Nov11

Mit Travertin ausgekleidete Wand im Bahnhof Milano Centrale.Vielleicht planen Sie dieses Jahr Christmas-Shopping in Mailand? Dann werfen Sie einen Blick auf die Gesteine im Hauptbahnhof Milano Centrale. Die Wände sind mit Travertin ausgekleidet. Travertin ist ein poröser Kalkstein, der sich als chemische Ausfällung an Süsswasserquellen bildet, welche an CO2 übersättigt sind. Dabei spielt die Quellwassertemperatur keine Rolle; Travertin oder Kalktuff kann sich sowohl an kalten wie auch an heissen Quellen bilden.

Das gebänderte Gestein besteht fast ausschliesslich aus Calciumcarbonat CaCO3. Kleine Mineralbeimengungen sorgen für die gelb-rötlich-braune Farbe.

Eck-Detail aus Travertin am Bahnhof von Mailand.Travertin kommt weltweit vor; die Vorkommen sind aber meist eher bescheiden. Voraussetzung ist zudem das Vorhandensein von Kalken oder Marmoren in der Nähe, welche dem Wasser als Calcium- und Carbonatquelle dienen können. Die meisten Kalktuffe entstanden im Quartär. Bei der Kalkbildung werden häufig Pflanzenteile eingeschlossen, welche sich zersetzen und so für Hohlräume sorgen. Die Hohlräume können nachträglich ebenfalls mit Kalk gefüllt werden. Das poröse Gestein ist frostfest und sowohl als Baustein wie auch Dekostein beliebt und wird vor allem da eingesetzt, wo lokale Travertinvorkommen existieren.

Eindrückliche Sinterbildungen liegen heute in der Türkei bei Pamukkale oder im Yellowstone National Park in den USA.

Wohin geht Ihr Weihnachtsshopping dieses Jahr?

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Aug19

Blick vom Creux du Van ins Vallée des Ponts. Das Tal befindet sich in der Faltensohle und die Schenkel sind bewaldet.Im Norden und Nordwesten der Schweiz erstreckt sich der Jura, welcher in Falten- und Tafeljura unterteilt wird.

Der Druck der entstehenden Alpen wirkte sich vor 15 bis 10 Millionen Jahren bis in die Nordschweiz aus. Dieser Druck faltete dort die Gesteinsschichten zum Faltenjura. Der Faltenjura hat seinen östlichsten Ausläufer in der Lägern bei Baden AG und erstreckt sich über 300 km weit bis nach Frankreich. Flüsse und Strassen folgen mehrheitlich den Längstälern. Der Faltenjura wird nur an einzelnen Stellen von einer Klus (Flussdurchbruch) durchbrochen, wo dann häufig auch eine Strasse durchführt. Strassenverbindungen führen auch über Pässe oder durch Tunnels. Bei den Falten handelt es sich hier häufig um so genannte Kofferfalten mit steilen Schenkeln und einem flachen Scheitel. Die Auffaltungen ermöglichen in Tunnels einen Zugang zu Gesteinsschichten, die im Mittelland vielerorts in relativ grosser Tiefe liegen.

Am La Dôle bei Genf sind Kalksteine aus der Kreidezeit im Faltenjura aufgefaltet.Der Tafeljura grenzt nördlich an den Faltenjura und deckt im Wesentlichen den Kanton Schaffhausen, die Nordschweiz einschliesslich Basel sowie die Ajoie im Kanton Jura ab. Der Tafeljura besteht aus der Sedimentbedeckung des Südschwarzwaldes und ist entlang Brüchen in grosse Schollen zerbrochen.

Im Jura dominieren Kalk-, Mergel- und Tongestein sowie Anhydrit/Gips. Letztere vereinfachen die Faltenbildung, da sie als Gleitmittel dienen.

Falten oder Tafel. Welcher Jura-Teil gefällt Ihnen besser – warum?

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Aug05

Kieshaufen am Rhein bei RheinfeldenDie Schweiz ist steinreich und kann ihren Bedarf an Sand und Kies problemlos selber decken. Kies und Sand bilden wert- und volumenmässig die bedeutendsten Rohstoffe in der Schweiz und werden zum grössten Teil im Mittelland abgebaut. Hier wurde der Kies während der Eiszeiten von den zahlreichen Schmelzflüssen in mächtigen Abfolgen abgelagert. Auf den eiszeitlichen Ursprung deuten auch die Fossilien von arktischen Säugetieren, die immer mal wieder in Kiesgruben gefunden werden, allen voran die eindrücklichen Mammutzähne. Die eiszeitlichen Schotter in den Talfüllungen sind wichtige Grundwasserspeicher und –leiter.

Kies wird mit Baggern abgebaut, per Lastwagen oder Förderband ins Kieswerk transportiert und dort gewaschen und gesiebt. Der Sand und die verschiedenen Korngrössen-Fraktionen finden ihren Einsatz vor allem in der Baubranche bei der Herstellung von Beton aber auch im Strassenbau.

Flusskies (ca. 5-7cm Durchmesser)Ausgebeutete Kiesgruben werden wieder renaturiert. Entweder werden sie zuerst mit Ausbruchmaterial oder Bauschutt verfüllt und dienen dann als Landwirtschaftsland oder die Gruben bleiben als solche bestehen und bieten Heimat für eine Vielzahl von Pflanzen und Tieren. Aber selbst in einem aktiven Abbaugebiet wird auf eine biologische Verträglichkeit geachtet. So werden in Kiesgruben in inaktiven Bereichen extra Löcher ausgehoben, in denen sich Wasser sammeln kann und Amphibien Zuflucht finden.

Kies im Flussbett oder Kies im Portemonnaie?

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Jul22

Schematische Zeichnung mit Z-, M- und S-Falten, welche auf die grosse Faltengeometrie schliessen lassen.Verfaltete Gesteine gibt es in allen Grössen. Im einfachsten Fall unterscheidet man S-, Z- und M-Kleinfalten, um die Orientierung einer Grossfalte abzuleiten. M-Falten bilden sich im Scheitelbereich einer Grossfalte während S- und Z-Falten auf den Schenkeln entstehen (siehe Abb.). Eine S-Falte zeigt, dass der Scheitel linker Hand liegt, bei Z-Falten liegt er rechts.

Folgen mehrere Faltungsereignisse aufeinander, können bei unterschiedlicher Faltungsrichtung dreidimensional komplexe Muster entstehen.

Solche Kleinfalten lassen sich in den Bündnerschiefern beobachten, die in weiten Teilen der Alpen vorkommen, sowohl im Bündnerland als auch in den Walliseralpen. Als Bündnerschiefer werden Gesteine bezeichnet, die in der Jura- M-Falten in Bündnerschiefern in der Viamala-Schlucht (GR). Ausschnitt ca. 30 cm breit.und Kreidezeit im Meeresbecken zwischen Europa und Afrika abgelagert wurden. Die kalkig-mergeligen oder tonig-sandigen Gesteine dienten als Gleithorizonte zwischen den kristallinen Überschiebungspaketen und wurden stark deformiert. Ein eindrücklicher Aufschluss von kreidezeitlichen Bündnerschiefern bietet die Viamala-Schlucht südlich von Thusis. Der Hinterrhein hat sich hier in der Nacheiszeit tief ins Gestein gefressen.

Falten in hartem Gestein – welche Beispiele beeindrucken Sie?

 

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Apr01

Meeresstrand mit grossem Fährschiff. In Ufernähe kommt meist mehr und gröberes Material zur Ablagerung.Steine wachsen in der Regel seeeehr langsam. In den Meeren gibt es Ablagerungsräume, wo neue Gesteine unterschiedlich schnell entstehen können.

Im Uferbereich kann die Sedimentationsrate je nach Topographie des Hinterlandes relativ hoch sein durch den Eintrag vom Festland. Im Mississippi-Delta gelangen im Durchschnitt 200 mm pro 1000 Jahre zur Ablagerung. Korallen, welche ein Kalkskelett abscheiden, wachsen etwa 1 cm in 100 Jahren. Im Schelfbereich – der Meeresbereich am Rande der Kontinente bis in eine Meerestiefe von 200 m – kommen rund 10–60 mm zur Ablagerung. In der Tiefsee sind die Ablagerungsmengen sehr gering. Radiolarienschlamm, ein Schlamm aus Einzellern mit einem kieseligen (aus Quarz) Skelett, entsteht nur gerade mal 2–10 mm pro 1000 Jahre. Auch Tone bilden nicht mehr als 1–15 mm pro 1000 Jahre.

Irgendwo auf dem weiten Meer. Hier begegnet man beim Eindunkeln nicht Fuchs und Hase sondern höchstens einem Frachter in der Ferne. Im offenen Meer lagert sich nur sehr wenig feines Material ab.Immerhin, wenn 1000 m Meerwasser verdunsten würden ohne weiteren Wassereintrag, dann blieben etwa 15 m Verdunstungsgesteine (Evaporite), wozu verschiedene Salze gehören.

Zum Vergleich, weils grad in die Vorosterzeit passt: Die Schalendicke eines Hühnereis beträgt 0,2 bis 0,4 mm. Rechnen wir mit 0,3 mm pro Eierschale und 300 Eiern pro Jahr, dann würde ein Huhn in 100 Jahren eine Kalkschicht von 9 Metern produzieren!

Heisst das nun, Hühner sind produktiver als Korallen?

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Mrz25

Das Maggiadelta im Lago Maggiore bei Locarno (Tessin, Schweiz)Wir wissen, dass Steine aus vergangenen Zeiten erzählen können. Aber wie viel Zeit steckt eigentlich in einem einzelnen grauen Kiesel, den wir im Flussbett kaum beachten?

Ablagerungsgesteine entstehen an vielen verschiedenen Orten – in Flüssen, in Seen, im Meer, durch Windverwehungen in sandigen Gebieten, durch Gletscher oder Vulkane. Und für all diese Ablagerungsmilieus gibt es keine einheitlichen Sedimentationsraten, viel zu viele Parameter spielen jeweils mit; von einem Millimeter pro 1000 Jahre bis zu 1m pro Tag ist alles möglich.

In Seen bilden sich etwa 1-2 mm pro Jahr. Vor allem in Seen, die im Winter zufrieren, lässt sich nicht nur eine jährliche sondern eine halbjährliche Schichtung erkennen. Im Sommer entsteht eine dünne Schicht heller Ablagerungen. Im Winter wenn der See zugefroren ist, kommt kein neuer Eintrag und die dunklen Tonpartikel, die im bewegten See in Schwebe gehalten wurden, können absinken und bilden eine dünne dunkle Schicht. Ein Paket aus einer hellen und einer dunklen Schlammlage bildet eine Warve und stellt ein Jahr dar. Die Warven lassen sich zählen und gewähren Einblick in die vergangenen paar Zehntausend Jahre – vergleichbar mit den Wachstumsringen von Bäumen.

In Seen, die von einem Fluss durchflossen und gespeist werden, lagert sich im Mündungsbereich am meisten Material ab. Gerade nach Starkniederschlägen kann in einem Delta an einzelnen Tagen auch mal ein ganzer Zentimeter Material deponiert werden.

Bis zu einem Meter Material kommt bei Hangrutschungen unter Wasser am Seegrund zur Ablagerung.

Wie die Situation in den Ozeanen aussieht, bespreche ich ein ander Mal an dieser Stelle.

Es fehlt noch die Antwort auf die eingangs gestellte Frage. Nehmen wir an, der Stein ist im See entstanden, dann sind mindestens 50 Jahre in einem 5 cm grossen Stein enthalten; nach der Ablagerung wird das Material ja auch noch zusammengedrückt während es zu hartem Stein wird.

Wo stellen Sie sich sonst noch die Frage nach der Entstehungsgeschwindigkeit?

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Nov19

Natürliches Felsentor Pont d'Arc am Eingang zur Gorges de l'ArdècheFelsbögen können auch entlang mäandrierender Flüsse entstehen. Wie Brücken durch Erosion in zerklüftetem Gestein entstehen, war letzte Woche hier nachzulesen.

Am Prallhang einer Flussschlaufe arbeitet sich der Fluss stetig ins Gestein vor; hier ist die Erosion am stärksten. Dabei können sich zwei Flussschlaufen stark annähern, sogar so stark, dass sie sich verbinden. Fliesst der Fluss in einer ebenen Landschaft, kommt es beispielsweise bei einer Überschwemmung einfach zum Durchbruch und der Fluss fliesst danach geradeaus weiter. Die bisherige Flussschlaufe wird zu einem Altarm und verlandet möglicherweise mit der Zeit. Fliesst der Fluss aber bereits in einem vertieften Tal, erfolgt der Durchbruch lochartig. Bis es so weit ist, dauert es aber meist zig Hundert bis Tausend Jahre. Das hängt im Wesentlichen von der Fliessgeschwindigkeit des Wassers und der Beschaffenheit des Gesteins ab. Das Loch wird durch die anhaltende Flusserosion grösser und ein Steinbogen entsteht, wo der Fluss neu hindurch fliessen kann. Ein imposantes Felsentor befindet sich mit dem Pont d’Arc am Eingang zur Gorges de l’Ardèche in Südfrankreich.

Steter Tropfen höhlt den Stein – gibt es noch weitere passende Sprichworte?

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Die Lösung

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