Die "Steinerne Rinne" am Berg südlich Erasbach/Opf.

Hydrochemie der "Steinernen Rinne"


Zur hydrochemischen Untersuchung des Quell- und Bachwassers der "Steinernen Rinne" wurden -- nach umfangreichen Voruntersuchungen im Sommer 2000 -- hierzu am 28. August 2001 sowie am 30. Juli 2002 mit tatkräftiger Unterstützung sehr engagierter Studentinnen und Studenten des Instituts für Geologie und Mineralogie der FAU Erlangen an jeweils 14 Stellen der "Steinernen Rinne" Wasserproben genommen und analysiert sowie zeitgleich die Vor-Ort-Parameter

gemessen.

Profil "Steinerne Rinne"

Die analytischen Untersuchungen der Wasserinhaltsstoffe umfaßten die Bestimmung der

Die an den beiden -- bis +25°C warmen und trockenen -- Sommertagen beobachteten Meßergebnisse zeigten eine überraschende Übereinstimmung zueinander, so daß an dieser Stelle vorwiegend über die Werte des jüngsten Termins berichtet werden soll.

Weiterhin wurden aus den Kalkschottersedimenten der Quellkluft sowie an vier Stellen der "Steinernen Rinne" aus dem Bachbett Kalktuffproben entnommen. Aus diesen Karbonatsedimenten wurden nach Trocknung und Zermahlung auf Korngrößen <63 µm Meßtabletten für die Röntgenfloureszenzanalyse hergestellt, wobei jeweils 1 g Karbonat in Lithiumtetraborat-Schmelztabletten überführt wurde.

Unmittelbar an der Quelle der "Steinernen Rinne" wurden die Wasserinhaltsstoffe Nitrat, Phosphat und Chlorid bestimmt.

Der Nitrat-Gehalt ist ein Maß für die Stickstoffbelastung eines Grundwassers. Im August 2001 konnten im Quellwasser ein Nitratgehalt von 5 mg/l und im Juli 2002 ein NO3- -Wert von 1,5 mg/l bestimmt werden. Diese geringen Werte sind wohl durch geogenen Ursprung bedingt: Ein Teil des Stickstoffgehaltes im Boden stammt aus dem Abbau pflanzlicher Eiweiße, wobei zunächst Ammonium entsteht, welches kurzfristig zu Nitrat oxidiert wird und dann in das Grundwasser gelangt.

Auch die an beiden Beobachtungsterminen gemessenen Chlorid-Werte um 5 mg/l weisen auf eine nur geringe Belastung des Quellwassers hin. Chloridgehalte <10 mg/l sind in der Frankenalb durch "geogenen Background" bedingt und entstammen hier den MgCl2-Gehalten des Karstgebirges. Lediglich die gemessenen Phosphat-Gehalte von 0,25 mg/l im Quellwasser deuten auf geringe anthropogene Beeinflussungen hin. Die Ursachen hierfür können z.B. in landwirtschaftlichem Gülle- sowie Kunstdüngeraustrag begründet sein. Alle drei beobachteten Wasserinhaltsstoffe liegen jedoch weit unterhalb der Trinkwassergrenzwerte.

Beim Abfließen über den Kalktuffdamm zeigt sich ein starker Einfluß der Lufttemperatur auf die Bachwassertemperatur, welcher bei zunehmend räumlicher Distanz vom Quellaustritt immer stärker wird: Während an der Quelle die Wassertemperatur mit +8,4°C in etwa dem Jahresmittel der Lufttemperatur in diesem Gebiet und somit den normalen Temperaturverhältnissen des Grundwassers im Karstgebirge entspricht, beträgt sie in der Mitte der Steinernen Rinne bereits +10,0°C und steigt am Rinnenende auf +13,1°C.

Meßwerte Wassertemperaturen "Steinerne Rinne"

Die pH-Werte sind auf der insgesamt 137,5 m langen Strecke von der Quelle bis zum Rinnenende einer bemerkenswerten Veränderung unterworfen: Der Anstieg von pH= 7,1 an der Quelle auf pH=8,1 am N´ Rinnenende ist ursächlich bedingt durch die CO2-Entgasung infolge der Druckentlastung, der Durchmischung mit Luft und dem Temperaturanstieg des Bachwassers sowie dem CO2-Entzug des Wassers durch Algen und Moose.

pH-Meßwerte "Steinerne Rinne"

Das Redoxpotential beschreibt das Konzentrationsverhältnis von oxidierten und reduzierten Stoffen und somit die elektrochemischen Bedingungen im Wasser. Die Potentiale können zwischen +800 mV (stark oxidierendes Milieu) und -300 mV (stark reduzierendes Milieu) variieren; mit sinkenden Redoxpotential steigt der pH-Wert um etwa 59 mV pro pH-Einheit. Im Bachwasser der "Steinernen Rinne" herrschen an der Quelle mit +15 mV oxidierende Bedingungen vor, während am N´ Ende der Rinne mit -23 mV ein leicht reduzierendes Milieu beobachtet werden konnte; dieses ist -- bei hier zu beobachtender leichter Sauerstoffuntersättigung des Bachwassers -- auf das Vorkommen reduzierender Wasserinhaltsstoffe (v.a. verwesende organische Substanzen) zurückzuführen.

Der Sauerstoffgehalt an der Quelle entspricht mit 9,3 mg/l und einer O2-Sättigung von 88 % einem Karstwasser aus der vadosen Zone. Diese Sauerstoffsättigung des Wassers ist physikalisch von der Wassertemperatur abhängig: Kaltes Wasser kann (in einer expontentiellen Funktionsweise) mehr Sauerstoff aufnehmen als warmes Wasser. Beispielsweise entspricht bei einer Wassertemperatur von +5°C eine 100 %-O2-Sättigung etwa 13 mg/l O2, während sie bei einer Wassertemperatur von +25°C auf 8 mg/l zurückgeht. Beim Durchfließen der ersten 50 m des hier noch gering geneigten Bachlaufes nimmt die Sauerstoffsättigung -- trotz ansteigender Wassertemperaturen -- infolge kleiner Wasserfälle und hierdurch bedingter Durchmischung auf 100 % zu. Beim Durchlaufen der bis -22° steilen Rinne ist die Durchmischung des Wassers infolge der vielen Kaskaden und Wasserfälle derart hoch, daß hier eine Sauerstoff-Übersättigung bis 144 % beobachtet werden kann. Erst im nur noch gering geneigten Unterlauf der Rinne sinkt die O2-Sättigung wieder auf Werte um 93 % ab, was neben der schnellen Entgasung des überflüssigen Sauerstoffs und O2 -verbrauchender Abbauvorgänge von organischer Substanz auch auf die relativ starke Erwärmung des Wassers zurückzuführen ist.

Meßwerte Sauerstoffgehalt u. -sättigung "Steinerne Rinne"

Die -- auf eine Wassertemperatur von +25°C bezogene -- elektrische Leitfähigkeit ist ein Maß für die Gesamtheit der in einer Probe gelösten Elektrolyte. Sie gestattet somit eine temperaturunabhängige Betrachtung der im Wasser gelösten Ionen. Die LF-Meßwerte sind auf der rund 138 m langen Strecke von der Quelle bis zum Rinnenende einer auffälligen Veränderung unterworfen, wobei bemerkt werden muß, daß die Meßwerte im Wasser der Quelle am Anfang und am Ende des Beobachtungstermins identisch waren. Die Werte steigen von 435 µS/cm an der Quelle auf 448 µS/cm am Durchlaufrohr des Weges an, sinken während des Steilabfalls der Rinne geringfügig auf 441 µS/cm ab und erreichen erst am N´ Rinnenende wieder den Ausgangswert von 435 µS/cm. Dieser Meßwerteverlauf deutet bereits auf die umfangreichen Dissoziations-, Lösungs- und Ausfällungsprozesse im Bachwasser der "Steinernen Rinne" hin.

Leitfähigkeits-Meßwerte "Steinerne Rinne"

Die Wasserhärten Gesamthärte und Karbonathärte sind in Karstwässern meist sehr hoch. Die Gesamthärte ist definiert als die Summe aller Erdalkali-Ionen; dies sind v.a. Kalzium und Magnesium. In Lösung sind diese "gepaart" mit Chloriden, Sulfaten, Karbonaten und anderen Anionen. Hingegen umfasst die Karbonathärte nur die Karbonate dieser Ionen, in der Regel ist sie also niedriger als die Gesamthärte.

Meßwerte Karbonat- u. Gesamthärte "Steinerne Rinne"

Die Gesamthärte ist am Quellaustritt mit 36°dH am größten und nimmt mit zunehmender Fließstrecke generell ab. Das Minimum ist im unteren Drittel der "Steinernen Rinne" mit 23°dH zu beobachten, nimmt danach aber wieder auf Werte von 25°dh bis 27°dH zu. Dieser untere Bachbereich ist durch das Auftreten von karbonatagressiven CO2 charakterisiert (s.u.).

Die Karbonathärte zeigt zwar auch mit zunehmender Fließstrecke eine generelle Abnahme; am Quellaustritt ist jedoch mit 22°dH ein noch relativ niedriger Wert festzustellen, welcher beim Durchrinnen der groben Kalkschotter in den ersten 25 m des Bachbettes auf 29°dh ansteigt. Die Werte fallen dann -- beim Durchlauf der "Steinernen Rinne" -- bis 19°dH ab und steigen erst am N´ Rinnenende (auch hier im Bereich des wieder karbonatagressiv gewordenen Bachwassers) wieder auf 21°dH an.

Die im Bachwasser gemessenen Kalziumwerte bewegen sich im oberen, noch mit relativ geringen Gefälle verlaufenden Bachabschnitt um 185 mg/l und sinken beim Durchlauf der "Steinernen Rinne" bis 167 mg/l ab. Im Bereich des karbonatagressiven Bachwassers im N´ unteren Rinnenende steigen sie wieder auf 180 mg/l an. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, daß die Wasserführung des Baches von rund 2,0 l/s an der Quelle auf ca. 0,2 l/s am N´ Rinnenende -- aufgrund von Verdunstung und kapillaren Wasserentzug durch die Moose -- zurückgeht, so daß der größte Teil des im Bachwasser gelösten Karbonats (trotz des Auftretens von karbonatagressiven CO2 im Wasser) an den Moosoberflächen beiderseits des Bachlaufes zur Ausfällung kommt.

Meßwerte Kalziumgehalt "Steinerne Rinne"

Die Kalziumbestimmung erfolgte als komplexometrische Titration mit dem Dinatriumsalz der Ethylendinitrilotetraessigsäure: Hierbei werden die Kalziumionen unter Chelatbildung komplex gebunden. Als kalziumspezifischer Indikator wird Calconcarbonsäure verwendet, welche einen deutlichen Farbumschlag gewährleistet. Einschränkend muß jedoch bemerkt werden, daß -- da diese Titration in alkalischer Lösung stattfindet -- als schwer lösliche Hydroxide ausfallende Kalziumionen nicht erfasst werden können.

Säure- u. BasenkapazitätAn den 14 Probenahmepunkten der "Steinernen Rinne" wurden auch Bestimmungen der Säure- und Basekapazität des Bachwassers n. HÖLL (1986) durchgeführt. Wesentliche geohydrochemische Eigenschaften eines natürlichen Wassers werden durch seine Gehalte an Hydrogenkarbonat und freier Kohlensäure bestimmt, die beide nach dem Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht voneinander abhängen. Um diesen Komplex chemisch zu erfassen, wird das Aufnahmevermögen (Kapazität) für Säuren oder Basen durch Titrationen bis zu festgelegten pH-Werten bestimmt. In die Analyse werden die jeweils titrierten Werte aufgenommen. Die Konzentrationsangabe erfolgen in der alten Einheit mval/l, die bezüglich des Zahlenwertes mit der heute anzuwendenden Äquivalent-Konzentration mmol(eq)/l identisch ist (HÖLL 1986); hieraus lassen sich die jeweiligen Gehalte in mg/l berechnen.

Die Säurekapazität ist ein Maß für die Pufferkapazität (pH-Wert-Stabilität) des Wassers gegenüber Säuren. Sie ist ein Maß für die Pufferkapazität des Wassers und wichtig für die Berechnung der gebundenen Kohlensäure ("Hydrogenkarbonat"), mit der die Erdalkaliionen wie Kalzium und Magnesium valenzmäßig abgesättigt sind. Zu ihrer Bestimmung wird durch Titration die Anzahl der ml (cm³) 0,1-normaler HCl gemessen, die 100 cm³ des Wassers bis zur Einstellung eines bestimmten pH-Werts verbrauchen.

Die „Säurekapazität (KS) bis pH 8,2" (= p-Wert) erfasst alle alkalischen Bestandteile des Wassers, die Hydroxid-Ionen bilden, wie freie Basen, sowie die ersten Hydrolstufen der Alkali- und Erdalkalisalze schwacher, mehrwertiger Säuren (z.B. Karbonate, Phosphate, Silicate). Sie gibt an, wieviel Säure (in der Praxis 0,1 N HCI) eine Wasserprobe bis zum Umschlagpunkt des Indikators Phenolphthalein (pH 8,2) aufnimmt.

Die „Säurekapazität (KS) bis pH 4,3" (= m-Wert) erfasst darüber hinaus alle Hydrolyse-Stufen der Alkali- und Erdalkalisalze der Kohlensäure und anderer mehrwertiger Säuren. In natürlichen Wässern sind dies hauptsächlich Kalzium und Magnesium (also die Karbonathärten). Sie stellt die Säuremenge dar, die bis zum Umschlagpunkt des Indikators Methylorange (pH 4,3) verbraucht wird.

Die Basenkapazität ist die Fähigkeit eines Wassers, durch Aufnahme von Hydroxid-Ionen (OH-) bestimmte pH-Werte (4,3 bzw. 8,2) zu erreichen. Zu ihrer Bestimmung wird durch Titration die Anzahl der ml (cm³) 0,1-normaler Lauge gemessen, die 100 cm³ des Wassers entweder bis zur Einstellung des jeweiligen pH-Wertes oder bis zum Farbumschlag eines bestimmten Indikator verbrauchen. Hierbei erfolgt die Erfassung aller freien starken Säuren, d.h. die sog. Mineralsäuren wie HCI, H2SO4, HNO3 durch Titration mit NaOH bis pH 4,3 (der sog. Minus-m-Wert).

Die „Basekapazität (KB) bis pH 4,3" gibt somit die Menge an Base (0,1 N NaOH) an, die bis zum Umschlagpunkt des Methylorange (pH 4,3) verbraucht wird.

Die „Basekapazität (KB) bis pH 8,2" gibt die Menge an Base (0,1 N NaOH) an, die bis zum Umschlagpunkt des Phenolphthalein (pH 8,2) verbraucht wird. Hiermit erfolgt die Erfassung aller starken wie auch schwachen Säuren wie Kieselsäure (H2SiO3), Kohlensäure (H2CO3), Huminsäuren usw. durch Titration mit NaOH bis pH 8,2 (der sog. Minus-p-Wert).

An der "Steinernen Rinne" wurden zur Bestimmung der Säure- und Basekapazität jeweils 100 ml Wasserprobe in Titrierkolben eingefüllt und mit 0,1 N Salzsäure bzw. Natronlauge bis zu den definierten Endpunkten pH = 4,3 bzw. pH = 8,2 titriert; die pH-Bestimmungen erfolgten elektrometrisch. Die Titration wurden bei Zimmertemperatur (+20°C) durchgeführt.

Das Gleichgewichtssystem der Kohlensäure mit ihren Bestandteilen Kohlendioxid (CO2), Kohlensäure (H2CO3), Hydrogenkarbonat (HCO3-) und Karbonat (CO32-) ist zu über 95 % für die Pufferung des Wassers gegen pH-Verschiebungen verantwortlich. Aus den Bestimmungen des m- und p-Wertes lassen sich n. HÖLL (1986) die folgenden Beziehungen ableiten:

Titrationsergebnis    

Wasserprobe enthält

 
    Hydroxid Karbonat Hydrogenkarbonat
ist p = 0 dann OH - = 0; CO3 ²- = 0; HCO3 - = m .
ist 2p < m dann OH - = 0; CO3 ²- = 2p; HCO3 - = m - 2p .
ist 2p = m dann OH - = 0; CO3 ²- = 2p; HCO3 - = 0 .
ist 2p > m dann OH - = 2p - m; CO3 ²- = 2(m - p); HCO3 - = 0 .
ist p = m dann OH - = p; CO3 ²- = 0; HCO3 - = 0 .

Aus der Säure-/Basen-Titration abgeleitete Hydroxid-, Karbonat- und Hydrogenkarbonat-Gehalte in natürlichen Wässern (n. HÖLL 1986).

Die Auswertung der Säure- und Basenkapazitätsbestimmungen des Bachwassers der "Steinernen Rinne" erbrachte die unten angeführten Ergebnisse. Generell muß hierzu bemerkt werden, daß steigende Wassertemperaturen und höhere Schüttungsmengen (diese bedingen steigende Fließgeschwindigkeiten und höhere Wasser-/Luft-Durchmischungen) die pH-Werte sowie die CO2- und Ca(HCO3)2-Gehalte des Bachwassers und somit die Menge an ausfallenden Karbonat beeinflussen.

CO2-, H2CO3-, HCO3- u. CO3-Gehalte "Steinerne Rinne"

Die Gehalte an freien, im Wasser nur physikalisch gelösten CO2 sind an der Quelle der "Steinernen Rinne" mit 44 mg/l am größten und auf Druckentlastung des ausgetretenen Karstwassers zurückzuführen. Aufgrund von Entgasung und Wassererwärmung gehen sie etwa bis zum Beginn des Steilabfalls der Rinne auf 0 mg/l zurück. Einen ähnlichen Verlauf zeigen die Gehalte an CO32-: Hier sinkt der Gehalt von 120 mg/l an der Quelle nach einer Fließstrecke von 100 m auf 0 mg/l ab.

Der Gehalt des im austretenden Karstwasser gelösten Kalziumhydrogenkarbonats [Ca(HCO3)2] ist für die Bildung von Bachkalken von entscheidender Bedeutung. Am Quellaustritt ist der HCO3- -Gehalt mit 393 mg/l am größten und nimmt mit zunehmender Fließstrecke bis zum N´ Rinnenende auf 342 mg/l ab. Mit der Erhöhung der Wassertemperatur nimmt die anorganische Kalkfällung zu. Entsprechend höher sind die Hydrogenkarbonat-Gehalte des Wassers.

Ab einer Fließstrecke von 75 m -- im oberen Drittel des Steilabfalles der Rinne -- tritt karbonatagressives H2CO3 auf. Dessen Gehalt ist auf den ersten 10 m nur in einer geringen Konzentration von 7 mg/l vorhanden, steigt bis zum Rinnenende jedoch bis 139 mg/l an.

Die Vorgänge bei der abiogenen Kalkfällung sind hauptsächlich durch die Veränderungen des CO2-Gehaltes im Karstwasser bedingt. Das an Kalziumhydrogenkarbonat reiche Karstwasser erfährt durch die Druckentlastung bei Austritt aus dem Gebirge, seiner Erwärmung durch die Atmosphäre sowie durch die -- bei steigender Fließgeschwindigkeit stark zunehmende -- turbulente Verwirbelung und Durchmischung mit der Luft eine beträchtliche Veränderung seines CO2-Gehaltes. Dieser rein anorganische Vorgang bedingt die Bildung von Kalksinter.

Bereits früh wurde jedoch erkannt, daß auch Pflanzen bei der Karbonatausfällung eine wichtige Rolle spielen. So bemerkt GÜMBEL (1861), daß sich Kalktuffe an den Stellen bilden, "wo Quellwasser über Wände herabträufelt, wo Moos sich an denselben angesiedelt hat, mit dessen Überrindung häufig die Tuffbildung ihren Anfang nimmt".

Die aktive Rolle der Algen bei der biogenen Kalkfällung wurde zuerst von WALLNER (1933, 1934, 1935, 1936) erkannt und beschrieben: Er stellte fest, daß im schnell bewegten Oberflächenwasser die Oberflächen von Kalkablagerungen von Algen bedeckt werden, wobei sich diese Algen primär auf anorganisch ausgefällten Kalzitkristallen im Gerinnebett ansiedeln. Das im Bachwasser gelöste Kalziumhydrogenkarbonat wird von den Algen aufgenommen und in Kalziumhydroxid und Kohlendioxid aufgespalten, wobei das CO2 zur Photosynthese verwendet wird und das Kalziumhydroxid wieder in das Wasser abgegeben wird. Das ausgeschiedene Kalziumhydroxid reagiert mit dem Bikarbonat des -- die Algen umgebenden -- Bachwassers und fällt als Kalk aus:

Ca (HCO3)2 --> Ca (OH)+ + (HCO3)- + CO2

Ca (OH)+ + (HCO3)- --> CaCO3 + H2O

Bei diesem Vorgang müssen die Algen nach oben und zur Seite hin weiterwachsen, um der Einschließung durch ihre eigene Kalkausfällung zu entgehen (WALLNER 1933, 1934, 1936). Andererseits werden die Algen durch die Karbonatbildungen vor den Turbulenzen des strömenden Wassers geschützt.

Bedingt durch die wechselnden physikalischen und hydrochemischen Bedingungen (pH-Wert, CaCO3-, CO2- und O2-Gehalt, Temperatur und Fließgeschwindigkeit des Bachwassers), welchen die Algen unterschiedlich angepaßt sind, ergibt sich eine Zonierung kalkfällender Pflanzen im Bachbett (STIRN 1964). In Bayern treten n. GLASSL & SCHIEBER (1990) als wichtige Kalktuffbildner auf: Eiherzalge (Oocardium depressum), Schlauchalge (Vaucheria geminata), Blaugrünalge (Lyngbya) und Bauchfadenalge (Rivularia haematites).

Cratoneurum commutatum "Steinerne Rinne"

Eine weitere wichtige Rolle bei der Kalkausfällung spielen den Bachkalken aufwachsende Moose wie das Astmoos (Cratoneurum commutatum), das Quellmoos (Philonotis fontana) und das Quellsintermoos (Eucladium verticillatum). Die Moose fangen einerseits den anorganisch gefällten Kalk auf: Da sie ein dichtes Netzwerk aus Seitenästen und Nebenblättern aufbauen, bleiben die kleinen Kalkkristalle, welche mit dem Spritzwasser auf die Blätter gelangen, an ihnen hängen. Unterstützt wird der Vorgang dadurch, daß oftmals noch Algen auf den Blättern sitzen und wiederum die Kristalle mit ihren Gallerthüllen festhalten. Die Kalktuffe wachsen so schnell in die Höhe, daß alle dort vorkommenden Moose sich durch ein starkes Spitzenwachstum auszeichnen müssen, um nicht im Tuff zu ersticken. Die kalzitumkrusteten tieferen Pflanzenteile sterben ab und die Moose können nur durch beständiges Weiterwachsen nach oben überleben. Zusätzlich entziehen die lebenden Moosanteile durch ihre CO2-Aufnahme dem sie umgebenden Wasser das Kohlendioxid und verursachen hierdurch weitere Kalkausfällungen an ihren Pflanzenaußenseiten.

Bei der Zersetzung der kalzitumkrusteten Pflanzenteile tritt noch eine dritte Form der Kalkfällung auf, die auch für sich allein zu einer hohen Tuffbildungsrate führen kann: Beim Verwesen organischer Substanz entsteht durch bakterielle Tätigkeiten Ammoniak, welcher mit dem Hydrogenkarbonat des Karstwassers reagiert und wasserlösliches Ammoniumkarbonat bildet; bei dieser Reaktion wird Kalk ausgefällt (VOIGTLÄNDER 1967).

Kalktuff-Terrassen Burgstall "Hohenbrunnen"

Dieser Vorgang ist beispielhaft bei den N´ gelegenen "Kalktuffterrassen"-Vorkommen beim Burgstall "Hohenbrunnen" mit seinen flächenhaft inkrustierten Laubbaumblättern zu beobachten:

2 NH3 + Ca (HCO3)2 --> (NH4)2CO3 + CaCO3

Kalktuff-Terrassen Burgstall "Hohenbrunnen"

Durch die hohe Biomassenproduktion, die hierdurch hervorgerufene große Oberfläche der "Moos-Rasen" und die bekannte hohe Transpirationsleistung der Moose (vgl. LÜTTIG 1989, 1991) ist die sehr hohe Wasserverdunstung im Bereich der Bachkalke und "Steinernen Rinnen" zu erklären. Dies ist auch beim Quellbach in Erasbach sehr gut zu beobachten: Die Wasserführung dieses Karstbaches nimmt von ca. 2,0 l/s an der Quelle auf ca. 0,2 l/s am Ende der "Steinernen Rinne" ab.

Die Fällung des Kalziumkarbonat aus dem Karstwasser des Franzosenbrunnens führt zunächst zur Bildung von Kalkschlamm, aus welchen sich dann die Quellkalke aufbauen. Aus den Kalkschottersedimenten der Quellkluft sowie an vier Stellen der "Steinernen Rinne" (Meßpunkte M06, M 08, M 10 u. M 13) wurden Kalktuffproben entnommen und mittels Röntgenfloureszenz analysiert:

Bachlänge [m]

0 m

58 m

79 m

104 m

130 m

  (Meßpunkt):

(M 01, Quelle)

(M 06)

(M 08)

(M 10)

(M 13)

CaCO3 [%] 84,5 92,2 93,6 96,1 96,0
MgCO3 [%] 2,59 0,48 0,25 0,21 0,19
SiO2 [%] 6,1 1,3 0,5 0,2 0,1
TiO2 [%] 0,08 0,02 0,02 0,05 0,05
Al2O3 [%] 1,94 0,41 0,28 0,12 0,10
Fe2O3 [%] 1,26 0,25 0,14 0,13 0,11
MnO [%] 0,108 0,015 0,008 0,005 0,004
K2O [%] 0,29 0,05 0,03 0,02 0,02
P2O5 [%] 0,081 0,059 0,071 0,051 0,041
SrO [%] 0,033 0,009 0,008 0,008 0,008

RF-Analysen von Karbonaten der "Steinernen Rinne" S´ Erasbach/Opf.

Aus dem Vergleich der Analyseergebnisse der Kalkschotter aus dem Quellbereich und jenen der Kalktuffe der "Steinernen Rinne" ergeben sich signifikante Unterschiede: Diese besagen, daß die Karbonate, welche die heutige "Steinerne Rinne" aufbauen, nicht aus den Malm-alpha-Schichten des Erasbacher Berges gelöst worden sind, sondern wohl dem mächtigen Karstwasserkörper der S´ anschließenden Alb entstammen.

Die Quellkalke selbst bestehen zum größten Teil aus CaCO3, wobei der Kalkanteil mit zunehmender Fließstrecke des -- die "Steinerne Rinne aufbauenden -- Baches zunimmt, der geringe MgCO3-Anteil hingegen stark abnimmt. Ebenso gehen die Al-, Fe-, Mn-, K- und Sr- Anteile im unteren Teil des Kalktuffdammes stark zurück. Der Hauptanteil dieser letztgenannten Elemente scheint in den geringmächtigen Bachtuffe des oberen, nur langsam fließenden Bachabschnittes mit ausgefällt worden zu sein, während im -- mit großen Gefälle strömenden -- Wasser der eigentlichen "Steinernen Rinne" mit zunehmender Fließstrecke immer reinere Kalke ausgeschieden werden.


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* last Update: Dienstag, 24. Februar 2009 00:02