Karsthöhlen

Stalaktiten in einer Karsthöhle
Stalaktiten in einer Karsthöhle
Bildquelle: Schütt

In Karstgebieten erfolgt ein großer Teil der Lösungsverwitterung unter der Erdoberfläche. Klüfte und Schichtfugen dienen als bevorzugte Wasserbahnen im Gestein. Durch Lösung des Gesteins werden diese allmählich erweitert. Entsprechend der Anordnung der Klüfte und Spalten entsteht so ein rechtwinkliges Netz von Höhlengängen. An Kreuzungsstellen großer Klüfte ist die Lösungsintensität stärker und es bilden sich größere Höhlenkammern.

Die Erweiterung der Klüfte zu Höhlengängen erfolgt in der Regel in Höhe des Karstwasserniveaus, dem Grundwasserspiegel in Karstgebieten. Da dieser im Karst eine räumlich höhenvariable Fläche darstellt, unterscheidet man ihn begrifflich vom normalen Grundwasserspiegel in anderen Gebieten. Die räumlichen Variationen des Wasserstandes bestehen aufgrund des komplexen Systems kommunizierender Röhren mit Druckunterschieden. Unterhalb dieses Karstwasserniveaus sind alle Hohlräume mit Wasser gefüllt. Dieser Bereich wird als phreatische Zone bezeichnet. Im darüberliegenden Bereich versickert das lösungsfähige Wasser. Dieser wird vadose Zone genannt. Im Grenzbereich dieser beiden Zonen findet demnach die Höhlenbildung statt.

Höhlen, die sich an der Pbergrenze der phreatischen Zone bilden, werden als epiphreatische Höhlen bezeichnet. Aber auch im Grundwasser selbst können Höhlen entstehen. Die sich bildenden Höhlen werden daher als phreatische Höhlen bezeichnet. Ihre Entwicklung geschieht im Vergleich zu ersteren langsamer.

In den Kammern und Gängen der Karsthöhlen findet aber nicht nur Lösung statt, sondern auch Ablagerung. Die eindruckvollsten Ablagerungen in den Höhlen sind die sogenanten Tropfsteine. Diese sind Ausfällungen von Calcit. Die Ausfällungen erfolgen dann, wenn das Gleichgewicht von Kohlendioxid und Calciumcarbonat im Wasser zugunsten letzteren verschoben wird (im Gleichgewichtszustand liegt Kalk gelöst vor). Das im Gestein nach unten sickernde und mit gelöstem Kalk gesättigte Wasser trifft an der Höhlendecke tropfenweise aus und gibt CO2 an die Höhlenluft ab. Das überschüssig gewordene Calciumcarbonat wird daher an der Austrittsstelle des Wassers ausgefällt, meist in der Form des Minerals Calcit. Wiederholte Ausfällung an ein und derselben Stelle der Höhlendecke erzeugt einen Stalaktit (vergleiche Abbildung). Von Ende dieses Stalaktiten tropft das Wasser auf den Höhlenboden. Durch die Erschütterung beim Tropfenaufprall wird abermals CO2 freigesetzt. Auch am Höhlenboden wird daher Calciumcarbonat ausgefällt. Langzeitliche Wiederholungen dieses Vorgangs führt zum Aufbau eines Calcitkegels, ein Stalagmit.