Nov04

Die Grosse Mauer nahe Peking. Dieser Abschnitt wird langsam von der Natur zurückerobert.Sie ist weltberühmt, über 8000 km lang und hat ihren Ursprung vor 2500 Jahren: die Grosse Mauer in China. Und sie ist nicht aus dem Weltall zu erkennen, obwohl sich dieses Gerücht hartnäckig hält. Die Chinesische Mauer ist zwar lang, doch mit einer Breite von nur rund 10 Metern immer noch zu klein, um aus grosser Distanz erkennbar zu sein; aus einem Linienflugzeug sieht man die Mauer, aus dem Weltall aber nicht.

Doch woraus besteht dieses grosse Bauwerk?

Jeder Abschnitt widerspiegelt bauzeitliche und lokal geologische Einflüsse. Weite Abschnitte besitzen einen Kern aus gestampftem Lehm und eine Aussenseite aus lokalen Materialien. Dazu wurden Steine in Ziegelform gehauen, in Die Grosse Mauer in China. Wie ein Tatzelwurm schlängelte sich die Mauer einst über 2000 km durchs Land.Waldgebieten wurde der Lehmkern mit Holz verstärkt und in der Wüste wurde der Lehmwall unter Sand und Kies begraben. In der späten Hauptbauphase in der Ming-Dynastie (1368-1644) wurde vielerorts ein 6 Meter breites Fundament aus Steinen errichtet und darauf zwei Mauern aus Backsteinen, deren Zwischenraum mit allerlei Material (Holz, Steine, Lehm) verfüllt wurde. Die Tausenden von Wachtürmen und Festungen bestanden in frühen Zeiten aus luftgetrockneten Lehmziegeln, während der Ming-Dynastie wurden dafür Backsteine verwendet. Angeblich wurde Kalk auch mit Reis gemischt, was die Festigkeit erhöhte.

Der Mauerverlauf ist der Topografie angepasst; Felsen und Steilwände wurden einfach in das Bauwerk integriert.

Was finden Sie an der Chinesischen Mauer beeindruckend?

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Sep30

Lehmhaus in den Merian Gärten in Basel.Lehmbauten kennt man traditionell in bäuerlichen Gesellschaften in trockenen Gebieten, wo die Bauten sehr dauerhaft sind. Lehmbauten werden aber auch in unseren Gefilden wieder vermehrt gebaut.

Als Lehm wird eine Mischung aus Ton, Schluff und Sand bezeichnet; er besteht also aus verschieden grossen Gesteinskornfraktionen.

Ein Lehmhaus wird entweder aus ungebrannten Lehmziegeln gebaut, oder ein Holzgerüst wird mit Lehm verfüllt. Für Lehmziegel wird Lehm mit Füllstoffen (Sand, Pflanzenfasern, Stroh, etc.) in Holzrahmen gepresst und dann an der Luft trocknen gelassen. Die Füllstoffe sorgen für Stabilität und eine geringere Dichte. Ziegel aus reinem Ton würden beim Trocknen schnell Risse erhalten, wären sehr schwer und langfristig nicht sehr stabil. Werden Tonziegel gebrannt, erhält man Backsteine – das wäre ein anderes Kapitel.

Detailaufnahme einer Lehmwand. Der Lehm wird mit Füllstoffen wie Sand und Kies gestreckt und stabilisiert.In der Region Basel gibt es gleich zwei Lehmhäuser zu bewundern. 2012 eröffnete das Lehmhaus im Merian Park, das aus gestampftem Lehm besteht und von einer Holzkonstruktion getragen wird. Anfang Mai 2014 nahm Ricola das neue Kräuterzentrum in Betrieb, welches als grösster Lehmbau Europas gilt. Der Lehm stammt aus nächster Umgebung, was zahlreiche Materialtransporte einsparte.

Lehmbauten bieten zudem ein ausgeglichenes Raumklima. Lehm speichert Wärme und gleicht die Luftfeuchtigkeit aus.

Wo gibt es noch weitere Lehmbauten in der Schweiz?

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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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Dez03

Stylolithe in Kalkstein (Photo: Michael C Rygel via Wikimedia Commons)Sind Ihnen in hellem Kalkstein auch schon dunkle Zickzacklinien aufgefallen und Sie haben sich gefragt, wie diese entstanden sind?

Diese sogenannten Stylolithe entstehen durch Drucklösung in optisch homogenen Karbonatgesteinen. Karbonatgesteine enthalten neben Calcit häufig auch noch feine Tonpartikel. Unter erhöhtem Druck wird Calcit stellenweise weggelöst, während die Tonpartikel zurückbleiben. Mit der Zeit reichern sich die dunklen Tonplättchen auf Drucklösungsflächen an und bilden hauchdünne dunkle Lagen, die im Querschnitt als Zickzacklinie sichtbar werden.

Wenn der Tonanteil im intakten Kalk bekannt ist, lässt sich aus der Häufigkeit und Dicke der Stylolithe berechnen, wie viel Kalk bei der Kompaktion weggelöst wurde.

Durch weitere Mineraleinlagerungen können Stylolithe auch eine rötlich-violette Färbung annehmen.

In anstehendem Gestein im Steinbruch weisen Stylolithe auf die vorherrschende Druckrichtung hin. Stylolithe entstehen senkrecht zur dominierenden Druckrichtung. Der Druck kann entweder durch zunehmende Sedimentbedeckung entstanden sein, wobei Stylolithe dann schichtparallel auftreten oder durch tektonische Vorgänge.

Woran erinnert Sie das Muster? Skyline, …

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Okt08

Blick in die Kaolingrube in Hirschau (D). Kaolin ist ein Verwitterungsprodukt von Feldspat und wichtiger Rohstoff in der Keramik- und Papierindustrie.Kaolin ist ein wichtiger Rohstoff für die Porzellanherstellung. Schon im 6. Jahrhundert wurde das weisse Gold in China abgebaut. Vom chinesischen Ort Gaoling (weisser Hügel) stammt der Name für das weisse Mineralgemenge aus Kaolin und Quarzsand. Kaolinit ist ein Tonmineral, das durch chemische Umwandlung aus Feldspat entsteht. Die Verwitterung im sauren Milieu führt auch zur Bleichung der ursprünglich rötlichen Feldspäte.

Die geologischen Voraussetzungen für die hier gezeigten Kaolingruben im bayrischen Hirschau waren vor rund 250 Millionen Jahren (Zeit des Buntsandsteins zu Beginn der Trias-Zeit) gegeben. Die Verwitterungsprodukte der kristallinen Gesteine im Hinterland wurden ins Germanische Der Monte Kaolino besteht vorwiegend aus Quarzsand, der als Abfallprodukt bei der Gewinnung von Kaolin anfällt.Becken getragen. Am Beckenrand lagerten sich feldspatreiche Sandsteine an, während weiter draussen fast nur noch Quarzsand abgelagert wurde. Bei der Gewinnung von Kaolin fällt viel Quarzsand an, der zu grossen Halden aufgeschüttet wird. In Hirschau wurde daraus der Monte Kaolino – ein «riesiger Haufen Sand», der als Freizeitgelände genutzt im Sommer sogar zum Skifahren lädt.

Nach 50 Jahren Untertagebau wurde der Kaolin-Abbau in Hirschau 1883 auf Tagebaubetrieb umgestellt. Neben der Porzellanindustrie nutzt heute vor allem die Papierindustrie das Aluminiumsilikat als Füllstoff bei der Papierherstellung.

Hätten Sie gedacht, dass es zwischen Ihrem Kaffeeservice, Druckerpapier und Skifahren eine so grosse Verbindung gibt?

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Apr24

Entstehung von Kohle aus abgestorbenen Pflanzenresten, die zuerst zu Torf werden.Im August 2011 haben wir die Entstehung von Erdöl angeschaut, heute wollen wir die Entstehung von Kohle genauer betrachten. Kohle ist ein biologisches Abfallprodukt und heute immer noch ein wichtiger Energieträger.

 

 

 

 

Durch Überlagerung mit Sedimenten wird aus dem Torf Braunkohle.Entstehung von Steinkohle

1) Vor rund 300 Millionen Jahren gab es auf dem Festland grosse «Kohlesümpfe». Abgestorbene Pflanzenreste versanken im sumpfigen Boden und wurden in Torf umgewandelt.

 

2) Sand und Ton deckten die Torfschicht mit der Zeit zu. Unter erhöhtem Druck und hoher Temperatur wurde aus dem Torf Braunkohle.

 

Unter anhaltend hohem Druck und Temperatur wird aus Braunkohle mit der Zeit Steinkohle.3) Nach weiteren Millionen Jahren wurde aus der Braunkohle unter dem anhaltend hohen Druck und erhöhten Temperaturen Steinkohle.

 

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Mrz06

Ammonit in Schalenerhaltung in einem Bohrkern aus Opalinuston (Bohrung Benken ZH)Opalinuston ist ein festes Tongestein, das in der Jurazeit über ein grosses Gebiet nördlich der heutigen Alpenkette abgelagert wurde. In dem flachen Meeresbecken lagerten sich über mehrere Millionen Jahre feine Schlammpartikel ab, die mit der Zeit zu einem festen Gestein kompaktiert wurden, das über weite Strecken über 100 Meter mächtig ist. 

Der Gesteinsname geht auf einen Ammoniten zurück. Leioceras opalinum findet sich über den gesamten Ablagerungsraum als Fossil in der Gesteinsschicht – als Abdruck oder mit Schalenerhaltung. Letztere zeigt, dass sich Opalinuston für langfristigen Einschluss von Stoffen, zum Beispiel radioaktive Abfälle, eignen kann. Die Hohlräume zwischen den einzelnen Schlammpartikeln sind sehr klein und weil sie untereinander kaum verbunden sind, kann kein Wasser zirkulieren, das die Schale hätte weglösen können. Zudem vermag Opalinuston Wasser einzulagern und zu binden und quillt dabei auf, wodurch sich kleine Risse im Gestein von selbst wieder verschliessen.

Dort wo Opalinuston an der Erdoberfläche zutage tritt, wird er teils als Rohstoff für die Ziegelei-Produktion abgebaut. Bei St-Ursanne im Kanton Jura wurde Opalinuston beim Tunnelbau für die Autobahn A16 durchstossen. Der Sicherheitsstollen der A16 wird heute als Zugang zum Felslabor Mont Terri genutzt, in dem der Opalinuston im Rahmen eines internationalen Forschungsprojektes erforscht wird.

Im folgenden Video wird die Entstehung nochmals verdeutlicht und veranschaulicht:

Gesteine, die nach ihrem (Fossil-)Inhalt benannt werden – kennen Sie weitere Beispiele?

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Die Lösung

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