Schauhöhle

Ein Sintervorhang ist eine Tropfsteinformation in Form eines gewellten, hängenden Tuchs, das entweder von der Decke oder einer überhängenden Wand einer Höhle herabfällt. Diese faszinierenden Formationen entstehen durch das Ablagern von Kalk (Kalzit) aus langsam fließendem Wasser.

Entstehung

Sintervorhänge bilden sich, wenn Wasser entlang einer überhängenden Wand oder Decke fließt und dabei kontinuierlich Kohlendioxid (CO₂) an die Höhlenluft abgibt. Dadurch kann der Kalk im Wasser nicht mehr gelöst bleiben und fällt aus. Tropfen um Tropfen entsteht so zunächst eine dünne Linie aus Kalk, die entlang der Falllinie des Wassers verläuft. Sobald diese Linie vorhanden ist, „folgt“ das Wasser dieser Spur wie auf Schienen, wodurch sich nach und nach ein dünner Wall bildet.

Die Wandneigung spielt dabei eine entscheidende Rolle:

• Nahezu waagrechte Decke: Wasser tropft direkt auf den Boden und bildet Stalaktiten.
• Sehr steile Wände: Wasser fließt entlang der Wand und bildet Sintergallerien.
• Überhängende Wände (~45°): Das Wasser fließt entlang der Falllinie, ohne direkt abzufallen, und erzeugt den typischen Sintervorhang.

Eigenschaften

Sintervorhänge sind meist durchscheinend und weisen eine dünne, fahnenartige Struktur auf. Ihre Breite entspricht in etwa dem Durchmesser des Tropfens, der die Wand hinunterläuft. Die Kristalle bestehen aus kleinen, durchsichtigen Kalzitpartikeln, wodurch das Licht teilweise hindurchscheint.

Die Färbung der Vorhänge wird durch Einschlüsse wie Eisenoxide bestimmt. Veränderungen der Wassermenge und des Kalk-Gehalts über Jahreszeiten oder längere Klimaperioden führen zu farbigen Streifen, die parallel zur Decke verlaufen. Aufgrund dieser Streifen werden Sintervorhänge oft mit gut durchwachsenem Speck verglichen.

Bekannte Vorkommen

• Wombeyan Caves, NSW, Australien: Mehrere parallel verlaufende Sintervorhänge.
• Junction Cave, Chalkers Blanket, Australien: Berühmtes Beispiel eines hängenden Sintervorhangs.

Sintervorhänge gehören zu den dekorativsten Tropfsteinformen und sind für ihre zarte, filigrane Erscheinung und die charakteristischen Farbstreifen geschätzt.

Die Sontheimer Höhle, gelegen in Baden-Württemberg, ist eine der faszinierendsten Karstformationen der Region und ein beliebtes Ziel für Naturliebhaber und Höhlenforscher.

Die Sophienhöhle ist eine der eindrucksvollsten Tropfsteinhöhlen Deutschlands und liegt idyllisch im Landschaftsschutzgebiet der Fränkischen Schweiz nahe Rabenstein.

Spaltenhöhlen, auch als Klufthöhlen bezeichnet, entwickeln sich entlang schmaler, meist vertikaler Risse oder Klüfte im Gestein. Sie spiegeln die natürliche Struktur des umgebenden Felsens wider und zeichnen sich durch ihr extrem schmales, hoch aufragendes Profil aus. Diese Höhlenform ist besonders charakteristisch in stark geklüfteten Gesteinsformationen wie Kalkstein, Dolomit oder kristallinen Gesteinen wie Granit und Gneis.

Entstehung

Die Bildung von Spaltenhöhlen erfolgt überwiegend durch tektonische Kräfte, die das Gestein aufreißen oder verschieben. Spannungen in der Erdkruste führen zu Rissen, die sich über geologische Zeiträume hinweg vergrößern können. Sekundärprozesse wie Erosion oder chemische Lösung können diese Klüfte zusätzlich erweitern, doch der primäre Mechanismus bleibt die tektonische Aktivität. In manchen Fällen tragen auch Frostsprengung oder mechanische Verwitterung zur Vergrößerung der Spalten bei.

Merkmale von Spaltenhöhlen

• Sehr schmales Profil: Die Breite ist oft nur ein Bruchteil der Höhe.
• Hohe vertikale Ausdehnung: Spaltenhöhlen sind oft hoch, wodurch sie sich stark von horizontalen Höhlen unterscheiden.
• Längsorientierung entlang von Klüften: Die Gänge verlaufen meist parallel zur Kluftrichtung, oft über mehrere Stockwerke hinweg.
• Schwierige Zugänglichkeit: Aufgrund der engen Passagen sind Spaltenhöhlen oft schwer begehbar und erfordern Kletter- oder Abseiltechniken.
• Geologische Informationsquelle: Spaltenhöhlen geben Einblicke in die tektonische Geschichte und Spannungsverhältnisse des Gesteins.

Besondere Hinweise

Spaltenhöhlen treten vor allem in Gebieten mit stark tektonisch beanspruchtem Gestein auf. Sie sind meist nicht so weitläufig wie horizontale oder komplexe Höhlensysteme, können aber mehrere hundert Meter tief sein. Aufgrund ihres schmalen Profils sind sie ökologisch oft nur von spezialisierten Tierarten besiedelt. In der Höhlenforschung sind Spaltenhöhlen wichtig, um das Verhalten des Gesteins unter Belastung und die Entwicklung von Klüftensystemen zu studieren.

Spaltenhöhlen entstehen durch die tektonische Bildung von Klüften und Spalten im Gestein. Dabei bewegen sich zwei Gesteinspakete auseinander, wodurch vorhandene Klüfte geweitet werden – aus diesem Grund werden sie auch als Weitungshöhlen bezeichnet.

Die Ursachen für solche Kräfte sind vielfältig. Auf großer Skala sorgt die Plattentektonik dafür, dass Krustenteile auseinanderdriften, wodurch tiefe Spalten entstehen. Diese Spalten reichen oft weit hinab und werden vom aufsteigenden Magma genutzt, was zur Bildung von Basaltgängen führt. Solche tiefreichenden Spalten führen jedoch in der Regel nicht direkt zur Bildung von Höhlen.

Auf kleinräumiger Ebene entstehen Spaltenhöhlen durch Hebungs- und Senkungsbewegungen. Da diese Bewegungen nie gleichmäßig ablaufen, brechen härtere Gesteinsschichten entlang Schwächezonen. Bei gefalteten Gesteinen bilden sich Hauptklüfte senkrecht zur stärksten Dehnungsrichtung, Sekundärklüfte im 90°-Winkel und weitere Klüfte in den beiden 45°-Winkeln zur Hauptkluft. Bei domartigen Aufwölbungen entstehen oft kreisförmige oder radiale Klüfte.

Ein entscheidender Unterschied besteht zwischen Klüften über und unter dem Grundwasserspiegel. Wassergefüllte Klüfte mineralisieren sehr schnell, meist mit Kalzit oder Quarz, wodurch sie geschlossen werden. Selten entstehen hier dennoch begehbare Spaltenhöhlen, oft in Form von Kristallhöhlen oder Geoden, wenn Mineralisation langsamer verläuft oder unterbrochen wird.

Die zur Höhlenbildung führenden Aufweitungen sind meist deutlich kleinräumiger und beruhen auf Erosion und Reliefbildung. Steile Talhänge, Schichtstufen und das Eigengewicht des Gesteins erzeugen Kräfte, die Schichten unterschiedlichster Härte zum Abrutschen bringen. Bei Schichtstufen kommt es typischerweise zum Abrutschen eines härteren Gesteinspakets auf einer weicheren, mergeligen Schicht. Bereits bestehende Klüfte werden dabei geweitet, sodass sich begehbare Spaltenhöhlen bilden können.

Man unterscheidet zwei typische Abläufe:

1. Kippen zum Berg hin: Das Gesteinspaket rutscht mit der Unterseite talwärts. Es entstehen lange, gerade, hohe Klüfte, die oben spitz zulaufen – geschlossene Höhlen, die begehbar sind.
2. Untergrabung und Kippen talwärts: Das Paket kippt nach unten, wodurch sich nach oben offene Spalten bilden. Diese werden nicht als Höhlen, sondern als Schluchten oder Klammen bezeichnet. Sie füllen sich relativ schnell mit Gesteinsschutt und Pflanzenresten.

In beiden Fällen entstehen die Höhlen bevorzugt entlang bereits vorhandener Klüfte. Daraus resultieren oft parallele Spalten, die teils miteinander verbunden sind oder nur durch wenige kleine Querspalten verbunden werden.

Der Begriff Klufthöhle wird manchmal verwendet, ist aber vorsichtig zu handhaben. Besonders bei Karsthöhlen dient er häufig nur zur Beschreibung der Morphologie, nicht der Entstehung. Viele Karsthöhlen, die entlang von Klüften erweitert wurden, sind in Wirklichkeit Lösungshöhlen oder Erosionshöhlen. Daher sollte, wenn die Entstehung bekannt ist, ein spezifischer Begriff wie tektonische Klufthöhle oder Lösungsklufthöhle verwendet werden, um Klarheit zu schaffen.

Stalagmiten sind Tropfsteine, die vom Höhlenboden nach oben wachsen. Sie besitzen meist eine rundliche oder leicht konische Form, häufig mit gleichbleibender Dicke, manchmal verjüngen sie sich von unten nach oben. Charakteristisch ist oft eine periodische Verdickung, wobei die Oberseite typischerweise abgeflacht ist und der Stalagmit nach unten hin schmaler wird.

Entstehung:
Wie der Name schon sagt, entstehen Stalagmiten durch Tropfwasser, das von der Decke herabfällt. Trifft ein Tropfen auf den Boden, zerspritzt er in viele kleine Tropfen, die sich kreisförmig um den Aufprallpunkt verteilen. Der Durchmesser dieser Fläche hängt von der Fallhöhe ab, während der Durchmesser des Stalagmiten wiederum von der Ausbreitung des Wassers beeinflusst wird. Zusätzlich wirkt die Wassermenge auf das Wachstum ein: Bei hoher Wasserzufuhr entstehen breitere Stalagmiten, bei geringem Wasserangebot schmalere.

Die periodischen Verdickungen, die oft alle 10 bis 20 cm auftreten, spiegeln die variierende Wasserversorgung wider. Aufgrund der extrem langsamen Wachstumsrate von Tropfsteinen in gemäßigten Klimazonen – etwa 0,1 bis 0,3 mm pro Jahr – repräsentiert eine solche Verdickung häufig Tausende von Jahren kontinuierlichen Wachstums.

Bedeutung und Zusammenhänge:
Stalagmiten zählen gemeinsam mit Stalaktiten zu den häufigsten Tropfsteinformen und sind in ihrer Entstehung eng miteinander verbunden. Treffen ein Stalaktit von der Decke und ein Stalagmit vom Boden aufeinander, entsteht eine Tropfsteinsäule, die als Stalagnat bezeichnet wird. Weitere Informationen zu dieser Entwicklung finden sich auf der Seite über Tropfsteinsäulen.

Merkmale auf einen Blick:

• Wachstum vom Boden nach oben
• Rundliche, konische oder abgeflachte Form
• Periodische Verdickungen durch wechselnde Wassermengen
• Extrem langsames Wachstum (0,1–0,3 mm/Jahr)
• Eng verwandt mit Stalaktiten, oft zusammen Teil von Tropfsteinsäulen

Stalagmiten zeigen eindrucksvoll, wie Höhlenwasser über Jahrtausende geologische Strukturen formt und dokumentieren langfristige Umweltbedingungen innerhalb von Höhlensystemen.

Eine Tropfsteinsäule entsteht, wenn ein Stalaktit von der Höhlendecke und ein Stalagmit vom Höhlenboden über lange Zeit hinweg zusammenwachsen. In der wissenschaftlichen Literatur wird für diese vollständig verbundene Form häufig der Begriff Stalagnat verwendet.

Tropfsteinsäulen gehören zu den eindrucksvollsten Speläothemen und finden sich in zahlreichen Höhlen weltweit. Sie entstehen überall dort, wo kalkgesättigtes Wasser an der Decke austritt, zu Tropfen anwächst und schließlich zu Boden fällt. Beim Abtropfen lagert das Wasser sowohl an der Decke – wodurch der Stalaktit wächst – als auch am Boden Kalk ab, was zur Bildung des Stalagmits führt. Beide Strukturen wachsen somit über Jahrtausende langsam aufeinander zu.

Der Wachstumsprozess von Stalagmiten und Stalaktiten ist äußerst langsam und hängt von Faktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Tropffrequenz und Kalkgehalt des Wassers ab. Bis sich beide Tropfsteine berühren und eine geschlossene Säule bilden, können Hunderttausende von Jahren vergehen. Sobald die Verbindung entstanden ist, handelt es sich nicht mehr um zwei getrennte Tropfsteine, sondern um eine einheitliche Säulenstruktur.

Nach der Vereinigung beginnt der Kalk gleichmäßig entlang der gesamten Säule abgelagert zu werden. Dadurch verlieren Stalagmit und Stalaktit im Laufe der Zeit ihre ursprünglichen Formen, und die Säule entwickelt eine annähernd zylindrische Gestalt. Typisch ist eine leicht konische Form: oben schmaler, nach unten hin breiter. Häufig ist die Oberfläche durch mehrere Absätze oder Stufen geprägt, die auf unterschiedliche Wachstumsphasen zurückgehen.

Die Formenvielfalt von Tropfsteinsäulen ist groß. Neben den klassischen konischen Säulen gibt es massive, blockhafte, filigrane oder stark strukturierte Varianten. In seltenen Fällen entsteht eine Säule auch ohne vorherigen Stalagmit, beispielsweise in aktiven Flusshöhlen, in denen der Boden dauerhaft wasserbedeckt ist. Trifft ein Stalaktit dort auf die Wasseroberfläche und wächst bis zum Untergrund, kann er sich verankern und so allein eine Säule bilden.

Tropfsteinsäulen zählen zu den anschaulichsten Beispielen für die Langsamkeit geologischer Prozesse und sind ein zentrales Element der Höhlenmorphologie. Sie veranschaulichen eindrucksvoll, wie aus der Wechselwirkung von Wasser, Kalk und Zeit komplexe Naturformen entstehen, die in Schauhöhlen weltweit zu den beliebtesten Attraktionen gehören.

Stalaktiten sind Tropfsteine, die von der Höhlendecke nach unten wachsen und zu den bekanntesten mineralischen Bildungen in Karsthöhlen zählen. Sie entstehen durch die fortlaufende Ablagerung von Kalzit, das aus kalkhaltigem Sickerwasser ausgefällt wird.

Entstehung

Wasser, das durch feine Spalten im Deckgebirge in die Höhle eindringt, sammelt sich an der Decke zu Tropfen. Während der Tropfen wächst, verliert das Wasser einen kleinen Teil seines gelösten Kohlendioxids (CO₂) an die Höhlenluft. Durch diesen CO₂-Verlust kann der Kalk nicht mehr vollständig in Lösung gehalten werden und fällt als Kalzit aus.

Zu Beginn bildet sich um den Tropfen eine feine mineralische Struktur, das sogenannte Sinterröhrchen. Dieses hohle Röhrchen gilt als Vorstufe des Stalaktiten. Mit der Zeit verstopft es jedoch oft durch feine Sedimente oder zusätzliche Kalzitablagerungen. Dadurch wird das Wasser gezwungen, außen am Röhrchen entlangzufließen. Erst dann beginnt der eigentliche Aufbau eines Stalaktiten: Schicht um Schicht lagern sich Kalzitkrusten außen an und lassen den Stalaktiten langsam wachsen.

Form und Wachstum

Die Form eines Stalaktiten wird von mehreren Faktoren bestimmt:

• Wassermenge: Bei reichlicher Wasserzufuhr verteilt sich der Kalk über die gesamte Länge des Stalaktiten, sodass er schlanker und länger wird.
• Kalkgehalt: Ist das Wasser kalkarm, wird das meiste Material nahe der Höhlendecke abgelagert, was zu einer gedrungeneren Form führt.
• Tropffrequenz: Stetig tropfendes Wasser begünstigt gleichmäßiges Wachstum.

Typischerweise sind Stalaktiten deutlich schlanker als Stalagmiten und laufen nach unten konisch zu. Sie wachsen aufgrund der Schwerkraft streng vertikal und zeigen nur selten seitliche Verdickungen oder irreguläre Formen.

Bedeutung im Höhlenraum

Stalaktiten gehören zusammen mit Stalagmiten zu den häufigsten Tropfsteinformen. Wenn beide Formen im Laufe der Zeit zusammenwachsen, bilden sie eine Tropfsteinsäule. Die Analyse ihres Aufbaus und Wachstums ermöglicht Rückschlüsse auf die Klima- und Umweltbedingungen der Vergangenheit.

Weitere Informationen zur gemeinsamen Entwicklung von Stalaktiten und Stalagmiten finden sich auf der Seite über Tropfsteinsäulen.

Ein solches Speläothem ist eine vom Höhlenboden aufragende kalzitische Formation, die sich als langgestreckter, rückenartiger Körper aus mineralischen Ausfällungen entwickelt. Charakteristisch ist der deutlich ausgeprägte Grat entlang der Oberseite, in dessen Mitte häufig ein feiner, longitudinal verlaufender Riss entsteht. Dieser Riss gilt als Hinweis darauf, dass Wasser im Inneren der Struktur über Kapillarkräfte nach oben transportiert wird und an der Oberfläche austritt, bevor es dort erneut verdunstet oder weiter abfließt.

Die Entstehung dieser Form hängt maßgeblich von der gleichmäßigen Zufuhr kalkhaltigen Wassers, den mikroklimatischen Bedingungen der Höhle sowie der lokalen Morphologie des Bodens ab. Solche kalzitischen Rücken treten meist in Bereichen auf, in denen sich Tropfwasser über lange Zeiträume hinweg konstant verteilt oder als dünner Film über den Boden fließt. Durch die kontinuierliche Ablagerung von Kalzit wächst der Rücken langsam in die Höhe, während der zentrale Riss das dynamische Gleichgewicht zwischen Wasserzufuhr, Kapillarwirkung und Kristallwachstum widerspiegelt.

Speläotheme dieser Art liefern wertvolle Hinweise auf vergangene hydrologische und klimatische Bedingungen innerhalb des Höhlensystems und sind daher nicht nur ästhetisch interessant, sondern auch wissenschaftlich bedeutsam.

Die Sturmannshöhle in Obermaiselstein ist die einzig begehbare Spalthöhle im Allgäu und gehört zu den beeindruckendsten Naturdenkmälern der Region.

Suffosion ist eine spezielle Form der unterirdischen Erosion (Subrosion), bei der feinkörnige Partikel aus Lockergesteinen in Porenkanälen transportiert werden, während das tragende Korngerüst weitgehend intakt bleibt. Solche Prozesse können Hohlräume bilden, gehören aber nicht zur klassischen Verkarstung. Sie treten häufig in Lockergesteinen oder lockeren bis mittelverfestigten Sandsteinen auf und werden deshalb oft als Pseudokarstbezeichnet, da sie ähnliche Landschaftsformen wie Karst – zum Beispiel Höhlen oder Dolinen – erzeugen.

Eine Erdhöhle ist ein natürlicher Hohlraum im Erdreich, der in wenig verfestigten Lockergesteinen entsteht. Umgangssprachlich wird der Begriff oft für Tierbauten oder von Menschen gegrabene Höhlen verwendet, wissenschaftlich bezieht er sich jedoch auf natürlich entstandene Strukturen.

Erdhöhlen sind äußerst selten, da mehrere außergewöhnliche Bedingungen zusammenkommen müssen:

• Eine ausreichende Mächtigkeit an Lockergestein
• Ein geeignetes Klima, meist arid oder semi-arid
• Lockergestein mit genügend Standfestigkeit, das der Erosion widersteht

Die meisten Lockergesteine werden durch Wasser einfach abgetragen, sodass stabile, begehbare Höhlen nur unter besonderen Bedingungen entstehen. Die längste bekannte Erdhöhle ist die B&B Caverns in New Mexico, USA, mit 821 Metern Länge und 325 Metern Tiefe (Stand 2022). Im Vergleich zu Karsthöhlen sind diese Dimensionen gering – Karsthöhlensysteme können mehrere Hundert Kilometer lang sein.

Die Bildung erfolgt typischerweise entlang von Spalten in steilwandigen Tälern, in die Wasser eindringt. Dieses lockert das Material auf und transportiert es nach unten, wodurch unterirdische Hohlräume entstehen. Da Lockergestein leicht erodierbar ist, geschieht die Höhlenbildung sehr schnell, ebenso kann sie schnell wieder zerstört werden. Deshalb sind Erdhöhlen jung und überleben am ehesten in trockenen Regionen, wo Regenfälle selten auftreten.

Charakteristisch für Erdhöhlen:

• Sie haben oft beträchtliche Höhenunterschiede, können aber in seltenen Fällen fast horizontal verlaufen.
• Sie enthalten keine klassischen Speläotheme wie Tropfsteine, da das Material aus Erde und Lockersedimenten besteht.
• Sie sind nicht für den Tourismus erschlossen und liegen meist in abgelegenen Gebieten.

Erdhöhlen treten häufig im Zusammenhang mit Dolinebildung auf. Solche Dolinen können durch natürliche Hohlräume entstehen, aber auch durch menschliche Eingriffe wie Erdarbeiten, Wasserrohrbrüche oder verlegte Flussläufe. In diesen Fällen bildet sich oft unterirdisch ein Hohlraum, der plötzlich einstürzt und eine große Doline erzeugt, was Gebäude, Infrastruktur und Gelände stark gefährden kann. Die Wände solcher Dolinen bestehen aus lockerem Material, das leicht nachbricht, sodass sich die zerstörte Fläche rasch vergrößert. Anzeichen für die bevorstehende Bildung eines Hohlraums sind an der Oberfläche meist nicht erkennbar, bis es zu einem plötzlichen Einbruch kommt.

Erdhöhlen und suffosive Prozesse sind somit ein faszinierendes, aber wenig sichtbares geologisches Phänomen, das die Dynamik von Lockergesteinen und Wasserinteraktionen verdeutlicht und gleichzeitig Risiken für bebaute Gebiete bergen kann.

Suffosion ist eine Form der unterirdischen Erosion (Subrosion), bei der feinkörnige Partikel aus Lockergesteinen in Porenkanälen transportiert werden, während das tragende Korngerüst erhalten bleibt. Diese Prozesse können Hohlräume bilden, gehören jedoch nicht zur klassischen Verkarstung. Sie treten besonders in Lockergesteinen oder locker verfestigten Sandsteinen auf und werden als Pseudokarst bezeichnet, da sie ähnliche Formen wie Karstlandschaften erzeugen, etwa Höhlen oder Dolinen.

Erdhöhlen sind natürliche Hohlräume, die in wenig verfestigten Lockergesteinen entstehen. Umgangssprachlich wird darunter oft ein Tierbau oder von Menschen gegrabene Höhle verstanden, wissenschaftlich bezieht sich der Begriff jedoch auf durch natürliche Prozesse entstandene Hohlräume.

Entstehung

• Bedingungen: Große Mengen Lockergestein, ein geeignetes Klima und ausreichende Standfestigkeit des Materials.

• Prozess: Wasser dringt durch Spalten oder Risse in das Lockergestein ein und transportiert Partikel unterirdisch ab. Die Bildung erfolgt durch mechanische Erosion.

• Charakteristik: Da Lockergesteine leicht erodieren, entstehen und verfallen Erdhöhlen schnell. In ariden oder semi-ariden Regionen überleben sie am längsten.

• Typische Lage: Steilwandige Täler, entlang von Spalten, durch die Wasser in das Erdreich gelangt. Höhenunterschiede sind oft beträchtlich, horizontale Verläufe möglich, aber selten.

Besonderheiten

• Alter: Sehr jung, Bildung und Zerstörung erfolgen innerhalb weniger Jahrzehnte oder Jahrhunderte.

• Speläotheme: Keine Tropfsteine oder andere mineralische Ablagerungen vorhanden.

• Nutzung: Keine Schauhöhlen oder touristisch erschlossene Erdhöhlen bekannt.

• Risiken: Häufig im Zusammenhang mit Dolinen und Einstürzen durch menschliche Eingriffe oder natürliche Abflussverlagerungen. Plötzliche Einbrüche können Infrastruktur und Gebäude gefährden.

Gipskarst entsteht – wie der Name bereits andeutet – in Schichten aus Gips oder Anhydrit, einem auch als Alabaster bekannten Gestein. Chemisch handelt es sich bei Anhydrit um wasserfreies Calciumsulfat (CaSO₄). Der Begriff anhydrit stammt aus dem Lateinischen und bedeutet „ohne Wasser“. Trifft Regenwasser auf Anhydrit, wird es vom Gestein aufgenommen. Dadurch verwandelt sich Anhydrit in Gips (CaSO₄·2H₂O), wobei das Gestein sein Volumen um etwa 30–40 % vergrößert.

Gips ist in der Regel ein Verdunstungsgestein, also ein chemisches Sediment, das während der Diagenese sein Wasser verliert und zu Anhydrit umgewandelt wird. Nur die obersten, vom Regen beeinflussten Schichten hydratisieren erneut und bilden wieder Gips.

Karstprozesse im Gips

Der Gipskarst ähnelt dem Karst im Kalkstein: Es entstehen Höhlen, Dolinen, Schlucklöcher, unterirdische Entwässerungssysteme und Karstquellen. Das Grundprinzip ist dasselbe – das Gestein wird durch Wasser gelöst und in gelöster Form abtransportiert. Dieser Prozess betrifft alle leicht löslichen Gesteine wie Kalkstein, Dolomit, Gips/Anhydrit oder Steinsalz.

Gips unterscheidet sich jedoch stark in seiner Löslichkeit:

• Er löst sich deutlich schneller als Kalkstein.

• Es werden keine Säuren wie Kohlensäure benötigt.

• Wasser kann über 2 kg Gips pro m³ aufnehmen.

Diese hohe Löslichkeit führt zu einer raschen und umfassenden Höhlenbildung. Gips­höhlen entstehen bis zu zehnmal schneller als Kalksteinhöhlen – können aber aufgrund ihrer Instabilität auch ebenso schnell wieder einstürzen. Die Barbarossahöhle in Deutschland ist beispielsweise erst rund 200.000 Jahre alt und damit geologisch sehr jung.

Quellungshöhlen – einzigartig im Gips

Eine Besonderheit des Gipskarsts ist die Bildung sogenannter Quellungshöhlen, die im Kalkstein nicht vorkommen.
Wenn eine mächtige, horizontale Anhydritschicht durch Wasser in Gips umgewandelt wird, dehnt sie sich stark aus. Da keine Ausweichmöglichkeiten nach unten oder zur Seite bestehen, drückt das expandierende Gestein nach oben und erzeugt Faltenstrukturen. In deren Zentren entstehen kleine Hohlräume – die Quellungshöhlen.

Speläotheme im Gipskarst

Gipshöhlen besitzen völlig andere Höhlenbildungen als Kalksteinhöhlen.

• Stalaktiten und Stalagmiten sind äußerst selten, da Gips nicht wie Kalkstein durch Ausfällung entsteht.

• Für die Bildung von Gipsablagerungen müsste Wasser verdunsten, was jedoch in Höhlen aufgrund der nahezu 100%igen Luftfeuchtigkeit kaum geschieht.

• Stattdessen wachsen im stehenden Wasser zarte, durchscheinende Gipskristalle, ein langsamer, aber eindrucksvoller Prozess.

Entstehung großer Gipslagerstätten

Gips ist – wie Kalkstein – ein Salz, entsteht aber nicht durch biologische Prozesse. Da Tiere keine Schalen oder Skelette aus Gips bilden, existieren keine Gipsfossilien.

Große Gips- und Anhydritlager entstehen fast ausschließlich durch Verdunstung von Meerwasser in großen, abgeschlossenen Senken. Dort fällt zuerst Kalk aus, anschließend konzentrieren sich die gelösten Salze zunehmend, bis schließlich Gips, Steinsalz und später Kaliumsalze auskristallisieren. Solche Bedingungen sind selten, sind aber im Laufe der Erdgeschichte mehrfach eingetreten.

Warum Gips selten an der Oberfläche vorkommt

Sobald Gips in die Grundwasserzone gelangt, wird er schnell gelöst und abtransportiert – viel schneller als Kalkstein.
Deshalb gilt:

• Gips an der Erdoberfläche ist selten.

• Er ist meist geologisch jung, weil ältere Schichten bereits erodiert wurden.

• Gips­höhlen sind oft außergewöhnlich groß, da sich das Gestein so schnell auflöst.

Gipskarst entsteht – wie der Name bereits andeutet – in Schichten aus Gips oder Anhydrit, einem auch als Alabaster bekannten Gestein. Chemisch handelt es sich bei Anhydrit um wasserfreies Calciumsulfat (CaSO₄). Der Begriff anhydrit stammt aus dem Lateinischen und bedeutet „ohne Wasser“. Trifft Regenwasser auf Anhydrit, wird es vom Gestein aufgenommen. Dadurch verwandelt sich Anhydrit in Gips (CaSO₄·2H₂O), wobei das Gestein sein Volumen um etwa 30–40 % vergrößert.

Gips ist in der Regel ein Verdunstungsgestein, also ein chemisches Sediment, das während der Diagenese sein Wasser verliert und zu Anhydrit umgewandelt wird. Nur die obersten, vom Regen beeinflussten Schichten hydratisieren erneut und bilden wieder Gips.

Karstprozesse im Gips

Der Gipskarst ähnelt dem Karst im Kalkstein: Es entstehen Höhlen, Dolinen, Schlucklöcher, unterirdische Entwässerungssysteme und Karstquellen. Das Grundprinzip ist dasselbe – das Gestein wird durch Wasser gelöst und in gelöster Form abtransportiert. Dieser Prozess betrifft alle leicht löslichen Gesteine wie Kalkstein, Dolomit, Gips/Anhydrit oder Steinsalz.

Gips unterscheidet sich jedoch stark in seiner Löslichkeit:

• Er löst sich deutlich schneller als Kalkstein.

• Es werden keine Säuren wie Kohlensäure benötigt.

• Wasser kann über 2 kg Gips pro m³ aufnehmen.

Diese hohe Löslichkeit führt zu einer raschen und umfassenden Höhlenbildung. Gips­höhlen entstehen bis zu zehnmal schneller als Kalksteinhöhlen – können aber aufgrund ihrer Instabilität auch ebenso schnell wieder einstürzen. Die Barbarossahöhle in Deutschland ist beispielsweise erst rund 200.000 Jahre alt und damit geologisch sehr jung.

Quellungshöhlen – einzigartig im Gips

Eine Besonderheit des Gipskarsts ist die Bildung sogenannter Quellungshöhlen, die im Kalkstein nicht vorkommen.
Wenn eine mächtige, horizontale Anhydritschicht durch Wasser in Gips umgewandelt wird, dehnt sie sich stark aus. Da keine Ausweichmöglichkeiten nach unten oder zur Seite bestehen, drückt das expandierende Gestein nach oben und erzeugt Faltenstrukturen. In deren Zentren entstehen kleine Hohlräume – die Quellungshöhlen.

Speläotheme im Gipskarst

Gipshöhlen besitzen völlig andere Höhlenbildungen als Kalksteinhöhlen.

• Stalaktiten und Stalagmiten sind äußerst selten, da Gips nicht wie Kalkstein durch Ausfällung entsteht.

• Für die Bildung von Gipsablagerungen müsste Wasser verdunsten, was jedoch in Höhlen aufgrund der nahezu 100%igen Luftfeuchtigkeit kaum geschieht.

• Stattdessen wachsen im stehenden Wasser zarte, durchscheinende Gipskristalle, ein langsamer, aber eindrucksvoller Prozess.

Entstehung großer Gipslagerstätten

Gips ist – wie Kalkstein – ein Salz, entsteht aber nicht durch biologische Prozesse. Da Tiere keine Schalen oder Skelette aus Gips bilden, existieren keine Gipsfossilien.

Große Gips- und Anhydritlager entstehen fast ausschließlich durch Verdunstung von Meerwasser in großen, abgeschlossenen Senken. Dort fällt zuerst Kalk aus, anschließend konzentrieren sich die gelösten Salze zunehmend, bis schließlich Gips, Steinsalz und später Kaliumsalze auskristallisieren. Solche Bedingungen sind selten, sind aber im Laufe der Erdgeschichte mehrfach eingetreten.

Warum Gips selten an der Oberfläche vorkommt

Sobald Gips in die Grundwasserzone gelangt, wird er schnell gelöst und abtransportiert – viel schneller als Kalkstein.

Deshalb gilt:

• Gips an der Erdoberfläche ist selten.

• Er ist meist geologisch jung, weil ältere Schichten bereits erodiert wurden.

• Gips­höhlen sind oft außergewöhnlich groß, da sich das Gestein so schnell auflöst.

Die Syrauer Drachenhöhle in Sachsen ist eine faszinierende Naturhöhle, die Besucher mit ihrer einzigartigen Atmosphäre und beeindruckenden geologischen Formationen begeistert.

Der Tellerstapel-Stalagmit ist eine besondere Form von Stalagmiten, die vor allem in großen Höhlen vorkommt. Sein charakteristisches Erscheinungsbild entsteht durch wechselnde Wassermengen und große Fallhöhen der Tropfen, die den Kalk ablagern.

Voraussetzungen für die Entstehung:

1. Nähe zur Erdoberfläche: Die Höhlenhalle muss relativ oberflächennah liegen, sodass die Wassermenge durch Witterungseinflüsse wie Regen oder Schneeschmelze schwanken kann. Diese Variabilität ist entscheidend für die charakteristische, gestufte Form.
2. Hohe Halle: Nur in sehr hohen Hallen gewinnen die Tropfen genügend kinetische Energie, sodass sie beim Aufprall auf den Boden weit zerspritzen.

Entstehung und Form:
Der Durchmesser eines Tellerstapel-Stalagmiten hängt stark von der Fallhöhe der Tropfen und der verfügbaren Wassermenge ab. Bei hoher Wasserzufuhr verteilt sich der Kalk weit, wodurch der Stalagmit einen größeren Durchmesser erhält. Sinkt die Wassermenge, verringert sich der Durchmesser abrupt, und es entsteht ein „Plateau“, auf dem ein dünnerer Stalagmit weiterwächst. Diese wechselnden Bedingungen wiederholen sich über lange Zeiträume und führen zu einer gestuften, tellerartigen Struktur.

Wiederholte Schwankungen erzeugen konische Segmente, die an einen Palmstamm mit charakteristischen Abschnitten erinnern. Aufgrund der Form werden diese Stalagmiten auch mit Tannenzapfen oder Pinienzapfen verglichen. Die einzigartige Morphologie macht den Tellerstapel-Stalagmit zu einer der auffälligsten und leicht erkennbaren Tropfsteinformen in großen Höhlen.

Besonderheiten:

• Entstehung ausschließlich in hohen, oberflächennahen Hallen
• Variabler Durchmesser durch wechselnde Wasserzufuhr
• Typisch gestufte, segmentierte Form, die natürliche „Stapel“ oder Zapfen imitiert

Dieser Typ von Stalagmiten veranschaulicht anschaulich, wie Höhlenwasser, Schwerkraft und Kalkgehalt gemeinsam komplexe, natürliche Strukturen formen.

Die Teufelshöhle Pottenstein ist eine der bekanntesten Tropfsteinhöhlen Deutschlands und ein beeindruckendes Naturwunder in der Fränkischen Schweiz.

Die Teufelshöhle in Steinau ist eine beeindruckende Naturhöhle in Hessen, die Besucher mit ihrer geheimnisvollen Atmosphäre und einzigartigen geologischen Formationen fasziniert.

Ein Tierbau ist ein von Tieren in den Boden oder in weiches Gestein gegrabener Hohlraum, der als Behausung, Zuflucht, Nistplatz oder als Nebenprodukt der Fortbewegung dient. Anders als natürliche Höhlen, die durch geologische Prozesse wie Verkarstung, Erosion oder vulkanische Aktivität entstehen, werden Tierbaue gezielt durch die Aktivität der Tiere geschaffen.

Entstehung und Bauweise

Viele Tiere graben ihre Behausungen in Erde, Lehm oder weichem Sandstein, seltener in härteren Gesteinen. Die Größe, Form und Struktur eines Tierbaus hängt stark von der Art des Tieres ab:

• Kleine Tiere wie Mäuse, Maulwürfe oder Kaninchen schaffen meist einfache, horizontale Tunnel oder kleine Kammern.
• Größere Tiere können labyrinthische Systeme mit mehreren Gängen und Kammern anlegen, die mehrere Meter lang oder bis zu zwei Meter im Durchmesser sein können.

Tierbaue lassen sich häufig anhand von Krallenspuren an Wänden und Decken erkennen. Die Tunnelquerschnitte variieren je nach Grabtechnik: Manche Tiere schaffen fast kreisförmige Tunnel, andere eher flache oder ovale Profile.

Beispiele aus der Tierwelt

• Moderne Gürteltiere: Experten im Graben, die Tunnel bis zu einem halben Meter Durchmesser anlegen.
• Südamerikanische Faultiere: Errichten lange, gewundene Tunnel mit großem Durchmesser.
• Eiszeitgiganten: In Südbrasilien und Argentinien wurden mehr als 1.500 Paläo-Tierbaue erforscht, die von riesigen ausgestorbenen Arten wie Holmesina, Pampatherium, Megatherium und Eremotherium stammen. Diese Höhlen konnten so groß werden, dass sie deutlich größer als moderne Tiere waren, manche sogar größer als ein Nashorn.

Die genauen Zwecke dieser Eiszeit-Tierbaue sind noch nicht vollständig geklärt. Es wird vermutet, dass sie als Schutzräume, Nistplätze oder temporäre Rückzugsorte dienten. Ihr Alter wird auf mindestens 10.000 Jahregeschätzt, kann aber nicht exakt bestimmt werden.

Bedeutung für Forschung und Archäologie

Tierbaue sind von paläontologischem und ökologischen Interesse, da sie Aufschluss über die Lebensweise, Bewegungsmuster und ökologischen Anpassungen ausgestorbener Tiere geben. Sie liefern außerdem Hinweise auf die Bodenbeschaffenheit, Vegetation und klimatische Bedingungen der jeweiligen Periode. Einige Tierbaue wurden sogar als künstliche Wohnhöhlen von frühen Menschen genutzt oder umgestaltet.

Zugang und Schutz

Die meisten Tierbaue sind nicht öffentlich zugänglich, da sie empfindlich sind und durch Betreten leicht beschädigt werden könnten. Manche können jedoch im Rahmen von geführten Forschungs- oder Höhlenexkursionen besichtigt werden. Ihr Schutz ist besonders wichtig, um diese seltenen Einblicke in die Tierwelt vergangener Epochen zu bewahren.

Troglobionten, auch als Höhlentiere bezeichnet, sind Tiere, die ausschließlich in Höhlen leben und außerhalb dieser speziellen Umgebung nicht überleben können. Sie sind vollständig an das Leben in völliger Dunkelheit, konstanter Feuchtigkeit und meist niedrigen Temperaturen angepasst – ein Anpassungsphänomen, das als Troglomorphie bekannt ist. Diese Spezialisierung erklärt, warum Troglobionten für ein Leben außerhalb der Höhlen ungeeignet sind und sich dort evolutionär stark von ihren oberirdischen Verwandten unterscheiden.

Morphologische Anpassungen

Troglobionten weisen charakteristische physiologische und morphologische Veränderungen auf, die ihre Überlebensfähigkeit in Höhlen maximieren:

• Verstärkung der hilfreichen Sinne:
  Da Licht in Höhlen vollständig fehlt, entwickeln viele Troglobionten stark ausgeprägte Sinne für die Orientierung und Nahrungssuche. Der Tastsinn, Geruchssinn und das Gehör sind besonders wichtig.
  • Viele Arten besitzen lange, empfindliche Antennen, die nicht nur Berührungen wahrnehmen, sondern auch Vibrationen im Untergrund oder Wasser registrieren.
  • Der Geruchssinn ist bei aquatischen Arten besonders entscheidend, um Nahrung und Artgenossen zu lokalisieren.
• Verlust unbrauchbarer Sinne:
  • Augenreduktion: In völliger Dunkelheit sind Augen überflüssig. Viele Troglobionten zeigen eine Rückbildung der Augen, teilweise bis zu vollständiger Abwesenheit.
  • Hautpigmentierung: Da Schutz vor UV-Strahlung entfällt, verlieren Troglobionten die Pigmentierung. Sie erscheinen blass, weiß oder durchsichtig; Blut kann teilweise durch die Haut sichtbar sein. Diese Veränderung schützt die Tiere nicht, macht sie jedoch extrem lichtempfindlich und verhindert ein Überleben an der Oberfläche. Schon kurzzeitige Sonnenlichtexposition kann tödlich sein.

Physiologische Anpassungen

• Niedriger Stoffwechsel: Aufgrund des begrenzten Nahrungsangebots in Höhlen haben viele Troglobionten einen stark reduzierten Stoffwechsel entwickelt, der ihnen erlaubt, lange Hungerperioden zu überstehen.
• Erhöhte Lebensdauer: Die Kombination aus reduziertem Energieverbrauch und stabilen Umweltbedingungen führt oft zu einer verlängerten Lebensdauer im Vergleich zu oberirdischen Verwandten.
• Temperaturempfindlichkeit: Troglobionten sind sehr empfindlich gegenüber Temperaturschwankungen. Selbst kleine Veränderungen können tödlich sein, da sie an die konstanten Bedingungen der Höhle angepasst sind.

Ökologische und evolutionäre Besonderheiten

• Endemismus: Viele Troglobionten sind lokal endemisch und kommen nur in einem einzelnen Höhlensystem oder einem bestimmten Karstwasserkörper vor. Dies führt zu einer hohen Artenvielfalt innerhalb begrenzter Gebiete.
• Schutz vor Klimaveränderungen: Der Rückzug in Höhlen hat bestimmte Arten vor klimatischen Schwankungen und Umweltveränderungen an der Erdoberfläche geschützt. Manche heutige Troglobionten sind die Nachfahren von Arten, die an der Oberfläche ausgestorben sind.
• Begrenztes Nahrungsangebot: Die Nahrung in Höhlen ist selten, was die Tiere zwingt, Ressourcen effizient zu nutzen, wodurch der Stoffwechsel heruntergefahren wird.

Bedeutung für die Forschung

Troglobionten sind von besonderem Interesse für Biologen, Ökologen und Evolutionsforscher, da sie einzigartige Einblicke in Anpassungsmechanismen an extreme Umgebungen bieten. Sie zeigen, wie Isolation, Umweltstabilität und Ressourcenknappheit die Morphologie, Physiologie und Lebensweise einer Art über Millionen Jahre beeinflussen können. Studien an Troglobionten tragen zudem zum Verständnis von Endemismus, Artbildung und Anpassungsprozessen in extremen Habitaten bei.