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batte ist außerdem der CO
2
-Gehalt der Atmo-
sphäre und der damit im Gleichgewicht ste-
hende CO
2
-Gehalt des Meeres von Bedeutung
(Kasten 4.8).
Da Regenwasser praktisch Ca-frei und damit
massiv an Calcit untersättigt ist, treten in Kalk-
gebieten häufig oberflächennahe Lösungenser-
scheinungen, der
Karst
,auf.Dabeientstehen
entlang unterirdischer Fließwege des Regen-
wassers zum Teil riesige Höhlenkomplexe. Das
RegenwasserlöstsolangeKalkauf,bisesan
Calcit gesättigt ist. Mischen sich zwei unter-
schiedliche, aber beide an Calcit gesättigte
Wässer, so ist das entstehende Mischwasser
häufig wieder leicht an Calcit untersättigt und
kann wieder Kalk auflösen. Dieses Phänomen
wird als
Mischungskorrosion
bezeichnet.
Überirdisch entstehen an verschiedenen Stellen
zum Teil sehr auffällige und großvolumige
Kalkausfällungen. Ist vulkanisches CO
2
im
Spiel, so spricht man von Sauerwasserkalken,
im Bereich von Quellen bilden sich Quellkalke
oder Travertin. Die Fällung von Quellkalken
beruhtaufderretrogradenLöslichkeitvonCal-
cit, also auf dem Temperatureffekt: Tritt kalk-
gesättigtes Wasser aus kalkigem oder mergeli-
gem Untergrund im Sommer an die Oberfläche
aus,soerwärmtessichundfälltdaherCalcit
aus. Im Winter läuft dieser Prozess dagegen
nichtab.ÜbrigenshatWasserinBödendurch
mikrobielle Prozesse und den Zerfall organi-
scher Stoffe häufig einen höheren CO
2
-Gehalt
als er sich im Gleichgewicht mit der Atmo-
sphäre einstellen würde.
Generell sind die meisten gesteinsbildenden
Si-
likate
in metamorphen und magmatischen Ge-
steinen unter oberflächennahen Bedingungen,
also in Sedimenten, instabil. Olivin, Pyroxene,
Amphibole, Biotite und Plagioklase werden zu
verschiedenen Arten von Tonmineralen umge-
wandelt, auch Alkalifeldspäten und Hellglim-
mern ergeht es häufig so. Für unterschiedliche
Minerale geht dies unterschiedlich schnell
(Abb. 3.175). Wie schon für SiO
2
-Phasen und
Calcit gesehen, spielt auch hier wieder der pH-
Wert eine entscheidende Rolle für die Löslich-
keit z. B. von Aluminium und Eisen in Wasser.
Dies hängt mit Komplexstabilitäten zusammen.
Sowohl Eisen als auch Al werden nämlich nicht
nur als Fe
2+
,Fe
3+
oder Al
3+
in Wasser gelöst,
sondern pH-abhängig auch als Hydroxo-Kom-
plexe (Abb. 3.176). Daher haben beide dreiwer-
tigen Ionen, also Fe
3+
und Al
3+
, Löslichkeitsmi-
nima im ungefähr neutralen pH-Bereich: im
sauren pH-Bereich liegen sie überwiegend als
dreiwertige, unkomplexierte oder mit Wasser
komplexierte Ionen vor, im basischen pH-Be-
reich dagegen als gut lösliche Hydroxokom-
(a)
0,07
0,05
0,03
0,01
100
0
80
60
0
40
100
20
200
0
300
(b)
p
CO2
= 12 bar
0,03
0,02
0,01
2
0
1,5
0
1
100
0,5
200
0
300
3.174
Die Calcitlöslichkeit in Abhängigkeit von
Temperatur, CO
2
-Partialdruck und Salinität nach
Segnit et al. (1962), Ellis (1963) und Plumer & Wig-
ley (1976).
