Sulfate

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.