach abwärts sickernde und mit gelöstem Kalk gesättigte Wasser an der Höhlendecke tropfenweise austritt, gibt es CO2 an die Höhlenluft ab und kann daher nicht mehr so viel Kalk in Lösung halten wie vorher.

Das überschüssig gewordene Calciumcarbonat wird daraufhin an der Austrittsstelle des Wassers in Form des Minerals Calcit ausgefällt. Wiederholte Ausfällungen an derselben Stelle der Höhlendecke erzeugen einen Calcitzapfen (Stalaktit), welcher ähnlich wie ein Eiszapfen wächst, da das kalkhaltige Wasser an ihm herunterläuft.

Vom Ende des Stalaktiten tropft das Wasser auf den Höhlenboden. Die Erschütterung beim Aufschlag des Tropfens bewirkt eine weitere Freisetzung von CO2, wodurch auch am Höhlenboden Calcimcarbonat ausgefällt wird. Langzeitliche Wiederholung des Vorgangs an derselben Stelle führt zum Aufbau eines meist steilen Calcitkegels (Stalagmit). Stalagmiten können auch mit Stalaktiten zu einer Tropfsteinsäule zusammenwachsen (Ahnert 2009).

stalagtiten-stalagmiten
Stalagtiten hängen von der Decke, während Stalagmiten nach oben wachsen. Merken kann man sich den Unterschied anhand des T in der Mitte der beiden Wörter: der obere Querstrich steht für die Höhlendecke, der senkrechte Strich im T ist der hängende Stalagtit.
Bildquelle: https://pxhere.com/de/photo/1054390

Quellen

Ahnert F. (2009): Einführung in die Geomorphologie. 4. Aufl., Stuttgart.

Leser, H. (2009): Geomorphologie, 9. Aufl., Braunschweig.

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