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Karst

Karstgebirge
Karstgebirge

Torcal-Massiv, Antequera, Provinz Malaga, Spanien

Collector


Allgemeine Definition

Unter Karst versteht man in der Geologie und Geomorphologie unterirdische (Karsthöhlen) und oberirdische (Oberflächenkarst) Geländeformen in Karbonatgesteinen (zum Teil auch in Sulfat- und Salzgesteinen), die vorwiegend durch Lösungs- und Kohlensäureverwitterung sowie Ausfällung von biogenen Kalksteinen und ähnlichen Sedimenten mit hohen Gehalten an Calciumcarbonat (CaCO3) entstanden sind. Hauptmerkmal ist der überwiegend unterirdische Wasserhaushalt, der nicht auf einer primären Porosität des Gesteins beruht, sondern vielmehr sekundär durch den in geologischer Zeit stattfindenden Prozess der Verkarstung (d. h. einer Korrosion des Gesteins) bedingt wird.

Dadurch sind Landschaften, die petrologisch überwiegend von Karbonaten aufgebaut werden, als Karstlandschaften ausgebildet. Großräumig finden sich diese um das Mittelmeer sowie in Südostasien und Südchina, den Großen Antillen und im Indoaustralischen Archipel. Von in globalem Vergleich geringerem Ausmaß sind Karstlandschaften der deutschen Mittelgebirge (Schwäbische Alb, Fränkische Alb), des Französischen und Schweizer Juras sowie allgemein Westeuropas und der Nord- wie Südalpen. (Quelle: wikipedia)

Geologische Definition

Der Begriff Karst steht für die Gesamtheit der Formen von durchlässigen, wasserlöslichen Gesteinen (z.B. Kalkstein, Gips, Salze), die durch Oberflächen- und Grundwasser ausgelaugt werden. Durch Lösungsvorgänge kommt es zu charakteristischen Karsterscheinungen. An der Oberfläche sind dies z.B. Karren (Schratten), Dolinen, Uvalas, Poljen, Schlotten, Erdorgeln. Zu den unterirdischen Karsterscheinungen gehören oft weit verzweigte Höhlen und die typischen Erscheinungen der Karsthydrographie: unterirdische Flussläufe und Karstseen, Karstquellen, die unter Druck austreten, Ponore (Katavothre) oder Flussschwinden.

Eine Sonderform der Karste ist der Kegelkarst oder Turmkarst der wechselfeuchten Tropen.

Von nacktem Karst spricht man, wenn die Bodenkrume abgetragen ist und der bloße Fels zu Tage tritt. Ist eine Vegetationsdecke vorhanden, spricht man von bedecktem Karst.

Paläokarst

Paläokarste sind Karste aus der erdgeschichtlichen Vergangenheit. Paläokarst findet sich gewöhnlich unterhalb anderer Gesteine, wobei die Deckschichten jünger als der Karst sind. Der englischsprachige Begriff für diesen Karst ist „buried“ Karst („begrabener Karst“). Wenn dieses „Begräbnis“ relativ rezent war, handelt es sich meist um unverfestigte klastische Sedimente in Form alluvialer, vulkanischer, mariner oder glazialer Ablagerungen. Der sogenannte „Reliktkarst“ unterliegt weiteren Modifikationen durch moderne Laugungs- und Lösungsprozesse unterhalb der bedeckenden Sedimente und ist nur teilweise „begraben“. Alter und tief „begrabener“ Paläokarst ensteht i.d.R. durch tektonische Subsidenz; er kann auch geologisch deformiert worden sein

Cockpit Karst

Cockpit-Karst leitet sich von einer Landschaft Jamaikas ab, die Cockpit country heißt. Das Cockpit-Country war eine der ersten bekannt gewordenen Karstlandschaften der Tropen.

Das eigentliche Cockpit-Country ist eine unzugängliche, wie mit Pockennarben übersäte Landschaft, das aus sehr steilen, zum Teil bis 120 m tiefen Vertiefungen, den so genannten Cockpits, und diese trennende Hügel und Grate aufgebaut ist. Cockpits finden sich in allen Karstregionen, die über sehr hohe Niederschläge verfügen, haben aber regional unterschiedliche Namen: Jamaica Cockpit, Neuguinea Polygonaler Karst, Dinarische Region Boginjavi krš.

Der Boden der Cockpits ist meist flach und kann von eingeschwemmten Sedimenten bedeckt sein. Im Unterschied zur Doline ist der Boden deutlich ausgeweitet und die Hänge sind nicht trichterförmig (nach innen konkav), sondern bestehen aus mehreren zum Inneren des Cockpits konvex vorgewölbten Segmenten. Deshalb ist der Boden der Cockpits auch nicht rund, sondern sternförmig.

Pinnacle Karst

Zuerst als Karstform des südchinesischen Karstes beschrieben, ist der Pinnacle Karst eine Form der Großkarrenbildung tropischer Klimate.

Kegelkarst und Turmkarst

Als Kegelkarst bezeichnet man die unter feuchttropischen Klimabedingungen auf Carbonatgesteinen entstehende Karstlandschaft, die im Gegensatz zum mediterranen Karst von Vollformen, den Karstkegeln, geprägt ist und ohne starke fluviale Erosionsbasis entsteht. Je nach Region werden sie auch als Mogotes, Cockpits, Haystacks, Mamelons, Mornes oder Pitons bezeichnet. Intensive Korrosionsvorgänge schaffen tiefe Hohlformen, zwischen denen die Kuppen erhalten bleiben. Die als cockpits bezeichneten Hohlformen haben meist einen sternförmigen Grundriss mit nach innen gewölbten Begrenzungslinien. Ihr Tiefenwachstum endet oft erst mit dem Erreichen nicht lösungsfähiger Gesteine unter den Carbonatgesteinen oder nahe dem Meeresspiegelniveau. Fortgesetzte Korrosion an der Basis der Kuppen führt zur Versteilung ihrer Flanken und damit zur Ausbildung der typischen Karstkegel, die teilweise als isolierte Formen aus der Ebene aufragen. Verbreitung: Kuba, Jamaica, Indonesien, Philippinen.

Durch weitere Korrosion der Kegel entstehen schliesslich die steilwandigen Karsttürme, die vielfach selbst zahlreiche Lösungsformen aufweisen: an der Basis der Türme, im Übergangsbereich zur bodenbedeckten Ebene finden sich Korrosionshohlkehlen und die grösseren Fusshöhlen an denen manchmal Deckenkarren ausgebildet sind. Turmkarst ist die Typform des randtropisch-subtropischen und tropischen Karstes der mit Turmwald (peak forest, chin. fengling) und Turmcluster (peak cluster, chin. fengcong) durch aktive und starke fluviale Erosion entsteht und häufig in Verbindung zu wasserreichen Flüssen oder der Küste steht. Dieser Typ ist in Südwest-China, Vietnam, Indonesien, Malaysia und Thailand verbreitet. (Quelle wikipedia / GeoDZ)


Namensursprung

Der Begriff Karst ist indogermanischen Ursprungs (so in karre für stein oder karg) und wurde im 19. Jahrhundert von deutschen Geographen von der Landschaft Kras zwischen Triest in Italien und dem Krainer Schneeberg in Slowenien, die sich über das Hinterland der Triester Bucht bis zu den Dinarischen Alpen erstreckt (einem ausgedehntem Karstgebiet mit dem typischen Erscheinungsbild) als Typlokalität für geomorphologisch ähnliche Landschaften auf der Erde abgeleitet.

Mit der Etablierung und dem bedeutenden Aufschwung der Karstforschung vom späten 19. Jahrhundert bis 1914 in Wien in der neuentstandenen Wissenschaft der Geomorphologie unter Albrecht Penck und insbesondere durch das Wirken des ersten Karstologen Jovan Cvijic wurden die Lokalbezeichnungen von Karstformen der dinarischen Länder aus dem slowenischen, kroatischen und serbischen insbesondere in die deutsche und großteils auch französische Sprache übernommen (so dolina, polje, ponor, hum). Mit der Erforschung tropischer Karstgebiete der Karibik und Südostasiens erweiterte sich das Begriffsspektrum (so um die spanischen Bezeichnungen Mogote und Cenote und den englischen Begriff Cockpit). Die Karstterminologie nutzt damit heute eine Vielzahl von Begriffen unterschiedlicher Sprachen. Insbesondere unterscheiden sich die im Englischen genutzten Begriffe von denen in Mitteleuropa durch die historische Entwicklung der Karstforschung in den angelsächsischen Ländern.


Entstehung

Karstbildung
Karstbildung

Von der Witterung angegriffener Kalkstein. Auswaschungen, Rinnen und Furchen. Kalkfelsen im Karst des Felsenmeeres Hemer, Sauerland, Nordrhein-Westfalen, Deutschland

der Sauerländer

Die zumeist aus Karbonatgesteinen(zum Teil auch in Sulfat- und Salzgesteinen) aufgebauten Karstgesteine sind vorwiegend durch Lösungs- und Kohlensäureverwitterung sowie Ausfällung von biogenen Kalksteinen und ähnlichen Sedimenten mit hohen Gehalten an Calciumcarbonat (CaCO3)entstanden. Die Gesteine werden durch Kohlensäure gelöst (siehe auch Tropfsteine).

Regenwasser mit einem pH-Wert unter 7 gilt als sauer. Dies geschieht durch Aufnahme von Kohlenstoffdioxid CO2. Chemisch ausgedrückt reagiert das CO2 der Luft mit dem Wasser und bildet teilweise Kohlensäure (H2CO3). Die Kohlensäure dissoziiert nun in HCO3- und H+ und ist so in der Lage, den Kalk (CaCO3) zu lösen. Durch in das Gestein eindringendes, kohlensäurehaltiges Wasser entstehen Gänge und Hohlräume, die sich im Laufe von Jahrmillionen zu riesigen Gangsystemen entwickeln können. Oft bilden sich in diesen Hohlräumen durch eintropfenes saures Oberflächenwasser, welches gelösten Kalk enthält, Tropfsteine. Brechen die Hohlräume ein, so können trichterförmige Senken (Doline) entstehen.

Größere Senken von einigen Quadratkilometern Grundfläche werden Polje genannt. Sie entstehen durch Einschwemmung feinkörniger Sedimente, die den Boden der Polje abdichten und vor der weiteren Verwitterung schützen. Abfließendes Wasser verschwindet oft an den Rändern der Polje in einem Schluckloch (Ponor), um unterirdisch weiterzufließen und an einer anderen Stelle wieder zu Tage zu treten.

An der Oberfläche des Gesteins entstehen Auswaschungen, Rinnen und Furchen, die sogenannten Karren.


Karstgebiete in Deutschland

Das bedeutendste Gipskarstgebiet Deutschlands zieht sich von Osterode im Westen bis hin in die Mansfelder Mulde, im Osten entlang der Kyffhäuserumrandung. Hier treten großflächig Ausstriche des verkarsteten Gipsgesteins in Form von Steilhängen, Hochflächen, Gipskuppen, Uvalas (Dolinenfelder), Höhlen und Dolinen sowie Ponore (Wasserschwinden) und Springen (Karstquellen) auf. Alle genannten Erscheinungen betreffen den Oberflächenkarst. Dem gegenüber steht der Tiefenkarst, der sich durch tiefreichende Erdfälle oder Solequellen auszeichnet.

Während in der internationalen speläologischen Literatur Karst in salinaren Abfolgen aus Kalk, Dolomit, Anhydrit, Gips sowie Kali- und Steinsalz unter dem Begriff Evaporitkarst geführt wird, hat sich für das angesprochene Gebiet eine eigene Terminologie, wie Salzspiegel, Erdfall, Orgel, Gipskuppe oder Schlotte als Ergebnis des Jahrhunderte alten Kupferschiefer- und Salzbergbaues herausgebildet.

Beispiele für Oberflächenkarst

  • Prinzenhöhle bei Rottleben am Kyffhäuser
  • "Gipsschlotten" am Westabhang des Hausberges bei Jena (Erster geologischer Lehrpfad)

Nicht öffentlich, aber zugängliche Höhlen

  • Jettenhöhle (sowie viele andere) im Hainholz bei Osterode
  • Prinzenhöhle bei Rottleben am Kyffhäuser
  • Questenhöhle bei Questenberg

Dolinenfelder

  • Mooskammer bei Mohrungen

Ponore

  • Pfannenspring westl. Babarossahöhle
  • Bauerngraben westl. Agnesdorf
  • Dinsterbachschwinde östl. Questenberg

Springen

  • Pfannenspring

Gipskuppen

  • Quellungshöhlen am Sachsenstein bei Walkenried
  • Waldschmiede am Sachsenstein bei Walkenried

Beispiele für Tiefenkarst

  • Solequelle in Artern
  • Solequelle west. der Nymburghöhle westl. des Kelbraer Stausees

Solequellen

  • Solequelle in Artern
  • Solequelle west. der Nymburghöhle westl. des Kelbraer Stausees

Erdfälle

  • Erdfall an der Nymburghöhle
  • Erdfall an der B80 zwischen Bischofferode und Eisleben (ständiger Nachbruch, so daß die Straße für den Verkehr nicht mehr freigegeben wird)
  • historischer Erdfall aus 14./15. Jahrhundert: Abtissengrube west. Bad Frankenhausen
  • historischer Erdfall: Pfannenspring
  • Erdfall bei Kunitz /Jena im November 2014 mitten auf einem Acker

Schlotten, nicht öffentlich bzw. prinzipiell nicht zugänglich

  • Wimmelburger Schlotte in Wimmelburg (nach Einstellung des Bergbaues geflutet)
  • Elisabethschächter Schlotte (Befahrung über Röhringschacht bei Wettelrode möglich)
  • Segen-Gottes-Schlotte (Befahrung über Röhringschacht bei Wettelrode möglich)

Die Schlotten (Höhlen) wurden ausschließlich durch den Kupferschieferbergbau beabsichtigt, teilweise auch unbeabsichtigt angefahren sowie ferner für Abraummaterial genutzt und haben keinen natürlichen Zugang.

Kalkkarstgebiete in Europa und weltweit

Landschaften, die überwiegend von Karbonaten aufgebaut werden, sind als Karstlandschaften ausgebildet. Große Kartslandschaften finden sich diese um das Mittelmeer (Balkan, Spanien, Italien), sowie in Südostasien (Thailand, Burma, Malaysia) und Südchina, den Großen Antillen und im Indoaustralischen Archipel. Kartslandschaften von geringerem Ausmaß finden sich in deutschen Mittelgebirgen (Schwäbische Alb, Fränkische Alb), im Schweizer Jura sowie allgemein in Westeuropas sowie den Nord- wie Südalpen.

Typische, teilweise stark zerklüftete Kalkkarstgebiete in Europa sind die Schwäbische Alb, Dalmatien, Unterkrain in Slowenien, Orjen und die Bucht von Kotor in Montenegro, das Apuseni-Gebirge (West-Karpaten) in Rumänien, The Burren in Irland, weite Teile des Schweizer und französischen Jura, sowie das Torcal- und andere Massive der Cordillera Bética in Andalusien. Eine der größten Karsthöhlen findet sich in Frankreich die Gouffre de Padirac.

Kalkkarstgebiete in Europa und weltweit

Verkarstung mit Sinterbildung
Verkarstung mit Sinterbildung

Cuevas del Arte, Mallorca

giantcrystal

Typische, teilweise stark zerklüftete Kalkkarstgebiete in Europa sind die Schwäbische Alb, Dalmatien, Unterkrain in Slowenien, Orjen und die Bucht von Kotor in Montenegro, das Apuseni-Gebirge (West-Karpaten) in Rumänien, The Burren in Irland, weite Teile des Schweizer und französischen Jura, sowie das Torcal- und andere Massive der Cordillera Bética in Andalusien. Eine der größten Karsthöhlen findet sich in Frankreich die Gouffre de Padirac.

Zu den bekanntesten weltweiten Karstregionen gehören große Teile im Süden von China (Guanxi, Guilin), in Nord-Vietnams und Thailand (spektakulär die Bucht von Phang Nga), sowie Karste in den Philippinen, Myanmar und Kuba.


Bilder von Kalkkarstgebieten

Karstquelltopf (Mühlbachquelle)
Aufrufe (Bild: 1430334017): 8416
Karstquelltopf (Mühlbachquelle)

Geislingen, Göppingen, Stuttgart, Baden-Württemb.

Copyright: Doc Diether
Beitrag: Doc Diether 2015-04-29
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gletschertopfartige Auskolkung des Gipsfelsens
Aufrufe (Bild: 1425371298): 3218
gletschertopfartige Auskolkung des Gipsfelsens

Neu entdeckte gletschertopfartige Auskolkung des Gipsfelsens am Ersten Geologischen Lehrpfad von Jena nahe der klassischen Gipsschlotten (öffentlich noch nicht zugänglich)

Sammlung: Conny3
Copyright: Conny3
Beitrag: Conny3 2015-03-03
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Kegelkarst
Aufrufe (Bild: 1375404660): 8566
Kegelkarst

Yangshuo am Li Jiang (Li River) in Guangxi Zhuang Aut. Prov., China

Sammlung: stoanklopfer
Copyright: stoanklopfer
Beitrag: stoanklopfer 2013-08-02
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Karstlandschaft Phang Nga
Aufrufe (Bild: 1142707705): 13944
Karstlandschaft Phang Nga

Eine der charakteristischen Kalkkarst-Insellandschaften; Bucht von Phang Nga, Süd-Thailand

Copyright: Collector
Beitrag: Collector 2006-03-18
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Karstgebirge
Aufrufe (Bild: 1129441619): 40354
Karstgebirge

Torcal-Massiv, Antequera, Provinz Malaga, Spanien

Copyright: Collector
Beitrag: Collector 2005-10-16
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Karstgebirge
Aufrufe (Bild: 1129441571): 13287
Karstgebirge

Torcal-Massiv, Antequera, Provinz Malaga, Spanien; jurassische, tw. lkohlensäure- und lösungsverwitterte Kalksteine mit horizontalen Klüften, tw. stark verformt mit beginnender Wollsackverwitterung

Copyright: Collector
Beitrag: Collector 2005-10-16
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Literatur und Links

  • Bauer, F., 1964; Kalkabtragungsmessungen in den österreichischen Kalkhochalpen. In: Erdkunde. Band: 18, S. 95–102.
  • Bögli, A., 1951; Probleme der Karrenbildung. In: Geographica Helvetica. Band: 6, S. 191–204.
  • Bögli, A., 1960 Kalklösung und Karrenbildung. In: Zeitschrift für Geomorphologie. Supplement Band: 2, S. 4–21.
  • Bosak, P., Ford, D.C., Glazek, J.; 1989; Teminology )in P. Bosak) (ed.) Palaeokarst: A systematic and regional review, 25-32; Prag; Academia.
  • Carbonates and Evaporites Volume 26, Number 1 (2011) S.1-94, Titel der Ausgabe: "Karst Research and Resources: International Symposium on Karst, Malaga, Spain, 2010" (enthält 10 Arbeiten)
  • James, N., Choquette, P.W., 1988; Palaeokarst ; Society of Economic Paleontologists and Mineralogists. Midyear Meeting
  • Cvijić, J., 1960; La Géographie des Terrains Calcaires. Monographie der Serbischen Akademie der Wissenschaften und Künste, v. 341, no. 26, 212 p. Belgrad.
  • Cvijić, J., 1918; Hydrographie Souterraine et Évolution Morphologiyue du Karst. Recueil des travaux de l'Institur de Géogr. Alpine, Grenoble
  • Lehmann, H, 1954; Der Tropische Kegel-Karst auf den Grossen Antillen. In: Erdkunde. 8, 2
  • Zwittkovits, F., 1966; Klimabedingte Karstformen in den Alpen, den Dinariden und im Taurus. In: Mitteilungen der Österr. Geogr. Gesellschaft. 108, 1966, S. 73–97.

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