Helmut Garleb (Nordhausen)

Hydrochemische Schichtung im See der Questenhöhle

In den letzten Jahren rückte im Zusammenhang mit neuen exakten Höhlenvermessungen (z.B. Schusterhöhle Tilleda ) das Problem der sogenannten Laugfacetten wieder mehr ins Blickfeld der Speläologen. Die später zum Teil unterschiedlich gedeuteten Laugfacetten stellen entsprechend ihrer ersten Beschreibung durch Biese (1931) ein grafisches Abbild der mit der Tiefe zunehmenden Mineralisation des Wassers im Höhlensee einer Gipshöhle dar. Ihre Entstehung wurde durch die proportional mit der Konzentrationserhöhung abnehmende Lösungsfähigkeit des Wassers erklärt. Die Konzentrationserhöhung mit der Wassertiefe wird durch Gravitationsschichtung hervorgerufen. Voraussetzung dafür ist ein schichtförmig langsam fließendes oder gar stehendes Wasser. Hier kann sich durch die mit erhöhter Mineralisation verbundene höhere Dichte eine hydrochemische Schichtung herausbilden.

Zwischen der Theorie der Laugfacetten und den tatsächlichen Beobachtungen bestehen oft deutliche Diskrepanzen. Andererseits gibt es aber auch Musterbeispiele für mit der Theorie exakt übereinstimmende Laugfacetten. Als Beitrag zur Klärung dieses Problems wurden durch die IG Speläologie Nordhausen Untersuchungen zur Überprüfung der theoretischen Voraussetzungen für die Bildung von Laugfacetten durchgeführt. Als Untersuchungsobjekt wurde wegen der dort vorhandenen gut ausgebildeten Laugfacetten der Questensee (Questenhöhle, Südharz, Kat.-Nr. 08/16/39/01) ausgewählt.

Aus diesem See wurden 5 m vom Ufer entfernt direkt an der Wasseroberfläche und in einer Tiefe von 3,5 m je eine Wasserprobe entnommen. Weiterhin wurde ca. 3 m und ca. 5 m vom Ufer entfernt in verschiedenen Tiefen mittels Leitfähigkeitssonde die Veränderung der Leitfähigkeit gegenüber einem vorher festgelegten Nullpunkt ermittelt.

Die chemische Analyse ergab bei praktisch gleichbleibender Konzentration der übrigen Ionen ein deutliches Ansteigen der Ca- und SO4-Gehalte mit der Tiefe. Die Leitfähigkeit stellt eine direkte Funktion der Gesamtmineralisation (und auch des SO4-Gehaltes) dar. Aus den Messungen im Questensee selbst ist deutlich die Konzentrationserhöhung mit zunehmender Tiefe ablesbar. Auffallend ist die sprunghafte Zunahme der Leitfähigkeit zwischen 1,5 m und 2,0 m Wassertiefe. Hier ist offensichtlich eine Grenzfläche zwischen zwei Wasserschichten unterschiedlicher Mineralisation ausgebildet. Die chemische Analyse und die labormäßigen Leitfähigkeitsmessungen bei jeweils 20°C Wassertemperatur bestätigen die in der Höhle gewonnenen Werte.

Tabelle: Leitfähigkeit bzw. Konzentration bei unterschiedlicher Wassertiefe
Tiefe (m)
Ca (mval/l)
SO4(mval/l)
Leitfähigkeit (mS/cm)
0,0
20,0
18,4
1,38
3,5
23,0
21,2
1,73

Die im Questensee durchgeführten Untersuchungen belegen eine Erhöhung der Konzentration an gelöstem CaSO4 mit zunehmender Wassertiefe.

In dem nahezu stagnierenden Wasser des Questensees ist eine hydrochemisch Schichtung deutlich ausgebildet. Damit sind die Bedingungen zur Bildung von Laugfacetten im Sinne von Biese hier und in gleichartigen Höhlenseen erfüllt. Trotz dieser Feststellung bleiben weiterhin zahlreich Fragen im Zusammenhang mit den Facetten ungelöst. Offensichtlich müssen morphologisch zwar ähnliche, aber genetisch verschiedene Bildungen unterschieden werden. Deshalb sollten vorrangig Untersuchungen zur Unterscheidung zwischen echten und "Pseudo" - Laugfacetten vorgenommen werden.

Literatur:

Biese, W. (1931): Über Höhlenbildung. I. Teil: Entstehung der Gipshöhlen am südlichen Harzrand und am Kyffhäuser.- Abh. Preuß. Geol. Landesanst., N. F., H. 137, 71 S., Berlin.

Höhlenkataster der DDR, Teil Südharz und Kyffhäuser.- Interessengemeinschaft Speläologie Nordhausen (1972).