Das Karstgebiet südöstlich Neuhaus/Pegnitz:

Hydrogeologie der Frankenalb -- Höhlensysteme und unterirdische Flüsse


Oberirdische Flüsse fehlen heute in der Frankenalb fast völlig. Die Entwässerung dieses Raumes erfolgt seit Jahrmillionen punktuell über Ponore und Ponordolinen sowie flächenhaft über die Klüfte des Gebirges, wobei diese Trennfugen ständig erweitert werden und im Laufe von Jahrtausenden zu großen und weitverzweigten unterirdischen Hohlraumsystemen anwachsen.

Einbruchsdoline

Durch das Zusammenspiel von ober- und unterirdischer Auflösung und Entwässerung entstand in Jahrmillionen auf den Kalk- und Dolomit-Gesteinen die reizvolle Karstlandschaft der Frankenalb. Die Hochfläche der Frankenalb ist vielerorts von Lösungstrichtern, den Dolinen, übersät. Diese flachen und trichterförmigen Geländemulden mit unterirdischem Abfluß weisen Durchmesser von wenigen Metern bis zu einigen Dekametern und entsprechender Tiefe auf. Dolinen entstehen in Karstgesteinen vor allem dort, wo leicht verwitterbare dünnbankige Kalke vorliegen, und weiterhin an den Stellen, an welchen das Niederschlagswasser gut in den Untergrund eindringen kann, so z.B. über der Kreuzung von Gesteinsklüften und in Störungszonen. Einsturzdolinen ("Erdfälle") entstehen durch das Einbrechen einer Höhle im Untergrund. Sie stellen ein starkes Gefahren- und Schadenspotential für die Flächennutzung, vor allem für Bauwerke und Verkehrswege, dar.

Ponor-Einbruch des "Speckbaches" bei Auerbach/Opf.

Charakteristisch für die unterirdische Entwässerung von Karstgebieten sind die zahlreichen Versickerungsstellen und "Schlucklöcher" (Ponore). In diese Ponore stürzen oft ganze Bäche und Flüsse in die Tiefen des Gebirges hinein und strömen dort dem unterirdischen Karstwasserkörper zu. Ponorhöhlen stellen ständig oder periodisch aktive Wasserhöhlen dar.

Geologisches und geomorphologisches Blockbild sowie Blockbild der Dogger-Malm-Grenze im Gebiet der Veldensteiner Mulde (Nördliche Frankenalb)Die weitverzweigten Trockentalsysteme der Frankenalb sind zwar auf das heutige Gewässernetz hin ausgerichtet; sie entstanden jedoch während der Glazialzeiten durch die oberflächlich abfließenden Schmelzwässer über den -- durch Permafrost "plombierten" -- Untergrund des Karstgebirges.

Höhlen markieren den unterirdischen Weg des Wassers von der Karstoberfläche zum Vorfluter. Sie sind immer an die bevorzugten, durch das bestehende Trennflächengefüge bedingten Wasserwegsamkeiten gebunden. Häufig bilden sich im Gebirge daher Kluft- (vertikal-elliptischer Querschnitt) und Schichtfugenhöhlen (horizontal-linsenförmiger Querschnitt) aus. Höhlenerweiterungen wie "Dome" und "Hallen" entstehen durch das Wechselspiel von Karbonatkorrosion und Nachbruch des Höhlendaches. Erosion durch eingeschwemmte Grobpartikel kann Höhlen-Canyons und "Schlüsselloch"-Profile erzeugen (BÖGLI 1978).

Bei jungen Höhlensystemen findet die Hohlraumbildung zunächst durch bloße Erweiterung von Klüften und Schichtfugen statt. Durch die in das Karstgestein einsickernden Niederschlagswässer werden die primär schmalen Gesteinsklüfte zu weit geöffneten Spalten und Röhren ausgeätzt: So entstehen im Lauf der Jahrtausende weitverzweigte Hohlraumsysteme, durch die das Karstwasser strömt.

Karstwasserspiegel

Entscheidende Bedeutung für die Ausformung der Karsthohlräume hat das erstmals von BEHRMANN (1919) formulierte "Prinzip der Selbstverstärkung": Eingetiefte Wasserwege im Karstgebirge ziehen das Wasser regelrecht an, wodurch diese Hohlräume ständig und immer stärker erweitert werden. So entsteht in den Tiefen des Gebirges schließlich ein weitverzweigtes, labyrinthartiges System von wassererfüllten Gängen, wobei die unterirdischen Gerinne, Bäche und Flüsse (nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren) weitgehend miteinander in Verbindung stehen.

Während in den Tiefen des Gebirges neue Höhlen gebildet werden, fallen -- aufgrund der Eintiefung des Vorfluters -- die bislang wassererfüllten Höhlengänge trocken: Diese nicht mehr vom Wasser durchströmten Höhlen weisen also auf ein vorzeitliches, höherliegendes Karstwasserniveau hin. Die trockengefallenen Höhlen werden nicht mehr aktiv weitergebildet, sondern es wachsen in ihrem Inneren oft vielgestaltige, bizarre Sintergebilde heran. Aus dem durch die Klüfte herabsickernden, Hydrogenkarbonat-gesättigten Wasser fällt Kalziumkarbonat aus, wobei im Laufe der Zeit vielfältige Tropfsteine, Sintervorhänge, Wandsinter und Tropfwasser-Becken entstehen.

In den Tiefen des Karstgebirges der Frankenalb sind -- z.B. in der Hollfelder Mulde und in der Veldensteiner Mulde -- riesige Grundwassermengen vorhanden, die in näherer Zukunft einen weiter stark zunehmenden Beitrag zur Trinkwasserversorgung Nordbayerns leisten müssen. Da die Wasserfilterung im Karst jedoch denkbar schlecht ist, gilt die Verkarstung in wasserwirtschaftlicher Hinsicht als sehr problematisch. Vor allem die durch Niederschlagswässer aus den Böden ausgewaschene Schadstoffe und Gifte -- wie Nitrate als Folge intensiver Felddüngung oder ausgebrachte Pestizide -- werden meist schnell und ohne wirksame Filterung in das Karst-Grundwasser eingebracht.

unterirdisches Karstgerinne in der Nördlichen Frankenalb

Während gewichtsspezifisch leichte Kontaminationen wie Ammonium und Nitrat meist schnell mit dem oberflächennahen Karstwasserabstrom zu den nächstgelegenen Quellaustritten transportiert werden, sinken beispielsweise die -- nur sehr langsam biologisch oder chemisch abbaubaren -- halogenierten Kohlenwasserstoffe infolge ihres hohen spezifischen Gewichtes in die Tiefen des Karstwasserkörpers ab. In den mächtigen Grundwasserkörpern des Tiefen Karstes lassen sich lediglich Verdünnungseffekte erwarten. Da jedoch im Karstgebirge nicht wie bei Porenaquiferen eine langsame Durchwanderung und Filterung besteht, sondern der unterirdische Abfluß in offenen Klüften und Höhlengängen sehr schnell stattfindet, kann das Grundwasser oft schon nach kurzer Zeit an Quellen und in Trinkwasserbrunnen ungefiltert wieder austreten: Der Schutz des Grundwassers im Karstgebirge der Frankenalb ist daher für Nordbayern von geradezu zukunftssichernder Bedeutung.


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* Dr. Alfons Baier, last Update: Montag, 23. Februar 2009 22:41